第2章 焊接技術(shù)

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1、第2章 焊 接 技 術(shù) 第2章 焊 接 技 術(shù) 2.1 焊接的基礎(chǔ)知識焊接的基礎(chǔ)知識 2.2 焊接工具與材料焊接工具與材料 2.3 手工焊接工藝手工焊接工藝 2.4 浸焊與波峰焊浸焊與波峰焊 2.5 表面安裝技術(shù)表面安裝技術(shù) 2.6 無錫焊接技術(shù)無錫焊接技術(shù) 第2章 焊 接 技 術(shù) 2.1 焊接的基礎(chǔ)知識焊接的基礎(chǔ)知識 1.概述概述 在電子產(chǎn)品整機(jī)裝配過程中，焊接是連接各電子元器件及導(dǎo)線的主要手段。利用加熱或加壓，或兩者并用來加速工件金屬原子間的擴(kuò)散，依靠原子間的內(nèi)聚力，在工件金屬連接處形成牢固的合金層，從而將工件金屬永久地結(jié)合在一起。焊接通常分為熔焊、釬焊及接觸焊三大類，在電子裝配中主要使用

2、的是釬焊。釬焊可以這樣定義：在已加熱的工件金屬之間，熔入低于工件金屬熔點(diǎn)的焊料，借助焊劑的作用，依靠毛細(xì)現(xiàn)象，使焊料浸潤工件金屬表面，并發(fā)生化學(xué)變化，生成合金層，從而使工件金屬與焊料結(jié)合為一體。釬焊按照使用焊料熔點(diǎn)的不同分為硬焊(焊料熔點(diǎn)高于450)和軟焊(焊料熔點(diǎn)低于450)。第2章 焊 接 技 術(shù) 采用錫鉛焊料進(jìn)行焊接稱為錫鉛焊，簡稱錫焊，它是軟焊的一種。除了含有大量鉻和鋁等合金的金屬不易焊接外，其他金屬一般都可以采用錫焊焊接。錫焊方法簡便，整修焊點(diǎn)、拆換元器件、重新焊接都較容易，所用工具簡單(電烙鐵)。此外，還具有成本低，易實(shí)現(xiàn)自動化等優(yōu)點(diǎn)。在電子裝配中，它是使用最早，適用范圍最廣和當(dāng)前

3、仍占較大比重的一種焊接方法。第2章 焊 接 技 術(shù) 2.錫焊的機(jī)理錫焊的機(jī)理(1)浸潤。加熱后呈熔融狀態(tài)的焊料(錫鉛合金)，沿著工件金屬的凹凸表面，靠毛細(xì)管的作用擴(kuò)展。如果焊料和工件金屬表面足夠清潔，焊料原子與工件金屬原子就可以接近到能夠相互結(jié)合的距離，即接近到原子引力互相起作用的距離，上述過程為焊料的浸潤。(2)擴(kuò)散。由于金屬原子在晶格點(diǎn)陣中呈熱振動狀態(tài)，因此在溫度升高時(shí)，它會從一個(gè)晶格點(diǎn)陣自動地轉(zhuǎn)移到其他晶格點(diǎn)陣，這個(gè)現(xiàn)象稱為擴(kuò)散。錫焊時(shí)，焊料和工件金屬表面的溫度較高，焊料與工件金屬表面的原子相互擴(kuò)散，在兩者界面形成新的合金。第2章 焊 接 技 術(shù)(3)界面層的結(jié)晶與凝固。焊接后焊點(diǎn)降溫到

4、室溫，在焊接處形成由焊料層、合金層和工件金屬表層組成的結(jié)合結(jié)構(gòu)。在焊料和工件金屬界面上形成合金層，稱“界面層”。冷卻時(shí)，界面層首先以適當(dāng)?shù)暮辖馉顟B(tài)開始凝固，形成金屬結(jié)晶，而后結(jié)晶向未凝固的焊料生長。第2章 焊 接 技 術(shù) 3錫焊的工藝要素(1)工件金屬材料應(yīng)具有良好的可焊性?？珊感约纯山櫺?，是指在適當(dāng)?shù)臏囟认?，工件金屬表面與焊料在助焊劑的作用下能形成良好的結(jié)合，生成合金層的性能。銅是導(dǎo)電性能良好且易于焊接的金屬材料，常用元器件的引線、導(dǎo)線及接點(diǎn)等都采用銅材料制成。其他金屬如金、銀的可焊性好，但價(jià)格較貴，而鐵、鎳的可焊性較差。為提高可焊性，通常在鐵、鎳合金的表面先鍍上一層錫、銅、金或銀等金屬，

5、以提高其可焊性。第2章 焊 接 技 術(shù)(2)工件金屬表面應(yīng)潔凈。工件金屬表面如果存在氧化物或污垢，會嚴(yán)重影響與焊料在界面上形成合金層，造成虛、假焊。輕度的氧化物或污垢可通過助焊劑來清除，較嚴(yán)重的要通過化學(xué)或機(jī)械的方式來清除。(3)正確選用助焊劑。助焊劑是一種略帶酸性的易熔物質(zhì)，在焊接過程中可以溶解工件金屬表面的氧化物和污垢，并提高焊料的流動性，有利于焊料浸潤和擴(kuò)散的進(jìn)行，在工件金屬與焊料的界面上形成牢固的合金層，保證了焊點(diǎn)的質(zhì)量。助焊劑種類很多，效果也不一樣，使用時(shí)必須根據(jù)工件金屬材料、焊點(diǎn)表面狀況和焊接方式來選用。第2章 焊 接 技 術(shù)(4)正確選用焊料。焊料的成分及性能與工件金屬材料的可焊

6、性、焊接的溫度及時(shí)間、焊點(diǎn)的機(jī)械強(qiáng)度等相適應(yīng)，錫焊工藝中使用的焊料是錫鉛合金，根據(jù)錫鉛的比例及含有其他少量金屬成分的不同，其焊接特性也有所不同，應(yīng)根據(jù)不同的要求正確選用焊料。第2章 焊 接 技 術(shù)(5)控制焊接溫度和時(shí)間。熱能是進(jìn)行焊接必不可少的條件。熱能的作用是熔化焊料，提高工件金屬的溫度，加速原子運(yùn)動，使焊料浸潤工件金屬界面，并擴(kuò)散到工件金屬界面的晶格中去，形成合金層。溫度過低，會造成虛焊。溫度過高，會損壞元器件和印制電路板。合適的溫度是保證焊點(diǎn)質(zhì)量的重要因素。在手工焊接時(shí)，控制溫度的關(guān)鍵是選用具有適當(dāng)功率的電烙鐵和掌握焊接時(shí)間。電烙鐵功率較大時(shí)應(yīng)適當(dāng)縮短焊接時(shí)間，電烙鐵功率較小時(shí)可適當(dāng)延

7、長焊接時(shí)間。根據(jù)焊接面積的大小，經(jīng)過反復(fù)多次實(shí)踐才能把握好焊接工藝的這兩個(gè)要素。焊接時(shí)間過短，會使溫度太低，焊接時(shí)間過長，會使溫度太高。一般情況下，焊接時(shí)間應(yīng)不超過3 s。第2章 焊 接 技 術(shù) 4焊點(diǎn)的質(zhì)量要求(1)電氣性能良好。高質(zhì)量的焊點(diǎn)應(yīng)是焊料與工件金屬界面形成牢固的合金層，才能保證良好的導(dǎo)電性能。不能簡單地將焊料堆附在工件金屬表面而形成虛焊，這是焊接工藝中的大忌。(2)具有一定的機(jī)械強(qiáng)度。焊點(diǎn)的作用是連接兩個(gè)或兩個(gè)以上的元器件，并使電氣接觸良好。電子設(shè)備有時(shí)要工作在振動的環(huán)境中，為使焊件不松動或脫落，焊點(diǎn)必須具有一定的機(jī)械強(qiáng)度。錫鉛焊料中的錫和鉛的強(qiáng)度都比較低，有時(shí)在焊接較大和較重的

8、元器件時(shí)，為了增加強(qiáng)度，可根據(jù)需要增加焊接面積，或?qū)⒃骷€、導(dǎo)線先行網(wǎng)繞、絞合、鉤接在接點(diǎn)上再行焊接。所以采用錫焊的焊點(diǎn)一般都是一個(gè)被錫鉛焊料包圍的接點(diǎn)。第2章 焊 接 技 術(shù)(3)焊點(diǎn)上的焊料要適量。焊點(diǎn)上的焊料過少，不僅降低機(jī)械強(qiáng)度，而且由于表面氧化層逐漸加深，會導(dǎo)致焊點(diǎn)早期失效。焊點(diǎn)上的焊料過多，既增加成本，又容易造成焊點(diǎn)橋連(短路)，也會掩蓋焊接缺陷，所以焊點(diǎn)上的焊料要適量。印制電路板焊接時(shí)，焊料布滿焊盤呈裙?fàn)钫归_時(shí)最為適宜。(4)焊點(diǎn)表面應(yīng)光亮且均勻。良好的焊點(diǎn)表面應(yīng)光亮且色澤均勻。這主要是由助焊劑中未完全揮發(fā)的樹脂成分形成的薄膜覆蓋在焊點(diǎn)表面，能防止焊點(diǎn)表面的氧化。如果使用了消

