您好,欢迎来到武汉中勒电器有限公司官网!

登录 | 注册 退出 17786570293 3620126781@qq.com

新闻中心   |   NEWS
手工焊接技术

来源:佩琦  |  发布时间: 2019-07-29  |   次浏览


                 

本文既适用于电子装联中小批量、 多品种印制板的组装连接; 也适用于整机,机柜的组装连接及导线、电缆的连接操作、检验和验收。                

一、概述                

焊接通常分为熔焊、钎焊、及接触焊三大类,在电子装联中主要使用的是钎焊。                

钎焊按照使用焊料熔点的不同分为硬焊(焊料熔点温度高于 450℃)和软焊(焊料熔点低于 450℃)浸润:加热后呈熔融装态的焊料(锡铅合金)沿着工作金属的凹凸表面,靠毛细管的作用扩展。 如果焊料和工件表面足够清洁, 焊料原子与工作金属原子就可以接近到能够相互结合的距离, 即接近到原子引力互相起作用的距离, 上述过程为焊料的浸润。

手工焊接技术 (图1)                

手工焊接技术 (图2)                

当θ=0°时,完全润湿;θ﹤90°时为润湿;θ﹥90°为不润湿.润湿良好时,接触角明显小于 30°。                

二、焊接的工艺要素                

手工焊接的主要工具是电烙铁, 要通过焊接人员熟练掌握锡焊技术, 合理选用烙铁、焊料、焊剂以及焊接的温度和时间等要素,才能保证焊接的质量。                

1、工作金属材料应具有良好的可焊性。                

常用元器件引线(需成型) 、导线及接点等基本都采用铜材料制成。金、银的可焊性较好,但价格贵。铁、镍的可焊性较差,一般在其表面先镀上一层锡,铜、金或银金属,以提高其可焊性。                

2、工件金属表面应洁净。                

工件金属表面若存在氧化物或污垢,会严重影响与焊料在界面上形成合金层,造成虚焊、假焊。                

3、正确选用助焊剂及焊料                

电子装联中常用的是树脂类助焊剂。松香基焊剂、水深焊剂(一般用于波峰焊),助焊剂是一种略带酸性的易熔物质。 Sn60 或 Sn63,或采用 GB3131-82RHISnPb39锡铅焊料,形状任选(直径有 0.5、0.8、0.9、1.0、1.2、1.5、2.0,2.5mm等);                

4、控制焊接温度和时间.温度过低,会造成虚焊。温度过高,会损坏元器件和印制电路板。合适的温度是保证焊点质量的重要因素。 在手工焊接时, 控制温度的关键是选用具有适当功率的电烙铁和掌握焊接时间。 电烙铁功率较大时应适当缩短焊接时间, 电烙铁功率较小时可适当延长焊接时间。 根据焊接面积的大小, 经过反复多次实践才能把握好焊接工艺的两个要素。焊接时间短,会使温度太低,焊接时间过长,会使温度太高。一般情况下,焊接时间不超过 3 秒。                

三、锡焊材料                

1、焊料                

① 焊料的熔点低于母材工业,在熔化时能在母材表面形成合金,并与母材连为一体。除特殊要求外,手工焊接一般应采用符合 GB3131的 HLSn60Pb或 HLSn63Pb线关焊料,焊料直径按连接点的大小选择。 (该焊剂的优点:熔点低,使焊接时 加热温度低,可防止元器件和 PCB损坏;熔点和凝固点一致, 可使焊点快速凝固,不会因半融状态时间间隔长而造成焊点结晶疏松, 强度降低,这一点尤其对自动焊接更有重要意义; 流动性好,表面张力小, 表面张力小,有利于提高焊点质量;强度高,导电性好。)                

② 铅锡合金的熔点一般为:183℃。 (受锡铅组份的多少及其它少量元素超过一定量的影响,其熔点会有所改变) 。                

③ 无铅焊料,由于铅及其化合物是污染环境的有毒物质,使用无铅焊料是一种必然的发展趋势。与上述常用的有铅比,无铅焊料的熔点增高( Sn-0.7Cu 约221℃、Sn-3.5Ag 约 227℃左右),密度与润湿性降低,成本提高,机械性能等也有所变化。 国内对无铅焊料及其及组装的工艺技术, 沿用至今不是完全成熟,但这是今后的的方向。                

