电路板焊接方法 - 范文中心

电路板焊接方法

12/06

手工烙铁焊接的基本技能

使用电烙铁进行手工焊接,掌握起来并不困难,但是又有一定的技术要领。长期从事电子产品生产的人们是从四个方面提高焊接的质量:材料、工具、方法、操作者。

其中最主要的当然还是人的技能。没有经过相当时间的焊接实践和用心体验、领会,就不能掌握焊接的技术要领;即使是从事焊接工作较长时间的技术工人,也不能保证每个焊点的质量完全一致。只有充分了解焊接原理再加上用心实践,才有可能在较短的时间内学会焊接的基本技能。下面介绍的一些具体方法和注意要点,都是实践经验的总结,是初学者迅速掌握焊接技能的捷径。

初学者应该勤于练习,不断提高操作技艺

焊接操作的正确姿势

掌握正确的操作姿势,可以保证操作者的身心健康,减轻劳动伤害。为减少焊剂加热时挥发出的化学物质对人的危害,减少有害气体的吸入量,一般情况下,烙铁到鼻子的距离应该不少于20cm,通常以30cm为宜。

焊锡丝的拿法

电烙铁使用以后,一定要稳妥地插放在烙铁架上,并注意导线等其他杂物不要碰到烙铁头,以免烫伤导线,造成漏电等事故。

5.2.3.2 手工焊接操作的基本步骤

掌握好电烙铁的温度和焊接时间,选择恰当的烙铁头和焊点的接触位置,才可能得到良好的焊点。正确的手工焊接操作过程可以分成五个步骤

步骤一:准备施焊

左手拿焊丝,右手握烙铁,进入备焊状态。要求烙铁头保持干净,无焊渣等氧化物,并在表面镀有一层焊锡。

步骤二:加热焊件

烙铁头靠在两焊件的连接处,加热整个焊件全体,时间大约为1~2秒钟。对于在印制板上焊接元器件来说,要注意使烙铁头同时接触两个被焊接物。

步骤三:送入焊丝

焊件的焊接面被加热到一定温度时,焊锡丝从烙铁对面接触焊件。注意:不要把焊锡丝送到烙铁头上!

步骤四:移开焊丝

当焊丝熔化一定量后,立即向左上45度方向移开焊丝

步骤五:移开烙铁

焊锡浸润焊盘和焊件的施焊部位以后,向右上45度方向移开烙铁,结束焊接。从第三步开始到第五步结束,时间大约也是1~2s。

焊接温度与加热时间

加热时间对焊件和焊点的影响及其外部特征是什么呢?如果加热时间不足,会使焊料不能充分浸润焊件,形成松香夹渣而虚焊。反之,过量的加热,除有可能造成元器件损坏以外,还

有如下危害和外部特征:

⑴ 焊点的外观变差。如果焊锡已经浸润焊件以后还继续进行过量的加热,将使助焊剂全部挥发,造成熔态焊锡过热,降低浸润性能;当烙铁离开时容易拉出锡尖,同时焊点表面发白,出现粗糙颗粒,失去光泽。

⑵ 高温造成所加松香助焊剂的分解炭化。松香一般在210℃开始分解,不仅失去助焊剂的作用,而且在焊点内形成炭渣而成为夹渣缺陷。如果在焊接过程中发现松香发黑,肯定是加热时间过长所致。

⑶ 过量的受热会破坏印制板上铜箔的粘合层,导致铜箔焊盘的剥落。因此,在适当的加热时间里,准确掌握加热火候是优质焊接的关键。

手工焊接操作的具体手法

在保证得到优质焊点的目标下,具体的焊接操作手法可以有所不同,但下面这些前人总结的方法,对初学者的指导作用是不可忽略的。

⑴ 保持烙铁头的清洁

焊接时,烙铁头长期处于高温状态,又接触助焊剂等弱酸性物质,其表面很容易氧化腐蚀并沾上一层黑色杂质。这些杂质形成隔热层,妨碍了烙铁头与焊件之间的热传导。因此,要注意用一块湿布或湿的木质纤维海绵随时擦拭烙铁头。对于普通烙铁头,在腐蚀污染严重时可以使用锉刀修去表面氧化层。对于长寿命烙铁头,就绝对不能使用这种方法了。 ⑵ 靠增加接触面积来加快传热