9、光劑，則對焊接點(diǎn)的光澤不作要求。第2章 焊 接 技 術(shù)(5)焊點(diǎn)不應(yīng)有毛刺、空隙。焊點(diǎn)表面存在毛剌、空隙不僅不美觀，還會給電子產(chǎn)品帶來危害，尤其在高壓電路部分，將會產(chǎn)生尖端放電而損壞電子設(shè)備。(6)焊點(diǎn)表面必須清潔。焊點(diǎn)表面的污垢，尤其是焊劑的有害殘留物質(zhì)，如果不及時(shí)清除，酸性物質(zhì)會腐蝕元器件引線、接點(diǎn)及印制電路，吸潮會造成漏電甚至短路燃燒等，從而帶來嚴(yán)重隱患。第2章 焊 接 技 術(shù) 2.2 焊接工具與材料焊接工具與材料 2.2.1 電烙鐵電烙鐵 1外熱式電烙鐵外熱式電烙鐵 外熱式電烙鐵的外形如圖2.1所示，由烙鐵頭、烙鐵芯、外殼、手柄、電源線和插頭等各部分組成。電阻絲繞在薄云母片絕緣的圓筒上

10、，組成烙鐵芯。烙鐵頭裝在烙鐵芯里面，電阻絲通電后產(chǎn)生的熱量傳送到烙鐵頭上，使烙鐵頭溫度升高，故稱為外熱式電烙鐵。外熱式電烙鐵結(jié)構(gòu)簡單，價(jià)格較低，使用壽命長，但其體積較大，升溫較慢，熱效率低。第2章 焊 接 技 術(shù) 圖2.1 外熱式電烙鐵 第2章 焊 接 技 術(shù) 2內(nèi)熱式電烙鐵內(nèi)熱式電烙鐵 內(nèi)熱式電烙鐵的外形如圖2.2所示。由于烙鐵芯裝在烙鐵頭里面，故稱為內(nèi)熱式電烙鐵。內(nèi)熱式電烙鐵的烙鐵芯是采用極細(xì)的鎳鉻電阻絲繞在瓷管上制成的，外面再套上耐熱絕緣瓷管。烙鐵頭的一端是空心的，它套在芯子外面，用彈簧夾緊固。由于烙鐵芯裝在烙鐵頭內(nèi)部，熱量完全傳到烙鐵頭上，升溫快，因此熱效率高達(dá)85%90%，烙鐵頭部溫

11、度可達(dá)350左右。20 W內(nèi)熱式電烙鐵的實(shí)用功率相當(dāng)于2540 W的外熱式電烙鐵。內(nèi)熱式電烙鐵具有體積小、重量輕、升溫快和熱效率高等優(yōu)點(diǎn)，因而在電子裝配工藝中得到了廣泛的應(yīng)用。第2章 焊 接 技 術(shù) 圖2.2 內(nèi)熱式電烙鐵 第2章 焊 接 技 術(shù) 3恒溫電烙鐵恒溫電烙鐵 目前使用的外熱式和內(nèi)熱式電烙鐵的溫度一般都超過300，這對焊接晶體管、集成電路等是不利的。在質(zhì)量要求較高的場合，通常需要恒溫電烙鐵。恒溫電烙鐵有電控和磁控兩種。電控是用熱電偶作為傳感元件來檢測和控制烙鐵頭的溫度。當(dāng)烙鐵頭溫度低于規(guī)定值時(shí)，溫控裝置內(nèi)的電子電路控制半導(dǎo)體開關(guān)元件或繼電器接通電源，給電烙鐵供電，使電烙鐵溫度上升。溫

12、度一旦達(dá)到預(yù)定值，溫控裝置自動切斷電源。如此反復(fù)動作，使烙鐵頭基本保持恒溫。由于恒溫電烙鐵的價(jià)格較貴，因此目前較普遍使用的是磁控恒溫電烙鐵。第2章 焊 接 技 術(shù) 圖2.3 磁控恒溫電烙鐵結(jié)構(gòu)示意圖 第2章 焊 接 技 術(shù) 圖2.4 磁控恒溫電烙鐵外形圖 第2章 焊 接 技 術(shù) 在烙鐵頭1的右端鑲有一塊軟磁金屬2，烙鐵頭放在加熱器3的中間，非磁性金屬圓管 5底部裝有一塊永久磁鐵4，再用小軸7與接觸簧片9連起來而構(gòu)成磁性開關(guān)，電源未接通時(shí)，永久磁鐵4被軟磁金屬吸引，小軸7帶動接觸簧片9與接點(diǎn)8閉合。當(dāng)電烙鐵接通電源后，加熱器使烙鐵頭升溫，在達(dá)到預(yù)定溫度時(shí)(達(dá)到軟磁金屬的居里點(diǎn))，軟磁金屬失去磁性

13、，永久磁鐵4在支架6的吸引下離開軟磁金屬，通過小軸7使接點(diǎn)8與接觸簧片9分開，加熱器斷開，于是烙鐵頭溫度下降，當(dāng)降到低于居里點(diǎn)時(shí)，軟磁金屬又恢復(fù)磁性，永久磁鐵又被吸引回來，加熱器又恢復(fù)加熱，如此反復(fù)動作，使烙鐵頭的溫度保持在一定范圍內(nèi)。第2章 焊 接 技 術(shù) 4感應(yīng)式烙鐵感應(yīng)式烙鐵 感應(yīng)式烙鐵也叫速熱烙鐵，俗稱焊槍。它里面實(shí)際是一個(gè)變壓器，這個(gè)變壓器的次級實(shí)際只有13匝，當(dāng)初級通電時(shí)，次級感應(yīng)出大電流通過加熱體，使同它相連的烙鐵頭迅速達(dá)到焊接所需溫度。其結(jié)構(gòu)如圖2.5所示。第2章 焊 接 技 術(shù) 圖2.5 感應(yīng)式烙鐵結(jié)構(gòu)示意圖 第2章 焊 接 技 術(shù) 5其他電烙鐵其他電烙鐵 除上述幾種烙鐵外，

14、新近研制成的一種儲能式烙鐵，是適應(yīng)集成電路，特別是對電荷敏感的MOS電路的焊接工具。烙鐵本身不接電源，當(dāng)把烙鐵插到配套的供電器上時(shí)，烙鐵處于儲能狀態(tài)，焊接時(shí)拿下烙鐵，靠儲存在烙鐵中的能量完成焊接，一次可焊若干焊點(diǎn)。還有用蓄電池供電的碳弧烙鐵；可同時(shí)除去焊件氧化膜的超聲波烙鐵；具有自動送進(jìn)焊錫裝置的自動烙鐵等。第2章 焊 接 技 術(shù) 6電烙鐵的使用與保養(yǎng)(1)電烙鐵的電源線最好選用纖維編織花線或橡皮軟線，這兩種線不易被燙壞。(2)使用前，先用萬用表測量一下電烙鐵插頭兩端是否短路或開路，正常時(shí)20 W內(nèi)熱式電烙鐵阻值約為2.4 k左右(烙鐵芯的電阻值)。再測量插頭與外殼是否漏電或短路，正常時(shí)阻值應(yīng)

15、為無窮大。(3)新烙鐵刃口表面鍍有一層鉻，不易沾錫。使用前先用鏗刀或砂紙將鍍鉻層去掉，通電加熱后涂上少許焊劑，待烙鐵頭上的焊劑冒煙時(shí)，即上焊錫，使烙鐵頭的刃口鍍上一層錫，這時(shí)電烙鐵就可以使用了。第2章 焊 接 技 術(shù)(4)在使用間歇中，電烙鐵應(yīng)擱在金屬的烙鐵架上，這樣既保證安全，又可適當(dāng)散熱，避免烙鐵頭“燒死”。對已“燒死”的烙鐵頭，應(yīng)按新烙鐵的要求重新上錫。(5)烙鐵頭使用較長時(shí)間后會出現(xiàn)凹槽或豁口，應(yīng)及時(shí)用銼刀修整，否則會影響焊點(diǎn)質(zhì)量。對經(jīng)多次修整已較短的烙鐵頭，應(yīng)及時(shí)調(diào)換，否則會使烙鐵頭溫度過高。(6)在使用過程中，電烙鐵應(yīng)避免敲打碰跌，因?yàn)樵诟邷貢r(shí)的振動，最易使烙鐵芯損壞。第2章 焊

16、接 技 術(shù) 2.2.2 焊料焊料凡是用來焊接兩種或兩種以上的金屬面，使之成為一個(gè)整體的金屬或合金都叫焊料。焊料的種類很多，按其組成成分，焊料有錫鉛焊料、銀焊料和銅焊料等。按其熔點(diǎn)可分為軟焊料(熔點(diǎn)在450以下)和硬焊料(熔點(diǎn)在450以上)。電子產(chǎn)品裝配中，一般都選用錫鉛焊料，它是一種軟焊料。錫可以與其他金屬組成二元合金、三元合金或四元合金。第2章 焊 接 技 術(shù) 1.錫鉛共晶合金 錫鉛合金的特性隨錫鉛成分配比的不同而異。圖2.6是不同配比的錫鉛合金在不同溫度時(shí)的狀態(tài)圖。第2章 焊 接 技 術(shù) 圖2.6 錫鉛合金狀態(tài)圖 第2章 焊 接 技 術(shù) 如圖2.6中B點(diǎn)所示，含錫量為63%，含鉛量為37%

