手工焊接工艺焊接的专业.docx
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手工焊接工艺焊接的专业
1.锡焊
1.1锡焊的原理
将焊件和熔点比焊件低的焊料(锡丝)共同加热到锡焊温度,在焊件不熔化的情况下,焊料(锡丝)熔化并浸润焊接面,依靠两者的扩散形成焊件的连接。
1.2锡焊的条件
1.2.1焊件必须具有良好的可焊性
可焊性较好的材料有:
紫铜、黄铜、镍等。
1.2.2焊件表面必须保持清洁
即使焊件是可焊性材料,若表面氧化、油污或被其他污染,必须把污膜清除干净,否则会影响焊接质量,储存时要特别注意,未使用的材料不要拿出包装袋(盒)露空在空气中,以免被氧化。
1.2.3配合适当的助焊剂
通常锡丝芯已含松香助焊剂及活化剂,不必另外加入。
助焊剂大多数具有腐蚀性,除焊接未经处理的可焊性差的金属结构件可加入规定的助焊剂外,一律不准对电子元器件、PCB以及在未经批准的情况下使用其他外加的助焊剂。
1.2.4焊件要加热到适当的温度。
不但焊锡要加热到熔化,而且应该同时将焊件加热到能熔化焊锡的温度,才能有效结合。
1.3可焊性处理
1.3.1元器件镀锡
通常元器件已具有良好的可焊性,不必再进行处理,如被氧化或被其他污染后,可先清除污膜,然后上锡。
1.3.2多股导线镀锡
多股导线通常是绞合在一起的,烙铁的焊接在短短的时间内不可能把焊锡全部浸润到每一根导线上,所以多股导线在焊接前必须进行上锡处理,以确保焊接质量。
上锡时,导线的各股尽可能绞紧,以免影响穿孔焊接和造成邻近锡点短路。
1.3.3上锡的规格:
周边均匀光滑,可见焊线轮廓;导线上锡在绝缘皮前预留0.5-1.0mm的间隙。
2.手工烙铁焊接技术
2.1焊接操作的正确姿势
2.1.1电烙铁的3种标准握法
参考附图
(1):
2.1.1.1反握法:
适用于长时间、大功率的焊接。
2.1.1.2正握法:
适用于中功率及较大金属结构件的焊接。
2.1.1.3握笔法:
适用于小功率及电子元件在PCB上的焊接。
图
(1)
2.1.2电烙铁到人体鼻子的最小距离:
20cm,适当配置排气装置。
2.1.3电烙铁及锡丝应放在规定的支架上,长时间使用焊锡应配带手套,防止锡中的铅对人体的影响。
参考附图
(2)。
图
(2)
2.2焊接操作的基本步骤
以下6个步骤节奏紧凑,直径为2--2.5mm的焊盘整个过程为2-4秒,参考附图(3)。
2.2.1准备施焊:
左手拿锡丝,右手握烙铁,用烙铁海绵清除焊咀烙铁的氧化物,如图3(a)。
2.2.2加热焊件:
烙铁咀紧靠两焊件的连接处或同时紧靠两焊件,加热焊件整体。
对于在PCB上焊接元器件来说,要注意使烙铁咀同时接触PCB的焊盘和元器件的引脚,如图3(b)。
2.2.3送入锡丝:
焊件的焊接面被加热到一定温度时锡丝从烙铁对面送入接触焊件。
注意切勿把锡丝直接送在烙铁咀,如图3c。
。
2.2.4移开锡丝:
当锡丝熔化一定量后,立即向左上45/+-15度的方向移开锡丝,如图3d。
2.2.5来回运动烙铁:
在送入锡丝后(2.2.3),必须微微来回运动烙铁,使焊锡流动,锡丝中的助焊剂充分作用于焊件,达到最佳焊接效果,如图(3)c、d。
2.2.6移开烙铁:
焊锡浸润焊盘和焊件的施焊部位后,立即向右上45/+-15度的方向移开烙铁,结束焊接,如图(3)e。
图(3)
2.2.7焊接完毕,应把多余的焊锡抹在烙铁架的海绵上,不得随意甩在桌面或其他地方,并把烙铁插回烙铁架。
2.2.8元件切脚:
元件焊接完毕,应用锋利的专用元件脚剪钳剪掉过长的焊脚,留脚长离PCB的距离L约1.5-2mm。
剪脚时,不得在元件脚的轴向方向拉动引脚,同时剪两个紧靠的引脚时,剪钳开口必须顺着两元件引脚的连线方向,否则会拉裂焊盘,造成断路,如图(4)所示。