2、助焊剂                

①选用要求:有良好的热稳定性和润湿性;助焊后的残渣少,并应无腐蚀,易清除;不产生有害气体和刺激性气味。                 ②助焊剂作用有三:                

(a) 去除金属表面的氧化物、硫化物、油等污垢,使焊料与被焊金属之间接近原子间的距离;                 

(b) 使金属表面和空气之间遮挡起来,起到防止再氧化作用;                

(c) 使焊锡的表面张力降低,提高流动性,使焊料在润湿状态下进行锡焊。                

③松香助焊剂的分类

手工焊接技术 (图3)       


四、焊接工具                

1、电烙铁是手工焊接的基本工具。常用的分外热式、内热式、恒温式,吸锡式等几种。下面简单几种常用的电烙铁。                

) 外热式电烙铁:结构简单,价格较低,使用寿命长,但其体积大,升温较慢,热效率低。 

手工焊接技术 (图4)               

               

) 内热式电烙铁:具体体积小、重量轻、升温快和热效率高等优点,因而在电子装配工艺中得到广泛的应用。20W 内热式电烙铁的实用功率相当于 25~40W的外热式电烙铁,烙铁点部温度可达 350℃左右。                

手工焊接技术 (图6)                

) 恒温电烙铁:无论是外热还是内热式电烙铁的温度一般都超过 300℃,这对焊接晶体管、集成电路等是不利的。在质量要求较高的场合,通常需要恒温电烙铁。分电控和磁控两种。                


手工焊接技术 (图8)

               


) 感应(电阻)式烙铁、储能式烙铁。                

) 烙铁头的选择和尺寸的选择:烙铁头太小则热容量小,焊接时会使温度下降大,恢复温度时间长。扁平的、钝的烙铁头要比细的、尖的烙铁头传递更多的热量,以能够方便焊接的同时,要心可能地选择大的烙铁头,这样即可以以更低的温度得到更多的热量,同时也可以延长烙铁头的使用寿命.本文列出一些常用的烙铁头的形状,根据使用场合进行合理选择。                                                                   手工焊接技术 (图10)   

               

2、电烙铁的使用与保养                

(1)电烙铁的电源线最好选用纤维纺织花线或橡皮软线, 这两种线不易被烫坏。                

(2)使用前,测量插头与外壳是否漏电或短路,正常时阻值应为无穷大。                

(3)新烙铁刃口表面镀有一层铬, 不易沾锡。 使用前先用锉刀或砂纸将镀铬层去掉,通电加热后涂上少许焊剂,待烙铁头上的焊剂冒烟时,即上焊锡,使烙铁头的刃口镀上一层锡, 这时电烙铁就可以使用了。新型的则不需要, 因为出厂加工成适用于印制电路板焊接要求的形状。                

(4)在使用间歇中, 电烙铁应搁在金属的烙铁架上,这样即安全, 又可适当散热,避免烙铁头“烧死” 。对已“烧死”的烙铁头,应按新烙铁的要求重新上锡。                

(5)烙铁头使用较长时间后会出现凹槽或豁口, 应及时用锉刀修整, 否则会影响焊点质量。对多次修整的烙铁头,应及时更换,否则会使烙铁头温度过高。                

(6)在使用过程中, 电烙铁应避免敲打碰跌,因为在高温时的振动, 最烙铁芯损坏。                

五、手工焊接工艺                

1、操作姿势及训练一般烙铁离开鼻子的距离应至少不小于 30cm,通常以 40cm为宜。

手工焊接技术 (图12)                                   

(a) 反握法:动作稳定,长时操作不易疲劳,适于大功率烙铁的操作。                

(b) 正握法:适于中等功率烙铁或带弯头电烙铁的操作。                

(c) 握笔法:一般在操作台上焊 PCB等焊件时多采用此法。                

               

手工焊接技术 (图15)