17、時(shí)，錫鉛合金的熔點(diǎn)為183。此時(shí)合金可由固態(tài)直接變?yōu)橐簯B(tài)，或由液態(tài)直接變?yōu)楣虘B(tài)，這時(shí)的合金稱為共晶合金，按共晶合金配制成的錫鉛焊料稱為共晶焊錫。采用共晶焊錫進(jìn)行焊接有以下優(yōu)點(diǎn)：(1)熔點(diǎn)最低。降低了焊接溫度，減少了元器件受熱損壞的機(jī)會。尤其是對溫度敏感的元器件影響較小。(2)熔流點(diǎn)一致。共晶焊錫只有一個(gè)熔流點(diǎn)，由液體直接變成固體，結(jié)晶迅速，這樣可以減少元器件的虛焊現(xiàn)象。第2章 焊 接 技 術(shù)(3)流動性好，表面張力小。焊料能很好地填滿焊縫，并對工件有較好的浸潤作用，使焊點(diǎn)結(jié)合緊密光亮。(4)抗拉強(qiáng)度和剪切強(qiáng)度高，導(dǎo)電性能好，電阻率低。(5)抗腐蝕性能好。錫和鉛的化學(xué)穩(wěn)定性比其他金屬好，抗大氣腐

18、蝕能力強(qiáng)，而共晶焊錫的抗腐蝕能力更好。第2章 焊 接 技 術(shù) 2雜質(zhì)對焊接的影響 錫鉛焊料中往往會含有少量雜質(zhì)，有些是出于某種需要而人為摻入的，有些則是在運(yùn)輸、儲存和使用過程中無意混入的，這些雜質(zhì)對焊料的性能有較大的影響。表2-1列出了各種雜質(zhì)對焊料性能的影響情況。第2章 焊 接 技 術(shù) 表表2-1 雜質(zhì)對焊料性能的影響雜質(zhì)對焊料性能的影響 第2章 焊 接 技 術(shù) 3常用錫鉛焊料常用錫鉛焊料(1)管狀焊錫絲。在手工焊接時(shí)，為了方便，常將焊錫制成管狀，中空部分注入由特級松香和少量活化劑組成的助焊劑，這種焊錫稱為焊錫絲。有時(shí)在焊錫絲中還添加1%2%的銻，可適當(dāng)增加焊料的機(jī)械強(qiáng)度。焊錫絲的直徑有0.

19、5、0.8、0.9、1.0、1.2、1.5、2.0、2.5、3.0、4.0、5.0 mm等多種規(guī)格。也有制成扁帶狀的，規(guī)格也有很多種。第2章 焊 接 技 術(shù)(2)抗氧化焊錫。由于浸焊和波峰焊使用的錫槽都有大面積的高溫表面，焊料液體暴露在大氣中，很容易被氧化而影響焊接質(zhì)量，使焊點(diǎn)產(chǎn)生虛焊，因此在錫鉛合金中加入少量的活性金屬，能使氧化錫、氧化鉛還原，并漂浮在焊錫表面形成致密復(fù)蓋層，從而使焊錫不被繼續(xù)氧化。這類焊錫在浸焊與波峰焊中已得到了普遍使用。(3)含銀焊錫。電子元器件與導(dǎo)電結(jié)構(gòu)件中，有不少是鍍銀件。使用普通焊錫，鍍銀層易被焊錫溶解，而使元器件的高頻性能變壞。在焊錫中添加0.5%2.0%的銀，可

20、減少鍍銀件中的銀在焊錫中的溶解量，并可降低焊錫的熔點(diǎn)。第2章 焊 接 技 術(shù)(4)焊膏。焊膏是表面安裝技術(shù)中的一種重要貼裝材料，由焊粉(焊料制成粉末狀)、有機(jī)物和溶劑組成，制成糊狀物，能方便地用絲網(wǎng)、模板或涂膏機(jī)涂在印制電路板上。(5)不同配比的錫鉛焊料。因?yàn)楸缓腹ぜ牟牧稀⒑附拥奶厥庖蠹皟r(jià)格等因素，在錫焊工藝中也常使用一些其他配比的錫鉛焊料。常見焊錫的特性及用途見表2-2。第2章 焊 接 技 術(shù) 表表2-2 常見焊錫的特性及用途常見焊錫的特性及用途 第2章 焊 接 技 術(shù) 2.2.3 助焊劑助焊劑1助焊劑的作用助焊劑的作用(1)除去氧化物。為了使焊料與工件表面的原子能夠充分接近，必須將妨礙

21、兩金屬原子接近的氧化物和污染物去除，助焊劑正具有溶解這些氧化物、氫氧化物或使其剝離的功能。(2)防止工件和焊料加熱時(shí)氧化。焊接時(shí)，助焊劑先于焊料之前熔化，在焊料和工件的表面形成一層薄膜，使之與外界空氣隔絕，起到在加熱過程中防止工件氧化的作用。(3)降低焊料表面的張力。使用助焊劑可以減小熔化后焊料的表面張力，增加其流動性，有利于浸潤。第2章 焊 接 技 術(shù) 2對助焊劑的要求對助焊劑的要求(1)常溫下必須穩(wěn)定，熔點(diǎn)應(yīng)低于焊料。(2)在焊接過程中具有較高的活化性，較低的表面張力，粘度和比重應(yīng)小于焊料。(3)不產(chǎn)生有刺激性的氣味和有害氣體，熔化時(shí)不產(chǎn)生飛濺或飛沫。(4)絕緣好、無腐蝕性、殘留物無副作用

22、，焊接后的殘留物易清洗。(5)形成的膜光亮(加消光劑的除外)、致密、干燥快、不吸潮、熱穩(wěn)定性好，具有保護(hù)工件表面的作用。第2章 焊 接 技 術(shù) 3.常用助焊劑簡介 助焊劑一般可分為有機(jī)、無機(jī)和樹脂三大類(如圖2.7所示)。電子裝配中常用的是樹脂類助焊劑。第2章 焊 接 技 術(shù) 圖2.7 助焊劑分類及主要成分 第2章 焊 接 技 術(shù)(1)松香酒精助焊劑。松香類助焊劑屬于樹脂系列焊劑，在常溫下，松香是固態(tài)物質(zhì)，可直接在焊接中使用，起助焊作用。但烙鐵頭吸附固體松香時(shí)，容易揮發(fā)，沾到焊點(diǎn)上的數(shù)量較少，不能充分發(fā)揮作用。平時(shí)使用時(shí)，常將松香溶于酒精之中，重量比例為3:1，并添加適量活性劑，制成松香酒精助

23、焊劑。松香類助焊劑的用法有預(yù)涂覆和后涂覆兩種。預(yù)涂覆多用于印制電路板焊接，既可防止印制電路板表面氧化，又利于印制電路板的保存。后涂覆指在焊接過程中添加助焊劑，與焊料同時(shí)使用，也可制成管狀焊錫絲。第2章 焊 接 技 術(shù)(2)“三S”消光助焊劑。這種助焊劑具有一定的浸潤性，可使焊點(diǎn)豐滿，防止橋連、拉尖，還具有較好的消光作用。(3)中性助焊劑。這種助焊劑適用于錫鉛焊料對銅及銅合金、銀和白金等的焊接。中性助焊劑活化性強(qiáng)，焊接性能好，焊前不必清洗或浸錫，并能避免產(chǎn)生虛焊、假焊等現(xiàn)象，同時(shí)在焊接時(shí)不產(chǎn)生刺激性有害氣體。(4)波峰焊防氧化劑。波峰焊防氧化劑具有較高的穩(wěn)定性和還原能力，在常溫下呈固態(tài)，在80以

24、上時(shí)呈液態(tài)，常在浸焊及波峰焊等自動焊接時(shí)使用。第2章 焊 接 技 術(shù) 2.2.4 阻焊劑阻焊劑 阻焊劑是一種耐高溫的涂料，可將不需要焊接的部分保護(hù)起來，致使焊接只在所需要的部位進(jìn)行，以防止焊接過程中的橋連、短路等現(xiàn)象發(fā)生，對高密度印制電路板尤為重要，可降低返修率，節(jié)約焊料，使焊接時(shí)印制電路板受到的熱沖擊小，板面不易起泡和分層。我們常見到的印制電路板上的綠色涂層即為阻焊劑。阻焊劑的種類有熱固化型阻焊劑、紫外線光固化型阻焊劑(又稱光敏阻焊劑)和電子輻射固化型阻焊劑等幾種，目前常用的是紫外線光固化型阻焊劑。第2章 焊 接 技 術(shù) 2.3 手工焊接工藝手工焊接工藝 2.3.1 焊接準(zhǔn)備焊接準(zhǔn)備 1選用

25、合適功率的電烙鐵選用合適功率的電烙鐵 由于內(nèi)熱式電烙鐵具有升溫快、熱效率高、體積小、重量輕的特點(diǎn)，在電子裝配中已得到普遍使用。焊接印制電路板的焊盤和一般產(chǎn)品中的較精密元器件及受熱易損元器件宜選用20 W內(nèi)熱式電烙鐵。但低功率的電烙鐵由于本身的熱容量小，熱恢復(fù)時(shí)間長，不適于快速操作。對這類焊接，在具有熟練的操作技術(shù)的基礎(chǔ)上，可選用35 W內(nèi)熱式電烙鐵，這樣可縮短焊接時(shí)間。對一些焊接面積大的結(jié)構(gòu)件、金屬底板接地點(diǎn)的焊接，則應(yīng)選用功率更大一些的電烙鐵。第2章 焊 接 技 術(shù) 2選用合適的烙鐵頭選用合適的烙鐵頭 烙鐵頭的形狀要適應(yīng)被焊工件表面的要求和產(chǎn)品的裝配密度。成品電烙鐵頭都已定形，可根據(jù)焊接的需