加热时,应该让焊件上需要焊锡浸润的各部分均匀受热,而不是仅仅加热焊件的一部分,更不要采用烙铁对焊件增加压力的办法,以免造成损坏或不易觉察的隐患。有些初学者用烙铁头对焊接面施加压力,企图加快焊接,这是不对的。正确的方法是,要根据焊件的形状选用不同的烙铁头,或者自己修整烙铁头,让烙铁头与焊件形成面的接触而不是点或线的接触。这样,就能大大提高传热效率。

⑶ 加热要靠焊锡桥

在非流水线作业中,焊接的焊点形状是多种多样的,不大可能不断更换烙铁头。要提高加热的效率,需要有进行热量传递的焊锡桥。所谓焊锡桥,就是靠烙铁头上保留少量焊锡,作为加热时烙铁头与焊件之间传热的桥梁。由于金属熔液的导热效率远远高于空气,使焊件很快就被加热到焊接温度。应该注意,作为焊锡桥的锡量不可保留过多,不仅因为长时间存留在烙铁头上的焊料处于过热状态,实际已经降低了质量,还可能造成焊点之间误连短路。 ⑷ 烙铁撤离有讲究

烙铁的撤离要及时,而且撤离时的角度和方向与焊点的形成有关。

⑸ 在焊锡凝固之前不能动

切勿使焊件移动或受到振动,特别是用镊子夹住焊件时,一定要等焊锡凝固后再移走镊子,否则极易造成焊点结构疏松或虚焊

⑹ 焊锡用量要适中

手工焊接常使用的管状焊锡丝,内部已经装有由松香和活化剂制成的助焊剂。焊锡丝的直径有0.5、0.8、1.0、…、5.0mm等多种规格,要根据焊点的大小选用。一般,应使焊锡丝的直径略小于焊盘的直径。

过量的焊锡不但无必要地消耗了焊锡,而且还增加焊接时间,降低工作速度。更为严重的是,过量的焊锡很容易造成不易觉察的短路故障。焊锡过少也不能形成牢固的结合,同样是不利的。特别是焊接印制板引出导线时,焊锡用量不足,极容易造成导线脱落。

⑺ 焊剂用量要适中

适量的助焊剂对焊接非常有利。过量使用松香焊剂,焊接以后势必需要擦除多余的焊剂,并且延长了加热时间,降低了工作效率。当加热时间不足时,又容易形成“夹渣”的缺陷。焊接开关、接插件的时候,过量的焊剂容易流到触点上,会造成接触不良。合适的焊剂量,应该是松香水仅能浸湿将要形成焊点的部位,不会透过印制板上的通孔流走。对使用松香芯焊丝的焊接来说,基本上不需要再涂助焊剂。目前,印制板生产厂在电路板出厂前大多进行过松香水喷涂处理,无需再加助焊剂。

⑻ 不要使用烙铁头作为运送焊锡的工具

有人习惯到焊接面上进行焊接,结果造成焊料的氧化。因为烙铁尖的温度一般都在300℃以上,焊锡丝中的助焊剂在高温时容易分解失效,焊锡也处于过热的低质量状态。

焊点质量及检查

虚焊产生的原因及其危害

虚焊主要是由待焊金属表面的氧化物和污垢造成的,它使焊点成为有接触电阻的连接状态,导致电路工作不正常,出现连接时好时坏的不稳定现象,噪声增加而没有规律性,给电路的调试、使用和维护带来重大隐患。此外,也有一部分虚焊点在电路开始工作的一段较长时间内,保持接触尚好,因此不容易发现。但在温度、湿度和振动等环境条件的作用下,接触表面逐步被氧化,接触慢慢地变得不完全起来。虚焊点的接触电阻会引起局部发热,局部温度升高又促使不完全接触的焊点情况进一步恶化,最终甚至使焊点脱落,电路完全不能正常工作。这一过程有时可长达一、二年,其原理可以用“原电池”的概念来解释:当焊点受潮使水汽渗入间隙后,水分子溶解金属氧化物和污垢形成电解液,虚焊点两侧的铜和铅锡焊料相当于原电池的两个电极,铅锡焊料失去电子被氧化,铜材获得电子被还原。在这样的原电池结构中,虚焊点内发生金属损耗性腐蚀,局部温度升高加剧了化学反应,机械振动让其中的间隙不断扩大,直到恶性循环使虚焊点最终形成断路。

一般来说,造成虚焊的主要原因是:焊锡质量差;助焊剂的还原性不良或用量不够;被焊接处表面未预先清洁好,镀锡不牢;烙铁头的温度过高或过低,表面有氧化层;焊接时间掌握不好,太长或太短;焊接中焊锡尚未凝固时,焊接元件松动。