(a) 连续锡焊时焊锡丝的拿法;                

(b) 断续锡焊时焊锡丝的拿法。                

五步法训练:                

(1) 准备; (2) 加热; (3) 加焊锡; (4) 去焊锡;其中:                

(2) 加热要靠焊锡桥,非流水线作业中,一次焊接的焊点形状是多种多样的,实际上也不可能不断烙铁头, 这样就需要借助形成热量传递的焊锡桥 (见图 1)。                

(3) 加焊锡要适量,过多过少都会造成焊点缺陷(见图 2)。                

(5) 去烙铁烙铁的撤离也是有讲究的,这需要在实际操作中体会 , (见图 3)。                

2、焊接方式                

焊接的方式有搭焊、插焊、绕焊(钩焊)三种形式。其中搭焊主要要用于高频电路、扁平封装电路及待调试元器件。插焊主要适用于电阻器、电容器、电感器、晶体管、双列直插集成电路、电连接器等,使用最广泛。而绕焊、钩焊主要适用于波段开关、接线柱及有关的电连接器等。                

① 绕焊:是将被焊元器件的引线或导线绕在焊接点的金属件上(绕 1~2圈),用尖嘴钳夹紧,以增加绕焊点强度,缩小焊点(导线绝缘层应离焊点 1~3mm ,以免烫伤),然后进行焊接。 这种焊接方式强度高, 一般用于眼孔式焊接点、                   焊片及柱形焊接点。常见焊接点绕焊示例见下图。                

② 钩焊:将被焊接元器件的引线或导线钩接在焊接点的眼孔中,夹紧,形成钩形,使导线或引线不易脱落。钩焊的机械强度不如绕焊,但操作方便适用于不便绕焊,而且要有一定的强度或便于拆焊的地方, 如一些小型继电器的焊接点,焊片等。                

③ 搭焊:适用于要求便于调整或改焊的临时焊接点上;或要求不高的产品上。                

根据图纸相关要求及工艺做好生产前准备 , 包括选择合适的焊剂、 助焊剂、电烙铁(含合适功率及烙铁头) 。                   清洁处理:待焊的导线、元器件引线、接线端子及印制电路板均应进行清洁处理,并保证其可焊性。                

电烙铁准备:                

①烙铁头应完全插入加热器内,加热部分与手柄应牢固可靠.将烙铁头加热至可以熔化焊热的温度, 在头部浸一层薄而均匀的焊料, 并用清洁潮湿的海绵或湿布擦试烙铁头表面。 在焊接过程中, 还需随时蹭去烙铁头上的杂质。                

②电烙铁最好采用自动调节功率电烙铁, PCB 板的组装件的焊接一般采用30~50W电烙铁;微型元器件及片状元器件建议采用 10~20W电烙铁;大型接线端子和接地线的焊接建议采用 50~75W电烙铁或更高。                

加焊剂:                

①所有焊接部位均应使用焊剂。使用液态焊剂时,应薄而均匀地涂于连接部位;使用带焊剂芯的线状焊料时, 除重焊或返工外, 不再使用液态焊剂。                

②适量的焊剂是必不可缺的,但不要认为越多越好。过量不但增加清洗工作量,而且延长加热时间, 降低工作效率。 若当加热不足时又容易夹到焊锡中形成“夹渣”缺陷;对于开关的焊接,过量焊剂易流到触点处,从而造成接触不良。                

加热:                

①将电烙铁置于连接部位,热能通过焊剂迅速传递并达到焊接温度.应避过长的加热时间, 过高的压力和温度。                

②对电子元器件的焊接,建议烙铁头部温度为 250℃~280℃,但任何情况下不得超过 320℃。加焊料:焊料应加在烙铁头和连接部位的结合部, 并保持作为热传导的焊料桥的存在,焊料应适量,并要覆盖住整个连接部位,形成凹形焊锡轮廓线。根据连接部位的结构特征,焊接操作时间一般不超过 3s。热敏元件焊接时应采取必要的散热措施且时间尽可能不超过 2s。                