26、要，自行加工成不同形狀的烙鐵頭，如圖2.8所示。鑿形和尖錐形烙鐵頭，角度較大時(shí)，熱量比較集中，溫度下降較慢，適用于一般焊點(diǎn)。角度較小時(shí)，溫度下降快，適用于焊接對溫度比較敏感的元器件。斜面設(shè)計(jì)的烙鐵頭，由于表面積較大，傳熱較快，因此適用于焊接密度不很高的單面印制板焊盤接點(diǎn)。圓錐形烙鐵頭適用于焊接密度高的焊點(diǎn)、小孔和小而怕熱的元器件。第2章 焊 接 技 術(shù) 圖2.8 烙鐵頭的形狀(a)彎形烙鐵頭；(b)直形烙鐵頭；(c)圓錐形烙鐵頭；(d)鑿形烙鐵頭 第2章 焊 接 技 術(shù) 3.烙鐵頭的清潔和上錫烙鐵頭的清潔和上錫 對于已使用過的電烙鐵，應(yīng)進(jìn)行表面清潔、整形及上錫，使烙鐵頭表面平整、光亮及上錫良好

27、。第2章 焊 接 技 術(shù) 2.3.2 手工焊接手工焊接1.焊接操作姿勢與衛(wèi)生焊接操作姿勢與衛(wèi)生 焊劑加熱揮發(fā)出的化學(xué)物質(zhì)對人體是有害的，如果操作時(shí)鼻子距離烙鐵頭太近，則很容易將有害氣體吸入。一般烙鐵離開鼻子的距離應(yīng)至少不小于30 cm，通常以40 cm為宜。電烙鐵拿法有三種，如圖2.9所示。反握法動作穩(wěn)定，長時(shí)操作不易疲勞，適于大功率烙鐵的操作。正握法適于中等功率烙鐵或帶彎頭電烙鐵的操作。一般在操作臺上焊印制板等焊件時(shí)多采用握筆法。第2章 焊 接 技 術(shù) 圖2.9 電烙鐵拿法(a)反握法；(b)正握法；(c)握筆法 第2章 焊 接 技 術(shù) 焊錫絲一般有兩種拿法，如圖2.10所示。由于焊絲成分中

28、，鉛占一定比例，眾所周知鉛是對人體有害的重金屬，因此操作時(shí)應(yīng)戴手套或操作后洗手，避免食入。圖2.10 焊錫絲拿法(a)連續(xù)錫焊時(shí)焊錫絲的拿法；(b)斷續(xù)錫焊時(shí)焊錫絲的拿法 第2章 焊 接 技 術(shù) 2五步法訓(xùn)練五步法訓(xùn)練 作為一種初學(xué)者掌握手工錫焊技術(shù)的訓(xùn)練方法，五步法是卓有成效的，值得單獨(dú)作為一節(jié)來討論。不少電子愛好者中通行一種焊接操作法，即先用烙鐵頭沾上一些焊錫，然后將烙鐵放到焊點(diǎn)上停留等待加熱后焊錫潤濕焊件。這種方法，不是正確的操作方法，這樣雖然也可以將焊件焊起來，但卻不能保證質(zhì)量。從我們所了解的錫焊機(jī)理不難理解這一點(diǎn)。第2章 焊 接 技 術(shù) 如圖2.11所示，當(dāng)我們把焊錫熔化到烙鐵頭上時(shí)

29、，焊錫絲中的焊劑附在焊料表面，由于烙鐵頭溫度一般都在250350以上，當(dāng)烙鐵放到焊點(diǎn)上之前，松香焊劑將不斷揮發(fā)，而當(dāng)烙鐵放到焊點(diǎn)上時(shí)由于焊件溫度低，加熱還需一段時(shí)間，在此期間焊劑很可能揮發(fā)大半甚至完全揮發(fā)，因而在潤濕過程中由于缺少焊劑而潤濕不良。同時(shí)由于焊料和焊件溫度差得多，結(jié)合層不容易形成，很難避免虛焊。更由于焊劑的保護(hù)作用喪失后焊料容易氧化，質(zhì)量得不到保證就在所難免了。第2章 焊 接 技 術(shù) 圖2.11 焊劑在烙鐵上揮發(fā) 第2章 焊 接 技 術(shù) 正確的方法應(yīng)該是五步法(如圖2.12所示)。(1)準(zhǔn)備施焊。準(zhǔn)備好焊錫絲和烙鐵。此時(shí)特別強(qiáng)調(diào)的是烙鐵頭部要保持干凈，即可以沾上焊錫(俗稱吃錫)(見

30、圖(a)。(2)加熱焊件。將烙鐵接觸焊接點(diǎn)，首先要注意保持烙鐵加熱焊件各部分，例如印制板上引線和焊盤都使之受熱。其次要注意讓烙鐵頭的扁平部分(較大部分)接觸熱容量較大的焊件，烙鐵頭的側(cè)面或邊緣部分接觸熱容量較小的焊件，以保持焊件均勻受熱(見圖(b)。第2章 焊 接 技 術(shù) 圖2.12 五步法(a)準(zhǔn)備；(b)加熱；(c)加焊錫；(d)去焊錫；(e)去烙鐵 第2章 焊 接 技 術(shù)(3)熔化焊料。當(dāng)焊件加熱到能熔化焊料的溫度后將焊絲置于焊點(diǎn)，焊料開始熔化并潤濕焊點(diǎn)(見圖(c)。(4)移開焊錫。當(dāng)熔化一定量的焊錫后將焊錫絲移開(見圖(d)。第2章 焊 接 技 術(shù)(5)移開烙鐵。當(dāng)焊錫完全潤濕焊點(diǎn)后移

31、開烙鐵，注意移開烙鐵的方向應(yīng)該是大致45的方向(見圖(e)。上述過程，對一般焊點(diǎn)而言大約二三秒鐘。對于熱容量較小的焊點(diǎn)，例如印制電路板上的小焊盤，有時(shí)用三步法概括操作方法，即將上述步驟(2)、(3)合為一步，(4)、(5)合為一步。實(shí)際上細(xì)微區(qū)分還是五步，所以五步法具有普遍性，是掌握手工烙鐵焊接的基本方法。特別是各步驟之間停留的時(shí)間，對保證焊接質(zhì)量至關(guān)重要，只有通過實(shí)踐才能逐步掌握。第2章 焊 接 技 術(shù) 3手工錫焊要點(diǎn)手工錫焊要點(diǎn) 以下幾個(gè)要點(diǎn)是由錫焊機(jī)理引出并被實(shí)際經(jīng)驗(yàn)證明具有普遍適用性。1)掌握好加熱時(shí)間錫焊時(shí)可以采用不同的加熱速度，例如烙鐵頭形狀不良，用小烙鐵焊大焊件時(shí)我們不得不延長時(shí)

32、間以滿足錫料溫度的要求。在大多數(shù)情況下延長加熱時(shí)間對電子產(chǎn)品裝配都是有害的，這是因?yàn)椋旱?章 焊 接 技 術(shù)(1)焊點(diǎn)的結(jié)合層由于長時(shí)間加熱而超過合適的厚度會引起焊點(diǎn)性能劣化。(2)印制板，塑料等材料受熱過多會變形變質(zhì)。(3)元器件受熱后性能變化甚至失效。(4)焊點(diǎn)表面由于焊劑揮發(fā)，失去保護(hù)而氧化。第2章 焊 接 技 術(shù) 2)保持合適的溫度如果為了縮短加熱時(shí)間而采用高溫烙鐵焊小焊點(diǎn)，則會帶來另一方面的問題：焊錫絲中的焊劑沒有足夠的時(shí)間在被焊面上漫流而過早揮發(fā)失效；焊料熔化速度過快影響焊劑作用的發(fā)揮；由于溫度過高雖加熱時(shí)間短也會造成過熱現(xiàn)象。理想的狀態(tài)是較低的溫度下縮短加熱時(shí)間，盡管這是矛盾的，

33、但在實(shí)際操作中我們可以通過操作手法獲得令人滿意的解決方法。第2章 焊 接 技 術(shù) 3)用烙鐵頭對焊點(diǎn)施力是有害的烙鐵頭把熱量傳給焊點(diǎn)主要靠增加接觸面積，用烙鐵頭對焊點(diǎn)加力對加熱是徒勞的。例如電位器、開關(guān)、接插件的焊接點(diǎn)往往都是固定在塑料構(gòu)件上的，加力的結(jié)果容易造成元件變形失效。第2章 焊 接 技 術(shù) 4.錫焊操作要領(lǐng)錫焊操作要領(lǐng)(1)焊件表面處理。手工烙鐵焊接中遇到的焊件是各種各樣的電子零件和導(dǎo)線，除非在規(guī)模生產(chǎn)條件下使用“保鮮期”內(nèi)的電子元件，一般情況下遇到的焊件往往都需要進(jìn)行表面清理，去除焊接面上的銹跡、油污、灰塵等影響焊接質(zhì)量的雜質(zhì)。手工操作中常用機(jī)械刮磨和酒精、丙酮擦洗等簡單易行的方法