典型焊点的外观

① 形状为近似圆锥而表面稍微凹陷,呈漫坡状,以焊接导线为中心,对称成裙形展开。虚焊点的表面往往向外凸出,可以鉴别出来。

② 焊点上,焊料的连接面呈凹形自然过渡,焊锡和焊件的交界处平滑,接触角尽可能小。

③ 表面平滑,有金属光泽。

④ 无裂纹、针孔、夹渣。

在电子制作中,元器件的连接处需要焊接。焊接的质量对制作的质量影响极大。所以,学习电于制作技术,必须掌握焊接技术,练好焊接基本功。

一、焊接工具

(一)电烙铁。电烙铁是最常用的焊接工具。我们使用20W内热式电烙铁。新烙铁使用前,通电烧热,蘸上松香后用烙铁头刃面接触焊锡丝,使烙铁头上均匀地镀上一层锡。这样做,可以便于焊接和防止烙铁头表面氧化。旧的烙铁头如严重氧化而发黑,可用钢挫挫去表层氧化物,使其露出金属光泽后,重新镀锡,才能使用。电烙铁要用220V交流电源,使用时要特别注意安全。应认真做到以下几点:

1.电烙铁插头最好使用三极插头。要使外壳妥善接地。

2.使用前,应认真检查电源插头、电源线有无损坏。并检查烙铁头是否松动。

3.电烙铁使用中,不能用力敲击。要防止跌落。烙铁头上焊锡过多时,可用布擦掉。不可乱甩,以防烫伤他人。

4.焊接过程中,烙铁不能到处乱放。不焊时,应放在烙铁架上。注意电源线不可搭在烙铁头上,以防烫坏绝缘层而发生事故。

5.使用结束后,应及时切断电源,拔下电源插头。冷却后,再将电烙铁收回工具箱。

(二)焊锡和助焊剂

焊接时,还需要焊锡和助焊剂。

1.焊锡。焊接电子元件,一般采用有松香芯的焊锡丝。这种焊锡丝,熔点较低,而且内含松香助焊剂,使用极为方便。

2.助焊剂。常用的助焊剂是松香或松香水(将松香溶于酒精中)。使用助焊剂,可以帮助清除金属表面的氧化物,利于焊接,又可保护烙铁头。焊接较大元件或导线时,也可采用焊锡膏。但它有一定腐蚀性,焊接后应及时清除残留物。

(三)辅助工具

为了方便焊接操作常采用尖嘴钳、偏口钳、镊子和小刀等做为辅助工具。同学们应学会正确使用这些工具。

二、焊前处理

焊接前,应对元件引脚或电路板的焊接部位进行焊前处理(见图3一11)。

(一)清除焊接部位的氧化层

1.可用断锯条制成小刀。刮去金属引线表面的氧化层,使引脚露出金属光泽。

2.印刷电路板可用细纱纸将铜箔打光后,涂上一层松香酒精溶液。

(二)元件镀锡

在刮净的引线上镀锡。可将引线蘸一下松香酒精溶液后,将带锡的热烙铁头压在引线上,并转动引线。即可使引线均匀地镀上一层很薄的锡层。导线焊接前,应将绝缘外皮剥去,再经过上面两项处理,才能正式焊接。若是多股金属丝的导线,打光后应先拧在一起,然后再镀锡。

三、焊接技术

做好焊前处理之后,就可正式进行焊接。

(一)焊接方法(参看图3一12)。

1.右手持电烙铁。左手用尖嘴钳或镊子夹持元件或导线。焊接前,电烙铁要充分预热。烙铁头刃面上要吃锡,即带上一定量焊锡。

2.将烙铁头刃面紧贴在焊点处。电烙铁与水平面大约成60℃角。以便于熔化的锡从烙铁头上流到焊点上。烙铁头在焊点处停留的时间控制在2~3秒钟。

3.抬开烙铁头。左手仍持元件不动。待焊点处的锡冷却凝固后,才可松开左手。

4.用镊子转动引线,确认不松动,然后可用偏口钳剪去多余的引线。

焊接(二)焊接质量

焊接时,要保证每个焊点焊接牢固、接触良好。要保证焊接质量。好的焊点如图B

(A)所示应是锡点光亮,圆滑而无毛刺,锡量适中。锡和被焊物融合牢固。不应有虚焊和假焊。

虚焊是焊点处只有少量锡焊住,造成接触不良,时通时断。假焊是指表面上好像焊住了,但实际上并没有焊上,有时用手一拔,引线就可以从焊点中拔出。这两种情况将给电子制作的调试和检修带来极大的困难。只有经过