八、拆焊技术                

所谓拆焊或叫解焊:就是在电子产品的生产过程中, 不可避免地要因为装错,损坏或因调试、 维修的需要而拆换元器件的过程。 在实实际际操作中拆焊比焊接难度高,如拆焊不正确, 很容易将元器件损坏或损坏印制电路板焊盘,这也是焊接工艺中的一个重要的工艺手段。                

1、修复总数及返工准则                

① 对任何一块印制电路板组装件,修复(包括焊接和粘结)的总数不应超过六处。一个元器件或一个连接器的一次修复 (一根或多根引线的操作) 为一处。                

② 对任意 25cm2 面积,涉及焊接操作的修复不超过三处。                

③ 对任意 25cm                

2 面积,涉及粘结的修复应不超过二处。                

④ 任何一个焊点允许最多有二次返工。 (根据要求)                

⑤ 拆除元器件,只应在安装密度足以保证其它相邻元器件完整性的情况下,方可进行。(根据要求)                

⑦ 拆除的元器件一般不应再使用,应换上相同的元器件(根据要求)                

2、拆焊原则                

拆焊的步骤一般是与焊接的步骤相反的,拆焊前一定要弄清楚焊接点的特点,不可盲目动手。                

① 不损坏拆除的元器件、导线、原焊接部位的结构件。                

② 拆焊时不可损坏印制电路板上的焊盘与印制导线。                

③ 对已判断为损坏的元器件,可先行将引线剪断,再行拆除,这样可减少其他损伤的可能性。                

④ 在拆焊过程中,应尽量避免拆动其他元器件或变动其它元器件的位置,如确实需要,要做好复原工作。 (根据要求)                

3、拆焊工具                

常用的拆焊工具:恒温烙铁、热脱器、吸锡枪、吸锡绳、真空吸尘器、斜口钳、长嘴钳、热风枪、还端头的热割装置、 刀片、毛笔、刷子、相应的的溶剂等。                

① 镊子以端头较尖,硬度较高的不锈钢为佳,用以夹持元器件或借助电烙铁恢复焊孔。                

② 吸锡绳用以吸取焊接点上的焊锡。专用的价格昂贵,可用镀锡的编织套浸以助焊剂代用,效果显著。                

③ 吸焊枪,用于吸去熔化的焊锡,使焊盘与元器件引线或导线分离,达到解除焊接的目的。                

4、拆焊的操作要点                

① 严格控制加热的温度和时间。因拆焊的加热时间和温度较焊接时要长,要高,所以更要严格控制温度和加热时间,以免将元器件烫坏或使焊盘翘起、断裂。宜采用间隔加热法来进行拆焊。                

② 拆焊时不要用力过猛。在高温状态下,元器件封装的强度都会下降,尤其是塑封器件、陶瓷器件等,过分的用力拉、摇、扭都会损坏元器件和焊盘。                

吸去拆焊点上的焊料。拆焊前,用吸锡工具吸去焊料,有时可以直接将元器件拔下。即使还有少量锡连接,也可以减少拆焊的时间,减少元器件及印制电路板损坏的可能性。 如果在没有吸锡工具的情况下, 则可以将印制电路板或能移动的部件倒过来, 用电烙铁加热拆焊点,利用重力原理,让焊锡自动流向烙铁头,也能达到部分增锡的目的。                

5、印制电路板上元器件的拆焊方法                

从 PCB板组装件拆除之前, 任何敷形涂层必须清除, 应暴露出要修复处理焊盘上的焊料, 并不得污染需复焊的焊点。                

限制条件:                

a. 不得用电烙铁清除涂层。高温将会造成涂层炭化,也有可能使 PCB层压基材分层,起白斑等。                

b. 用来切割修复焊盘周围的工具不应太锋利,以避免损坏印制电路板组装件。                

c. 使用热割端头时必须小心,避免熔化邻近的焊点。                

d. 溶剂很多时候可能使涂层介质膨胀,也可能邻近修复、改装的电子元器件的涂层破坏。为此,溶剂使用时间最长应限于 15min 之内。                




上一篇: 浅谈厚板焊接工艺
上一篇: 中碳钢的焊接工艺要点分析