34、。第2章 焊 接 技 術(shù)(2)預(yù)焊。預(yù)焊就是將要錫焊的元器件引線或?qū)Ь€的焊接部位預(yù)先用焊錫潤濕，一般也稱為鍍錫、上錫、搪錫等。稱預(yù)焊是準(zhǔn)確的，因?yàn)槠溥^程和機(jī)理都是錫焊的全過程(焊料潤濕焊件表面，靠金屬的擴(kuò)散形成結(jié)合層后而使焊件表面“鍍”上一層焊錫)。預(yù)焊并非錫焊不可缺少的操作，但對手工烙鐵焊接特別是維修、調(diào)試、研制工作幾乎可以說是必不可少的。圖2.13表示元件引線預(yù)焊方法。預(yù)焊所要遵循的原則和操作方法同錫焊一樣，導(dǎo)線的預(yù)焊有特殊要求，后面還要專門討論。第2章 焊 接 技 術(shù) 圖2.13 元器件引線預(yù)焊 第2章 焊 接 技 術(shù)(3)不要用過量的焊劑。適量的焊劑是必不可缺的，但不要認(rèn)為越多越好。過

35、量的松香不僅造成焊后焊點(diǎn)周圍需要清洗的工作量，而且延長了加熱時(shí)間(松香溶化、揮發(fā)需要帶走熱量)，降低工作效率；而當(dāng)加熱時(shí)間不足時(shí)又容易夾雜到焊錫中形成“夾渣”缺陷；對開關(guān)元件的焊接，過量的焊劑容易流到觸點(diǎn)處，從而造成接觸不良。合適的焊劑量應(yīng)該是松香水僅能浸濕將要形成的焊點(diǎn)，不要讓松香水透過印刷板流到元件面或插座孔里(如IC插座)。對使用松香芯的焊絲來說，基本不需要再涂焊劑。第2章 焊 接 技 術(shù)(4)保持烙鐵頭的清潔。由于焊接時(shí)烙鐵頭長期處于高溫狀態(tài)，又接觸焊劑等受熱分解的物質(zhì)，其表面很容易氧化而形成一層黑色雜質(zhì)，這些雜質(zhì)幾乎形成隔熱層，使烙鐵頭失去加熱作用。因此要隨時(shí)在烙鐵架上蹭去雜質(zhì)。用一

36、塊濕布或濕海綿隨時(shí)擦烙鐵頭，也是常用的方法。第2章 焊 接 技 術(shù)(5)加熱要靠焊錫橋。非流水線作業(yè)中，一次焊接的焊點(diǎn)形狀是多種多樣的，我們不可能不斷換烙鐵頭。要提高烙鐵頭加熱的效率，需要形成熱量傳遞的焊錫橋。所謂焊錫橋，就是靠烙鐵頭上保留少量焊錫作為加熱時(shí)烙鐵頭與焊件之間傳熱的橋梁。顯然由于金屬液的導(dǎo)熱效率遠(yuǎn)高于空氣，因此焊件很快被加熱到焊接溫度(見圖2.14)。應(yīng)注意作為焊錫橋的錫保留量不可過多。第2章 焊 接 技 術(shù) 圖2.14 焊錫橋作用(a)無焊錫橋作用，接觸面小，傳熱慢；(b)焊錫橋作用，大面積傳熱，速度快 第2章 焊 接 技 術(shù)(6)焊錫量要合適。過量的焊錫不但毫無必要地消耗了較

37、貴的錫，而且增加了焊接時(shí)間，相應(yīng)降低了工作速度。更為嚴(yán)重的是在高密度的電路中，過量的錫很容易造成不易覺察的短路(如圖2.15所示)。第2章 焊 接 技 術(shù) 圖2.15 焊錫量的掌握(a)焊錫過多，浪費(fèi)；(b)焊錫過少，焊點(diǎn)強(qiáng)度差；(c)合適的焊錫量，合格的焊點(diǎn) 第2章 焊 接 技 術(shù)(7)焊件要固定。在焊錫凝固之前不要使焊件移動或振動，特別是用鑷子夾住焊件時(shí)一定要等焊錫凝固再移去鑷子。這是因?yàn)楹稿a凝固過程是結(jié)晶過程，根據(jù)結(jié)晶理論，在結(jié)晶期間受到外力(焊件移動)會改變結(jié)晶條件，導(dǎo)致晶體粗大，造成所謂“冷焊”。外觀現(xiàn)象是表面無光澤呈豆渣狀；焊點(diǎn)內(nèi)部結(jié)構(gòu)疏松，容易有氣隙和裂縫，造成焊點(diǎn)強(qiáng)度降低，導(dǎo)電

38、性能差。因此，在焊錫凝固前一定要保持焊件靜止。實(shí)際操作時(shí)可以用各種適宜的方法將焊件固定，或使用可靠的夾持措施。第2章 焊 接 技 術(shù)(8)烙鐵撤離有講究。烙鐵撤離要及時(shí)，而且撤離時(shí)的角度和方向?qū)更c(diǎn)形成有一定關(guān)系。圖2.16所示為不同撤離方向?qū)噶系挠绊?。撤烙鐵時(shí)輕輕旋轉(zhuǎn)一下，可保持焊點(diǎn)適當(dāng)?shù)暮噶?，這需要在實(shí)際操作中體會。第2章 焊 接 技 術(shù) 圖2.16 烙鐵撤離方向和焊錫量的關(guān)系(a)烙鐵軸向45撤離；(b)向上撤離；(c)水平方向撤離；(b)(d)垂直向下撤離；(e)垂直向上撤離 第2章 焊 接 技 術(shù) 2.33 手工焊接的分類手工焊接的分類(1)繞焊。繞焊是將被焊接元器件的引線或?qū)Ь€繞

39、在焊接點(diǎn)的金屬件上(繞12圈)，用尖嘴鉗夾緊，以增加繞焊點(diǎn)強(qiáng)度，縮小焊點(diǎn)(導(dǎo)線絕緣層應(yīng)離焊接點(diǎn)13 mm，以免燙壞)，然后再進(jìn)行焊接。這種焊接方法強(qiáng)度高，應(yīng)用很廣，一般用于眼孔式焊接點(diǎn)、焊片及柱形焊接點(diǎn)等。常見焊接點(diǎn)的繞焊示例如圖2.17所示。第2章 焊 接 技 術(shù) 圖2.17 常見焊接點(diǎn)的繞焊示例 第2章 焊 接 技 術(shù)(2)鉤焊。鉤焊是將被焊接元器件的引線或?qū)Ь€鉤接在焊接點(diǎn)的眼孔中，夾緊，形成鉤形，使導(dǎo)線或引線不易脫落。鉤焊的機(jī)械強(qiáng)度不如繞焊，但操作方便，適用于不便繞焊，而且要有一定的強(qiáng)度或便于拆焊的地方，如一些小型繼電器的焊接點(diǎn)、焊片等。(3)搭焊。搭焊是將元器件的引線或?qū)Ь€搭在焊接點(diǎn)上

40、，再進(jìn)行焊接。它適用于要求便于調(diào)整或改焊的臨時(shí)焊接點(diǎn)上。某些要求不高的產(chǎn)品為了節(jié)省工時(shí)，也采用此法，搭焊示例如圖2.18所示。第2章 焊 接 技 術(shù)(4)插焊。插焊是將導(dǎo)線的末端插入圓形孔內(nèi)進(jìn)行焊接。管狀接線柱的預(yù)焊如圖2.19所示。導(dǎo)線的剝頭長度應(yīng)比孔的深度長約1 mm，芯線的端面切成斜面。焊接前芯線應(yīng)進(jìn)行搪錫，以免在端面上殘留氣泡。第2章 焊 接 技 術(shù) 圖2.18 搭焊示例圖 第2章 焊 接 技 術(shù) 圖2.19 管狀接線柱的預(yù)焊 第2章 焊 接 技 術(shù) 2.3.4 印制電路板的手工焊接印制電路板的手工焊接 1印制電路板焊接的特點(diǎn)印制電路板焊接的特點(diǎn)(1)印制電路板是用粘合劑把銅箔壓粘在絕

41、緣基板上制成的。絕緣基板的材料有環(huán)氧玻璃布、酚醛絕緣紙板等。銅與這些絕緣材料的粘合能力不是很強(qiáng)，高溫時(shí)則更差。一般環(huán)氧玻璃布覆銅板允許連續(xù)使用的溫度是140左右，遠(yuǎn)低于焊接溫度。而且銅與絕緣基板的熱膨脹系數(shù)各不相同，過高的焊接溫度和過長的時(shí)間會引起印制電路板起泡、變形，甚至銅箔翹起。第2章 焊 接 技 術(shù)(2)印制電路板插裝的元器件一般為小型元器件，如晶體管、集成電路及使用塑料骨架的中周、電感等，耐高溫性能較差，焊接溫度過高，時(shí)間過長，都會造成元器件的損壞。(3)如果采用低熔點(diǎn)焊料，又會給焊接點(diǎn)的機(jī)械強(qiáng)度和其他方面帶來不利影響。所以在焊接印制電路板時(shí)，要根據(jù)具體情況，除掌握合適的焊接溫度、焊接

42、時(shí)間外，還應(yīng)選用合適的焊料和助焊劑。第2章 焊 接 技 術(shù) 2.印制電路板手工焊接工藝印制電路板手工焊接工藝(1)電烙鐵的選用。由于銅箔和絕緣基板之間的結(jié)合強(qiáng)度、銅箔的厚度等原因，烙鐵頭的溫度最好控制在250300之間，因此最好選用20 W內(nèi)熱式電烙鐵。當(dāng)焊接能力達(dá)到一定的熟練程度時(shí)，為提高焊接效率，也可選用35 W內(nèi)熱式電烙鐵。(2)烙鐵頭的形狀。烙鐵頭的形狀應(yīng)以不損傷印制電路板為原則，同時(shí)也要考慮適當(dāng)增加烙鐵頭的接觸面積，最好選用鑿式烙鐵頭，并將棱角部分銼圓。第2章 焊 接 技 術(shù)(3)電烙鐵的握法。焊接時(shí)，烙鐵頭不能對印制電路板施加太大的壓力，以防止焊盤受壓翹起。可以采用握筆法拿電烙鐵，