大量的、认真的焊接实践,才能避免这两种情况。

技能训练 焊接练习(一)

目的 练习对元件进行焊前处理 练习直接焊接元件。

器材 20W 内热式电烙铁,红黑色软芯塑料导线各2根,电池盒,2只锷鱼夹,100欧固定电阻器、470欧电位器、发光二极管各1只。

步骤

焊接电池盆:

①将4根软导线两端塑料外皮各剥去1厘米左右。用小刀刮亮后,将多股芯线拧在一起后镀锡。 ②将电池盒正负极引脚焊片用小刀刮亮后镀锡。将两只愕鱼夹焊线处刮亮后镀锡。

(2)焊接

取红色导线1根,一端焊在红把锷鱼夹上,另一端焊在电池盒正极焊片上。

取黑色导线1根,一端焊在黑把锷鱼夹上,另一端焊在电池盒负极焊片上。

(3)检查焊接质量

①各焊点是否牢固,有无虚焊、假焊。是否光滑元毛刺。

②将不合格焊点重新焊接。

2.焊接电路(按照图3一4焊接)。

(1)焊前处理将电阻两引脚,电位器引脚焊片,发光二极管引脚用小刀刮亮后镀锡。、

(2)焊接

①将电阻一端焊接在电位器引脚一侧焊片上。

②将电位器引脚中间的焊片焊上1根导线。

③将导线另一端焊接在发光二极管负级上。

④将发光二极管正极焊接上另1根导线。

(3)检查焊接质量

①焊点是否光亮圆滑,有无假焊和虚焊。

②将不合格的焊点重新焊接。

注意:焊接发光二极管时,时间要短,并应用尖嘴钳夹住引脚根部,以利于散热。将电池盒引线上的锷鱼夹分别夹在焊好的电路两端(注意正负),观察发光二极管发光情况。旋转电位器,使发光二极管亮度适中。

(4)焊接完毕,拨下电烙铁插头,待其冷却后,收回工具箱。

技能训练 焊接练习(二)

目的 练习元件的焊前处理,练习焊接电路板。

器材 20瓦内热式电烙铁、废旧印刷电路板1块、1/8瓦小电阻10只。

步骤

1.焊前处理

(1)将印刷电路板铜箔用细砂纸打光后,均匀地在铜箔面涂一层松香酒精溶液。若是己焊接过的印刷电路板,应将各焊孔扎通(可用电烙铁熔化焊点焊锡后,趁热用针将焊孔扎通)。

(2)将10只电阻器引脚逐个用小刀刮亮后,分别镀锡。

2.焊接

(1)将电阻插入印刷电路板小孔。从正面插入(不带铜箔面)。电阻引脚留3~5毫米。

(2)在电路板反面(有铜箔一面),将电阻引脚焊在铜箔上,控制好焊接时间为2~3秒。若准备重复练习,可不剪断引脚。将10只电阻逐个焊接在印刷电路板上。

3.检查焊接质量

10个焊点中,符合焊接要求的有儿个?将不合格的焊点重新焊接。

4.将电阻逐个拆下。拔下电路铁电源插头,收拾好器材。

5.电烙铁使用时间较长时,烙铁头上会有黑色氧化物和残留的焊锡渣,将影响后面的焊接。应该用松香不断地清洁烙铁头,使它保持良好的工作状态.

常见锡点问题与处理方法:

1 焊剂与底板面接触不良;底板与焊料的角度不当。

2 助焊剂比重太高或者太低。

3 传送带速度太慢或太快,标准速度为1.2-1.8M/MIN ,太快时,焊点呈细尖状且有光泽;

太慢时焊点稍圆且呈短粗状。

4 锡炉内防氧化油太多或者变质。

5 预热温度太高或者太低;进行焊锡前,标准温度为75-100度。(按实际情况调节)

6 预热温度太高或者太低;标准温度为245-255度,太低时焊点呈细尖状且有光泽;

太高时焊点呈稍圆且短粗状。

7 锡炉波峰不稳定。

8 锡炉内焊料有杂质。

9 组件插脚方向以及排列不良。

10 原底板,引线处理不当。

#代表引致原因

引致原因 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

漏锡 MISSSING # #

多锡 WEBBING # # # # #

锡洞 VOIDS #

锡孔 PINHOLES # #

拉尖 ICICLES # # # # # # # 粗锡 GRAINY #

桥锡 BRIDGING # # # # 锡球 BALLING # # # # # 短路 SHORTS # # # 其他 OTHER


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