图(4)
2.3焊接温度与时间
2.3.1焊接温度与锡丝的材料有关,一般63度的含铅焊锡丝的熔化温度为183度,焊接温度应控制在210-260度之间;无铅焊锡丝的熔化温度为220度。
,焊接温度应控制在230-280度之间。
在实际生产中,焊接的最高温度不应超过350度。
要求较高的PCB焊接使用恒温电烙铁,无特殊要求的推荐使用30W电烙铁或20/80W双温电烙铁。
2.3.2元器件及接插件长时间加热超过其允许范围会被损坏,通常半导体元器件的推荐焊接时间为:
260度时不超过10秒,350度时不超过3-5秒;接插件允许加热的最高温度与其所用塑料有关,通常260度以下不超过5秒,350度时不超过2-3秒。
焊接温度较高应注意缩短焊接时间。
2.3.3应灵活掌握焊接温度和时间,一般焊锡完全熔化并浸润焊接面需用2秒。
焊接时间过短会造成虚焊---冷焊,温度过高或焊接时间过长会造成焊锡碳化,烧焦焊点和损坏PCB焊盘,影响焊接质量。
2.3.4如果在指定时间内还未完成焊接,应等焊件冷却后才能再进行补焊。
2.4锡丝直径的选用
正确选择锡丝直径,若选用不当会影响工作效率。
直径为2.0mm焊盘(或同等面积)或以下:
选用直径为0.8-1.0mm锡丝。
直径为2.0-2.5mm(或同等面积):
选用直径为1.0-1.2mm锡丝。
直径为2.5mm(或同等面积)以上:
选用直径为1.2-1.5mm或以上的锡丝。
2.5焊接技巧
2.5.1注意清洁焊咀的氧化物
氧化物的形成会妨碍烙铁咀与焊件之间的热传导,应保持烙铁咀处于上锡状态。
2.5.2适当借助焊咀锡桥
连续焊接时,依靠烙铁咀上的小量剩余焊锡作热传导,增大传热面积与效率,有助于缩短焊件的加热时间。
2.5.3拖焊技术
为提高TSOP、QFP等封装的IC的焊接速度,应采用拖焊技术,同时焊接多个元件脚。
PCB的放置应倾斜15-30度,加锡靠元件脚的上方,烙铁靠元件脚的下方拉出焊锡。
2.6元器件及其他电子材料,一次领出不应多于两天的用量,以免解包后焊脚被氧化。
领出后应分类放置在规定的元件盒(材料盒)内,不得放在桌面或其他地方。
3.焊接质量及检查
3.1焊接的要求
3.1.1可靠的电气连接
锡焊是依靠焊接过程形成牢固连接的合金层达到电气连接的目的,故焊接后应检查是否浸润焊接面,焊件与焊点是否形成平滑连接,否则随着条件的改变、时间的推移和接触层的氧化便会出现连接不良的现象。
3.1.2足够的机械强度
常用焊锡的机械强度为3-4.7kg/cm,若焊点有下列焊接缺陷会降到焊点的机械强度,必须反工,重新焊接:
3.1.2.1.锡量过小;
3.1.2.2焊接时振动引起焊点结晶粒大;
3.1.2.3焊接过热或时间过长,锡点呈豆腐渣状;
3.1.2.4焊点有裂纹;
3.1.2.5焊点虚焊。
3.1.3焊点符合外观要求
要求焊锡用量恰到好处,均匀明亮,符合典型外观要求,检查时,可用目测、指触、镊子拨动、拉线等,标准焊点有下列特征:
3.1.3.1形状为近似圆锥而表面微凹呈漫波状(见典型的正确焊点);虚焊点表面往往呈凸形(见典型的不正确焊点),可以鉴别出来;
3.1.3.2焊锡的连接面呈半弓凹面,焊锡与焊件交界处平滑,接触角小;
3.1.3.3表面有光泽,均匀明亮;
3.1.3.4无裂纹、针孔、夹渣等。
3.1.4焊接金属化孔的双面板时,应掌握好反面的锡点刚好露出焊盘为佳;若焊接独立走线的双面板时,应正反焊接,两面的锡量基本相等。
3.2典型的正确焊点,见附图(5)。
图(5)
3.3典型的不正确焊点,见附图(6)、附图(7),必须修正。
图(6)
图(7)
4.焊接不良的现象
参考附表
(2)焊点缺陷与分析。
5.导线的焊接
5.1焊接步骤与方法,参阅图(8)
5.1.1导线上锡:
标准参阅本工艺1.3项。
5.1.2施焊:
微微来回运动烙铁,使焊锡流动,焊接面充分浸润。
焊接时应适当掌握好焊点的大小,绝缘皮离焊口的距离L约1mm,直径小于AWG20的导线的参考搭焊距离A为5-8mm。
5.1.3套上套管:
套管应覆盖整个焊口,延伸距离B为5-10mm,不易松脱。
5.2连接方式
导线焊接的锡点标准参阅图(5)、(6)、(7)。
具体的连接方式参考产品的工艺要求。
5.2.1导线与端子钩焊:
用钳子把导线缠牢,然后焊接。
这种连接的机械强度较高,如图(8)a所示。
5.2.2导线与端子穿孔焊接:
导线穿过端子线耳进行焊接,多用于电子线路的信号连接,如图(8)b。
5.2.3导线间及导线与端子搭焊:
两焊件表面紧贴而进行焊接,适用于械强度要求不高的连接,如图(8)c,d。
图(8)
5.2.4导线与杯形焊件的连接特点
进行杯形焊件焊接,对不同的焊件要灵活掌握好焊件的焊接时间,若焊接时间不足容易造成“冷焊“,所以,焊接之前不但要对导线进行上锡,同时也要对杯形焊件进行上锡处理,然后才进行焊接。
见图(9)。
焊接的步骤为:
焊件处理---焊口上锡---焊接---套紧套管。
图(9)
5..3绝缘套管
绝缘套管是电介质材料,在直流电压的作用下,只允许极微小的电流通过。
其绝缘电阻系数大于1000Mohm/sq,电阻系数变低则不能使用。
5.3.1套管的类型
常用绝缘套管的材料有:
棉纱、有机薄膜、玻璃纤维、硅塑料等,在电子装配中,使用最广的套管为:
黄腊稠管、聚氯乙烯塑料管和热缩塑料管。
5.3.2套管的使用
注意焊接后,应待焊口冷却方能套上套管,以免管口变形而不能套上,具体如下:
5.3.2.1黄腊稠管和聚氯乙烯塑料管:
直径选用恰到好处,周长比焊口直径(或周长)稍小一些,以便套紧,若无法套紧的应在焊点上滴上适当的粘胶把套管固定。
5.3.2.2热缩塑料管:
常用热缩管的热收缩性径向为50%;轴向为15%;收缩温度90度,选用热缩管的直径比焊口直径(或周长)大10%为宜。
剪裁套管时应考虑轴向的热缩长度。
6.有机注塑接插件的焊接
有机注塑接插件的熔点较低,必须特别注意焊接时间和温度,焊接过程切勿施加过大外力,以免注塑件变形。
常用的有机注塑接插件有:
输入输出插头、插座、各类开关、继电器等,具体焊接时间与温度参照2.3及其元件的工艺说明。
7.金属表面的焊接
由于金属块表面(如马达外壳、屏蔽罩、接地外壳等)散热快,焊接时应参考以下措施,先对金属面进行上锡:
7.1增大烙铁咀与金属表面的接触面积
7.2对烙铁咀与金属面的接触处稍加压力
7.3适当借助焊咀锡桥提高热传导的效率
7.4加锡过程注意运动烙铁,让助焊剂充分作用,达到最佳浸润效果。
7.5如金属表面有氧化层妨碍焊接时,可用刀片刮去氧化层或在锡丝加入焊锡膏帮助焊接。
使用焊锡膏须按第8项“焊锡膏及其他助焊剂的使用规定”办理使用手续。
8.焊锡膏及其他助焊剂的使用规定
8.1助焊剂大多数具有腐蚀性,不得随意使用,必须办理领用手续。
除焊接未经处理的可焊性差的金属结构件可加入规定的助焊剂外,一律不准对电子元器件、PCB焊盘使用外加助焊剂。
8.2实行专人领用,专人保管的原则。
焊锡膏及其他助焊剂使用后必须放回存储柜,不得随意放于工作台或其他地方,以免滥用,使用完毕必须退回仓库。
8.3使用焊锡膏(助焊剂)焊接后,必须清洁剩余在焊点表面的焊锡膏(助焊剂),以免残留的焊锡膏(助焊剂)腐蚀零件或其他材料。
9.拆焊与补焊
9.1拆卸的步骤与注意事项
9.1.1对将要拆卸元件的焊脚加入小量焊锡,以提高烙铁与焊点的热传导的效率。
9.1.2采用锡桥同时加热被拆卸元件的所有焊脚,加热时间切勿过长,以免损坏PCB与元器件。