43、小指墊在印制電路板上支撐電烙鐵，以便自由調(diào)整接觸角度、接觸面積、接觸壓力，使焊接面均勻受熱。(4)焊料和助焊劑的選用。焊料可選用HH6-2-2牌號的活性樹脂芯焊錫絲，直徑可根據(jù)焊盤大小、焊接密度決定。對難焊的焊接點(diǎn)，在復(fù)焊與修整時(shí)再添加BH66-1液態(tài)助焊劑。第2章 焊 接 技 術(shù)(5)焊接的步驟可按前述手工焊接的步驟進(jìn)行。一般焊盤面積不大時(shí)，可免去第(3)步操作，采用三步操作法：加熱被焊工件，填充焊料，移開焊錫絲、移開電烙鐵。根據(jù)印制電路板的特點(diǎn)，為防止焊接溫度過高，焊接時(shí)間一般以23s為宜。當(dāng)焊盤面積很小，或用35 W電烙鐵時(shí)，甚至可將、步合并，有利于連續(xù)操作，提高效率。(6)焊接點(diǎn)的形式

44、與要求。導(dǎo)線或元器件引線插入印制電路板規(guī)定的孔內(nèi)，暴露在焊盤外部引線的形狀可分為直腳和彎腳兩種。印制電路板插焊的形式如圖2.20所示。第2章 焊 接 技 術(shù) 圖2.20 印制電路板插焊的形式 第2章 焊 接 技 術(shù) 直腳露骨焊即為部分導(dǎo)線或元器件引線露出焊接點(diǎn)錫面，這樣可以避免在焊接時(shí)因?qū)Ь€或元器件引線自孔中下落而形成虛焊、假焊甚至漏焊的現(xiàn)象。如果焊點(diǎn)“包頭”的話，很可能將這些問題掩蓋了。對焊接點(diǎn)的要求是光亮、平滑、焊料布滿焊盤并成“裙?fàn)睢闭归_。焊接結(jié)束后應(yīng)立即剪腳，“露骨”長度宜在0.51 mm之間，過長可能產(chǎn)生彎曲，易與相鄰焊點(diǎn)發(fā)生短路。直腳露骨焊示例如圖2.21所示。雙面印制電路板的連接

45、孔一般要進(jìn)行孔的金屬化，金屬化孔的焊接如圖2.22所示。在金屬化孔上焊接時(shí)，要將整個(gè)元器件的安裝座(包括孔內(nèi))都充分浸潤焊料，所以金屬化孔上的焊接加熱時(shí)間應(yīng)稍長一些。第2章 焊 接 技 術(shù) 圖2.21 直腳露骨焊示例 第2章 焊 接 技 術(shù) 圖2.22 金屬化孔的焊接 第2章 焊 接 技 術(shù)(7)檢查和整理。焊接完成后要進(jìn)行檢查和整理。檢查的項(xiàng)目包括：有無插錯(cuò)元器件、漏焊及橋連；元器件的極性是否正確及印制電路板上是否有飛濺的焊料、剪斷的線頭等。檢查后還需將歪斜的元器件扶正并整理好導(dǎo)線。第2章 焊 接 技 術(shù) 2.3.5 幾種易損元器件的焊接幾種易損元器件的焊接 1鑄塑元件的錫焊鑄塑元件的錫焊各

46、種有機(jī)材料，包括有機(jī)玻璃、聚氯乙烯、聚乙烯、酚醛樹脂等材料，現(xiàn)在已被廣泛用于電子元器件的制造，例如各種開關(guān)、插接件等。這些元件都是采用熱鑄塑方式制成的，它們最大弱點(diǎn)就是不能承受高溫。當(dāng)我們對鑄塑在有機(jī)材料中的導(dǎo)體接點(diǎn)施焊時(shí)，如不注意控制加熱時(shí)間，極容易造成塑料變形，導(dǎo)致元件失效或降低性能，造成隱性故障。圖2.23是一個(gè)常用的鈕子開關(guān)由于焊接技術(shù)不當(dāng)造成失效的例子。第2章 焊 接 技 術(shù) 圖2.23 焊接不當(dāng)造成開關(guān)失效(a)焊接時(shí)烙鐵對端子加力導(dǎo)致變形，開關(guān)失效；(b)(b)焊劑過多流入開關(guān)觸點(diǎn)造成接觸不良 第2章 焊 接 技 術(shù) 其他類型鑄塑制成的元件也有類似問題，因此，這一類元件焊接時(shí)必須

47、注意：(1)在元件預(yù)處理時(shí)，盡量清理好接點(diǎn)，一次鍍錫成功，不要反復(fù)鍍，尤其將元件在錫鍋中浸鍍時(shí)，更要掌握好浸入深度及時(shí)間。(2)焊接時(shí)烙鐵頭要修整尖一些，焊接一個(gè)接點(diǎn)時(shí)不碰相鄰接點(diǎn)。(3)鍍錫及焊接時(shí)加助焊劑量要少，防止浸入電接觸點(diǎn)。(4)烙鐵頭在任何方向均不要對接線片施加壓力。(5)焊接時(shí)間，在保證潤濕的情況下越短越好。實(shí)際操作時(shí)在焊件預(yù)焊良好時(shí)只需用掛上錫的烙鐵頭輕輕一點(diǎn)即可。焊后不要在塑殼未冷前對焊點(diǎn)作牢固性試驗(yàn)。第2章 焊 接 技 術(shù) 2簧片類元件接點(diǎn)焊接簧片類元件接點(diǎn)焊接這類元件如繼電器、波段開關(guān)等，它們共同特點(diǎn)是簧片制造時(shí)加預(yù)應(yīng)力，使之產(chǎn)生適當(dāng)彈力，保證電接觸性能。如果安裝施焊過程

48、中對簧片施加外力，則破壞了接觸點(diǎn)的彈力，造成元件失效?；善愒附右I(lǐng)：可靠的預(yù)焊；加熱時(shí)間要短；不可對焊點(diǎn)任何方向加力；焊錫量宜少。第2章 焊 接 技 術(shù) 3FET及集成電路焊接及集成電路焊接 MOS FET特別是絕緣柵極型，由于輸入阻抗很高，稍不慎即可能使內(nèi)部擊穿而失效。雙極型集成電路不像MOS集成電路那樣?jì)蓺?，但由于?nèi)部集成度高，通常管子隔離層都很薄，一旦受到過量的熱也容易損壞。無論哪種電路都不能承受高于200的溫度，因此焊接時(shí)必須非常小心。(1)電路引線如果是鍍金處理的，不要用刀刮，只需酒精擦洗或用繪圖橡皮擦干凈就可以了。(2)對CMOS電路如果事先已將各引線短路，焊前不要拿掉短路線

49、。(3)焊接時(shí)間在保證潤濕的前提下，盡可能短，一般不超過3 s。第2章 焊 接 技 術(shù)(4)使用烙鐵最好是恒溫230的烙鐵；也可用20 W內(nèi)熱式，接地線應(yīng)保證接觸良好。若用外熱式，最好采用烙鐵斷電用余熱焊接，必要時(shí)還要采取人體接地的措施。(5)工作臺上如果鋪有橡膠墊、塑料等易于積累靜電材料，MOS集成電路芯片及印制電路板不宜放在臺面上。(6)烙鐵頭應(yīng)修整窄一些，使焊一個(gè)端點(diǎn)時(shí)不會碰到相鄰端點(diǎn)。所用烙鐵功率內(nèi)熱式不超過20 W，外熱式不超過30 W。(7)集成電路若不使用插座，可直接焊到印制板上、安全焊接順序?yàn)榈囟溯敵龆穗娫炊溯斎攵?。?章 焊 接 技 術(shù) 第2章 焊 接 技 術(shù) 4瓷片電容，發(fā)

50、光二極管，中周等元件的焊接瓷片電容，發(fā)光二極管，中周等元件的焊接 這類元器件的共同弱點(diǎn)是加熱時(shí)間過長就會失效，其中瓷片電容、中周等元件是內(nèi)部接點(diǎn)開焊，發(fā)光管則使管芯損壞。焊接前一定要處理好焊點(diǎn)，施焊時(shí)強(qiáng)調(diào)一個(gè)“快”字。采用輔助散熱措施(見圖2.24)可避免過熱失效。第2章 焊 接 技 術(shù) 2.3.6 焊接缺陷分析焊接缺陷分析 1焊點(diǎn)失效分析焊點(diǎn)失效分析 作為電子產(chǎn)品主要連接方法的錫焊點(diǎn)，應(yīng)該在產(chǎn)品的有效使用期限內(nèi)保證不失效。但實(shí)際上，總有一些焊點(diǎn)在正常使用期內(nèi)失效，究其原因有下述幾種。(1)環(huán)境因素。有些電子產(chǎn)品本身就工作在有一定腐蝕性氣體的環(huán)境中，例如有些工廠在生產(chǎn)過程中就產(chǎn)生某些腐蝕性氣體

51、，即使是家庭或辦公室中也不同程度地存在著腐蝕性氣體。這些氣體浸入有缺陷的焊點(diǎn)，例如有氣孔的焊點(diǎn)，在焊料和焊件界面很容易形成電化學(xué)腐蝕作用，使焊點(diǎn)早期失效。第2章 焊 接 技 術(shù)(2)機(jī)械應(yīng)力。產(chǎn)品在運(yùn)輸(如汽車、火車)中或使用中(如機(jī)床、汽車上的電器)往往受周期性的機(jī)械振動，其結(jié)果使具有一定質(zhì)量的電子元件對焊點(diǎn)施加周期性的剪切力，反復(fù)作用的結(jié)果會使有缺陷的焊點(diǎn)失效。(3)熱應(yīng)力作用。電子產(chǎn)品在反復(fù)通電斷電的過程中，發(fā)熱元器件將熱量傳到焊點(diǎn)，根據(jù)焊點(diǎn)不同材料熱脹冷縮性能的差異，會對焊點(diǎn)產(chǎn)生熱應(yīng)力，反復(fù)作用的結(jié)果也會使一些有缺陷的焊點(diǎn)失效。第2章 焊 接 技 術(shù) 2對焊點(diǎn)的要求及外觀檢查對焊點(diǎn)的要

52、求及外觀檢查 1)對焊點(diǎn)的要求(1)可靠的電連接。電子產(chǎn)品的焊接是同電路通斷情況緊密相連的。一個(gè)焊點(diǎn)要能穩(wěn)定、可靠地通過一定的電流，沒有足夠的連接面積和穩(wěn)定的結(jié)合層是不行的。因?yàn)殄a焊連接不是靠壓力，而是靠結(jié)合層達(dá)到電連接的目的，如果焊錫僅僅是堆在焊件表面或只有少部分形成結(jié)合層，那么在最初的測試和工作中也許不能發(fā)現(xiàn)，但隨著條件的改變和時(shí)間的推移，電路會產(chǎn)生時(shí)通時(shí)斷或者干脆不工作的現(xiàn)象，而這時(shí)觀察外表，電路依然是連接的，這是電子產(chǎn)品使用中最頭疼的問題，也是制造者必須十分重視的問題。第2章 焊 接 技 術(shù)(2)足夠的機(jī)械強(qiáng)度。焊接不僅起電連接作用，同時(shí)也是固定元器件保證機(jī)械連接的手段，這就有個(gè)機(jī)械強(qiáng)

53、度的問題。作為錫焊材料的鉛錫合金本身強(qiáng)度是比較低的，常用鉛錫焊料抗拉強(qiáng)度約為34.7 kg/cm2，只有普通鋼材的1/10，要想增加強(qiáng)度，就要有足夠的連接面積。當(dāng)然如果是虛焊點(diǎn)，焊料僅僅堆在焊盤上，自然就談不到強(qiáng)度了。常見影響機(jī)械強(qiáng)度的缺陷還有焊錫過少、焊點(diǎn)不飽滿、焊接時(shí)焊料尚未凝固就使焊件振動而引起的焊點(diǎn)晶粒粗大(像豆腐渣狀)以及裂紋、夾渣等。第2章 焊 接 技 術(shù)(3)光潔整齊的外觀。良好的焊點(diǎn)要求焊料用量恰到好處，外表有金屬光澤，沒有拉尖、橋接等現(xiàn)象，并且不傷及導(dǎo)線絕緣層及相鄰元件。良好的外表是焊接質(zhì)量的反映，例如，表面有金屬光澤是焊接溫度合適、生成合金層的標(biāo)志，而不僅僅是外表美觀的要求

54、。第2章 焊 接 技 術(shù) 2)典型焊點(diǎn)外觀及檢查 圖2.25所示為兩種典型焊點(diǎn)的外觀，其共同要求是：外形以焊接導(dǎo)線為中心，勻稱，成裙?fàn)罾_；焊料的連接面呈半弓形凹面，焊料與焊件交界處平滑，接觸角盡可能??；表面有光澤且平滑；無裂紋、針孔、夾渣。第2章 焊 接 技 術(shù) 圖2.25 典型焊點(diǎn)外觀 第2章 焊 接 技 術(shù) 所謂外觀檢查，除用目測(或借助放大鏡、顯微鏡觀測)焊點(diǎn)是否合乎上述標(biāo)準(zhǔn)外，還包括檢查漏焊、焊料拉尖、焊料引起導(dǎo)線間短路(即所謂“橋接”)、導(dǎo)線及元器件絕緣的損傷、布線整形以及焊料飛濺。檢查時(shí)除目測外還要用指觸、鑷子撥動、拉線等方法檢查有無導(dǎo)線斷線，焊盤剝離等缺陷。第2章 焊 接 技

55、術(shù) 3焊點(diǎn)通電檢查及試驗(yàn)焊點(diǎn)通電檢查及試驗(yàn) 1)通電檢查通電檢查必須是在外觀檢查及連線檢查無誤后才可進(jìn)行的工作，也是檢驗(yàn)電路性能的關(guān)鍵步驟。如果不經(jīng)過嚴(yán)格的外觀檢查，通電檢查不僅困難較多而且有損壞設(shè)備儀器，造成安全事故的危險(xiǎn)。例如電源連線虛焊，那么通電時(shí)就會發(fā)現(xiàn)設(shè)備加不上電，當(dāng)然無法檢查。通電檢查可以發(fā)現(xiàn)許多微小的缺陷，例如用目測觀察不到的電路橋接，但對于內(nèi)部虛焊的隱患就不容易覺察。所以根本的問題還是要提高焊接操作的技藝水平，不能把問題留給檢查工作去完成。圖2.26所示為通電檢查時(shí)可能遇到的故障與焊接缺陷的關(guān)系。第2章 焊 接 技 術(shù) 圖2.26 通電檢查及分析 第2章 焊 接 技 術(shù) 2)例

56、行試驗(yàn)作為一種產(chǎn)品質(zhì)量認(rèn)證和評價(jià)方法，例行試驗(yàn)有不可取代的作用。模擬產(chǎn)品儲運(yùn)、工作環(huán)境，加速惡化的方式能暴露焊接缺陷。以下幾種試驗(yàn)是常用的：(1)溫度循環(huán)，溫度范圍大于實(shí)際工作環(huán)境溫度，同時(shí)加上濕度條件。(2)振動試驗(yàn)，一定振幅，一定頻率，一定時(shí)間的振動。(3)跌落試驗(yàn)，根據(jù)產(chǎn)品重量、體積規(guī)定一定高度的跌落。第2章 焊 接 技 術(shù) 4.常見焊點(diǎn)缺陷及質(zhì)量分析常見焊點(diǎn)缺陷及質(zhì)量分析 造成焊接缺陷的原因很多，在材料(焊料與焊劑)與工具(烙鐵、夾具)一定的情況下，采用什么方式方法以及操作者是否有責(zé)任心，就是決定性的因素了。圖2.27表示導(dǎo)線端子焊接常見缺陷，表2-3列出了印制板焊點(diǎn)缺陷的外觀、特點(diǎn)、

57、危害及產(chǎn)生原因，可供焊點(diǎn)檢查、分析時(shí)參考 第2章 焊 接 技 術(shù) 圖2.27 導(dǎo)線端子焊接缺陷示例(a)虛焊；(b)芯線過長；(c)焊錫浸過外皮；(d)外皮燒焦；(e)焊錫上吸；(f)斷絲；(g)甩絲；(h)芯線散開 第2章 焊 接 技 術(shù) 表表2-3 常見焊點(diǎn)缺陷及分析常見焊點(diǎn)缺陷及分析 第2章 焊 接 技 術(shù) 第2章 焊 接 技 術(shù) 2.3.7 焊接后的清洗焊接后的清洗 采用錫鉛焊料的焊接，為保證質(zhì)量，焊接時(shí)都要使用助焊劑。助焊劑在焊接過程中一般并不能充分揮發(fā)，經(jīng)反應(yīng)后的殘留物會影響電子產(chǎn)品的電性能和三防性能(防潮濕、防鹽霧、防霉菌)，尤其是使用活性較強(qiáng)的助焊劑時(shí)，其殘留物危害更大。焊接后

58、的助焊劑殘留物往往還會粘附一些灰塵或污物，吸收潮氣增加危害。因此，焊接后一般要對焊接點(diǎn)進(jìn)行清洗，對有特殊要求的高可靠性產(chǎn)品的生產(chǎn)中更要做到這一點(diǎn)。清洗是焊接工藝的一個(gè)組成部分。一個(gè)焊接點(diǎn)既要符合焊接質(zhì)量要求，也要符合清洗質(zhì)量要求，這樣才算一個(gè)完全合格的焊接點(diǎn)。當(dāng)然對使用無腐蝕性助焊劑和要求不高的產(chǎn)品也可不進(jìn)行清洗。第2章 焊 接 技 術(shù) 2.3.8 拆焊技術(shù)拆焊技術(shù) 1拆焊的原則拆焊的原則 拆焊的步驟一般是與焊接的步驟相反的，拆焊前一定要弄清楚原焊接點(diǎn)的特點(diǎn)，不要輕易動手。(1)不損壞拆除的元器件、導(dǎo)線、原焊接部位的結(jié)構(gòu)件。(2)拆焊時(shí)不可損壞印制電路板上的焊盤與印制導(dǎo)線。(3)對已判斷為損壞