9.1.3元件完全松动后才能拨出,切勿用力推动元件及接触焊盘,否则容易造成PCB铜皮及焊盘脱落。
9.1.4重新装进元件前必须先弄通焊盘孔方能插件焊接,不得在封闭的焊盘边插件边焊接。
9.2拆件的方法
9.2.1剪线法:
先剪去元件体,再把元件脚焊出,多用于元件脚经过弯曲处理、元件整体不易拨出及元件已烧坏不能再用的情况。
如图(10)a。
9.2.2锡桥法:
把将要拆卸元件的焊脚加入过量的焊锡,使元件脚之间形成锡桥而同时加热焊接所有元件脚,多用于元件引脚较小的情况。
如图(10)b。
9.2.3吸锡器:
先把整个元件焊盘的焊锡全部吸掉,再拔出元件,多用于引脚较多的元件及接插件的拆卸。
如图(10)c。
9.2.4专用焊咀:
专门处理引脚较密的IC,如TSOP、QFP元件等。
如图(10)d。
图(10)
9.3PCB铜皮走线的接驳
需要重新连接断开的PCB铜皮走线时,必须先刮清铜皮走线上接口的阻焊层(绿油),边长L不小于2mm,然后对两接口上锡,再加锡接驳焊口,如图(11)。
若焊口过宽,可利用导线加以连接,并固定好导线。
面贴片元件的手工焊接技巧
现在越来越多的电路板采用表面贴装元件,同传统的封装相比,它可以减少电路板的面积,易于大批量加工,布线密度高。
贴片电阻和电容的引线电感大大减少,在高频电路中具有很大的优越性。
表面贴装元件的不方便之处是不便于手工焊接。
为此,本文以常见的PQFP封装芯片为例,介绍表面贴装元件的基本焊接方法。
一、所需的工具和材料
焊接工具需要有25W的铜头小烙铁,有条件的可使用温度可调和带ESD保护的焊台,注意烙铁尖要细,顶部的宽度不能大于1mm。
一把尖头镊子可以用来移动和固定芯片以及检查电路。
还要准备细焊丝和助焊剂、异丙基酒精等。
使用助焊剂的目的主要是增加焊锡的流动性,这样焊锡可以用烙铁牵引,并依靠表面张力的作用光滑地包裹在引脚和焊盘上。
在焊接后用酒精清除板上的焊剂。
二、焊接方法1.
在焊接之前先在焊盘上涂上助焊剂,用烙铁处理一遍,以免焊盘镀锡不良或被氧化,造成不好焊,芯片则一般不需处理。
2.
面贴片元件的手工焊接技巧
现在越来越多的电路板采用表面贴装元件,同传统的封装相比,它可以减少电路板的面积,易于大批量加工,布线密度高。
贴片电阻和电容的引线电感大大减少,在高频电路中具有很大的优越性。
表面贴装元件的不方便之处是不便于手工焊接。
为此,本文以常见的PQFP封装芯片为例,介绍表面贴装元件的基本焊接方法。
一、所需的工具和材料
焊接工具需要有25W的铜头小烙铁,有条件的可使用温度可调和带ESD保护的焊台,注意烙铁尖要细,顶部的宽度不能大于1mm。
一把尖头镊子可以用来移动和固定芯片以及检查电路。
还要准备细焊丝和助焊剂、异丙基酒精等。
使用助焊剂的目的主要是增加焊锡的流动性,这样焊锡可以用烙铁牵引,并依靠表面张力的作用光滑地包裹在引脚和焊盘上。
在焊接后用酒精清除板上的焊剂。
二、焊接方法1.
在焊接之前先在焊盘上涂上助焊剂,用烙铁处理一遍,以免焊盘镀锡不良或被氧化,造成不好焊,芯片则一般不需处理。
2.
面贴片元件的手工焊接技巧
现在越来越多的电路板采用表面贴装元件,同传统的封装相比,它可以减少电路板的面积,易于大批量加工,布线密度高。
贴片电阻和电容的引线电感大大减少,在高频电路中具有很大的优越性。
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面贴片元件的手工焊接技巧
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2.
面贴片元件的手工焊接技巧
现在越来越多的电路板采用表面贴装元件,
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