59、的元器件，可先行將引線剪斷，再行拆除，這樣可減少其他損傷的可能性。(4)在拆焊過程中，應(yīng)盡量避免拆動其他元器件或變動其他元器件的位置，如確實(shí)需要，要做好復(fù)原工作。第2章 焊 接 技 術(shù) 2.拆焊工具 常用的拆焊工具除普通電烙鐵外還有鑷子、吸錫繩和吸錫電烙鐵等幾種：(1)鑷子以端頭較尖、硬度較高的不銹鋼為佳，用以夾持元器件或借助電烙鐵恢復(fù)焊孔。(2)吸錫繩用以吸取焊接點(diǎn)上的焊錫。專用的價(jià)格昂貴，可用鍍錫的編織套浸以助焊劑代用，效果也較好。(3)吸錫電烙鐵。用于吸去熔化的焊錫，使焊盤與元器件引線或?qū)Ь€分離，達(dá)到解除焊接的目的。第2章 焊 接 技 術(shù) 3拆焊的操作要點(diǎn)拆焊的操作要點(diǎn)(1)嚴(yán)格控制加熱

60、的溫度和時(shí)間。因拆焊的加熱時(shí)間和溫度較焊接時(shí)要長、要高，所以要嚴(yán)格控制溫度和加熱時(shí)間，以免將元器件燙壞或使焊盤翹起、斷裂。宜采用間隔加熱法來進(jìn)行拆焊。(2)拆焊時(shí)不要用力過猛。在高溫狀態(tài)下，元器件封裝的強(qiáng)度都會下降，尤其是塑封器件、陶瓷器件、玻璃端子等，過分的用力拉、搖、扭都會損壞元器件和焊盤。第2章 焊 接 技 術(shù)(3)吸去拆焊點(diǎn)上的焊料。拆焊前，用吸錫工具吸去焊料，有時(shí)可以直接將元器件拔下。即使還有少量錫連接，也可以減少拆焊的時(shí)間，減少元器件及印制電路板損壞的可能性。如果在沒有吸錫工具的情況下，則可以將印制電路板或能移動的部件倒過來，用電烙鐵加熱拆焊點(diǎn)，利用重力原理，讓焊錫自動流向烙鐵頭，

61、也能達(dá)到部分去錫的目的。第2章 焊 接 技 術(shù) 4.印制電路板上元器件的拆焊方法印制電路板上元器件的拆焊方法(1)分點(diǎn)拆焊法。對臥式安裝的阻容元器件，兩個(gè)焊接點(diǎn)距離較遠(yuǎn)，可采用電烙鐵分點(diǎn)加熱，逐點(diǎn)拔出。如果引線是折彎的，則應(yīng)用烙鐵頭撬直后再行拆除。(2)集中拆焊法。像晶體管以及直立安裝的阻容元器件，焊接點(diǎn)距離較近，可用電烙鐵同時(shí)快速交替加熱幾個(gè)焊接點(diǎn)，待焊錫熔化后一次拔出，如圖2.28所示。對多接點(diǎn)的元器件，如開關(guān)、插頭座、集成電路等可用專用烙鐵頭同時(shí)對準(zhǔn)各個(gè)焊接點(diǎn)，一次加熱取下。專用烙鐵頭外形如圖2.29所示。第2章 焊 接 技 術(shù) 圖2.28 集中拆焊示意 第2章 焊 接 技 術(shù) 圖2.2

62、9 專用烙鐵頭 第2章 焊 接 技 術(shù) 5一般焊接點(diǎn)的拆焊方法一般焊接點(diǎn)的拆焊方法(1)保留拆焊法。對需要保留元器件引線和導(dǎo)線端頭的拆焊，要求比較嚴(yán)格，也比較麻煩?？捎梦a工具先吸去被拆焊接點(diǎn)外面的焊錫。如果是鉤焊，則應(yīng)先用烙鐵頭撬起引線，抽出引線，圖2.30為鉤焊點(diǎn)拆焊示意圖。如果是繞焊，則要弄清楚原來的繞向，在烙鐵頭加熱下，用鑷子夾住線頭逆繞退出，再調(diào)直待用。(2)剪斷拆焊法。被拆焊點(diǎn)上的元器件引線及導(dǎo)線如留有重焊余量，或確定元器件已損壞，則可沿著焊接點(diǎn)根部剪斷引線，再用上述方法去掉線頭。第2章 焊 接 技 術(shù) 圖2.30 鉤焊點(diǎn)拆焊示意圖第2章 焊 接 技 術(shù) 6拆焊后的重新焊接拆焊后的

63、重新焊接(1)重新焊接的元器件引線和導(dǎo)線的剪截長度，離底板或印制電路板的高度、彎折形狀和方向，都應(yīng)盡量保持與原來的一致，使電路的分布參數(shù)不致發(fā)生大的變化，以免使電路的性能受到影響，尤其對于高頻電子產(chǎn)品更要重視這一點(diǎn)。(2)印制電路板拆焊后，如果焊盤孔被堵塞，應(yīng)先用錐子或鑷子尖端在加熱下，從銅箔面將孔穿通，再插進(jìn)元器件引線或?qū)Ь€進(jìn)行重焊。不能靠元器件引線從基板面捅穿孔，這樣很容易使焊盤銅箔與基板分離，甚至使銅箔斷裂。(3)拆焊點(diǎn)重新焊好元器件或?qū)Ь€后，應(yīng)將因拆焊需要而彎折、移動過的元器件恢復(fù)原狀。一個(gè)熟練的維修人員拆焊過的維修點(diǎn)一般是不容易看出來的。第2章 焊 接 技 術(shù) 2.4 浸焊與波峰焊浸

64、焊與波峰焊 2.4.1 浸焊浸焊 1.手工浸焊手工浸焊 手工浸焊是由操作工人手持夾具將需焊接的已插裝好元器件的印制電路板浸入錫槽內(nèi)來完成的，其操作步驟和要求如下：(1)錫槽的準(zhǔn)備。錫槽熔化焊錫的溫度為230250為宜。對較大的器件與印制電路板，可將焊錫溫度提高到260左右，且隨時(shí)加入松香助焊劑，及時(shí)去除焊錫層表面的氧化層。(2)印制電路板的準(zhǔn)備。將插裝好元器件的印制電路板浸漬松香助焊劑，使焊盤上涂滿助焊劑。第2章 焊 接 技 術(shù)(3)浸錫。用夾具將待焊接的印制電路板水平地浸入錫槽中，使焊錫表面與印制電路板的焊盤完全接觸。浸焊的深度以印制電路板厚度的50%70%為宜，浸焊的時(shí)間約35 s。(4)

65、完成浸焊。達(dá)到浸焊時(shí)間后，立即取離錫槽。稍冷卻后，即可檢查焊接質(zhì)量，若有較大面積未焊好，則應(yīng)檢查原因，并重復(fù)浸焊。個(gè)別焊接點(diǎn)可用手工補(bǔ)焊。(5)剪腳。對元器件直腳插裝的印制電路板應(yīng)用電動剪刀剪去過長的引腳，露出錫面長度不超過2 mm為宜。第2章 焊 接 技 術(shù) 2自動浸焊自動浸焊 1)工藝流程工藝流程 圖2.31所示的是自動浸焊的一般工藝流程圖。將插裝好元器件的印制電路板用專用夾具安置在傳送帶上。印制電路板先經(jīng)過泡沫助焊劑槽被噴上助焊劑，加熱器將助焊劑烘干，然后經(jīng)過熔化的錫槽進(jìn)行浸焊，待錫冷卻凝固后再送到切頭機(jī)剪去過長的引腳。第2章 焊 接 技 術(shù) 圖2.31 自動浸焊工藝流程圖 第2章 焊

66、接 技 術(shù) 2)自動浸焊設(shè)備(1)帶振動頭自動浸焊設(shè)備。一般自動浸焊設(shè)備上都帶有振動頭，它安裝在安置印制電路板的專用夾具上。印制電路板由傳動機(jī)構(gòu)導(dǎo)入錫槽，浸錫23 s，開啟振動頭23 s使焊錫深入焊接點(diǎn)內(nèi)部，尤其對雙面印制電路板效果更好，并可振掉多余的焊錫。(2)超聲波浸焊設(shè)備。超聲波浸焊設(shè)備是利用超聲波來增強(qiáng)浸焊的效果，增加焊錫的滲透性，使焊接更可靠。此設(shè)備增加了超聲波發(fā)生器、換能器等部分，因此比一般設(shè)備復(fù)雜一些。第2章 焊 接 技 術(shù) 3)浸焊操作注意事項(xiàng)(1)為防止焊錫槽的高溫?fù)p壞不耐高溫的元器件和半開放性元器件，必須事前用耐高溫膠帶貼封這些元器件。(2)對未安裝元器件的安裝孔也需貼上膠帶，以避免焊錫填入孔中。(3)工人必須戴上防護(hù)眼鏡、手套，穿上圍裙。所有液態(tài)物體要遠(yuǎn)離錫槽，以免倒翻在錫槽內(nèi)引起錫“爆炸”及焊錫噴濺。第2章 焊 接 技 術(shù)(4)高溫焊錫表面極易氧化，必須經(jīng)常清理，以免造成焊接缺陷。浸焊比手工焊接的效率高，設(shè)備也較簡單，但由于錫槽內(nèi)的焊錫表面是靜止的，表面氧化物易粘在焊接點(diǎn)上。并且印制電路板焊面全部與焊錫接觸，溫度高，易燙壞元器件并使印制電路板變形，難以充分保證焊