电子元件焊接技术

电子元件焊接技术内容摘要：

焊锡五步操作法 对于热容量小的焊件，例如，印制板与较细导线的连接，可简化为三步操作： ①准备 同上步骤（ 1）。 ②加热与送丝 烙铁头放在焊件上后即放入焊丝。 ③去丝移烙铁 焊锡在焊接面上扩散达到预期范围后，立即拿开焊丝并移开烙铁，注意去丝时间不得滞后于移开烙铁的时间。 对于小热容量焊件而言，上述整个过程不过 2s～ 4s 时间，各步时间的控制，时序的准确掌 握，动作的协调熟练，这些都是应该通过实践用心体会解决的问题。 有人总结出了五步骤操作法，用数数的办法控制时间，即烙铁接触焊点后数一、二（约 2s），送入焊丝后数三、四即移开烙铁。 焊丝熔化量要靠观察决定，这个办法可以参考。 但显然由于烙铁功率，焊点热容量的差别等因素，实际掌握焊接火候，决无定章可循，必须具体条件具体对待。 焊接注意事项 在焊接过程中除应严格按照以上步骤操作外，还应特别注意以下几个方面： ①烙铁的温度要适当 可将烙铁头放到松香上去检验，一般以松香熔化较快又不冒大烟的温度为适宜。 ②焊 接的时间要适当 从加热焊料到焊料熔化并流满焊接点，一般应在三秒钟之内完成。 若时间过长，助焊剂完全挥发，就失去了助焊的作用，会造成焊点表面粗糙，且易使焊点氧化。 但焊接时间也不宜过短，时间过短则达不到焊接所需的温度，焊料不能充分融化，易造成虚焊。 ③焊料与焊剂的使用要适量 若使用焊料过多，则多余的会流入管座的底部，降低管脚之间的绝缘性；若使用的焊剂过多，则易在管脚周围形成绝缘层，造成管脚与管座之间的接触不良。 反之，焊料和焊剂过少易造成虚焊。 ④焊接过程中不要触动焊接点 在焊接点上的焊料未完全冷却凝固时 ，不应移动被焊元件及导线，否则焊点易变形，也可能虚焊现象。 焊接过程中也要注意不要烫伤周围的元器件及导线。 二、 焊接前的准备 表 2 元器件引线成形尺寸 13 元器件引线加工成型 元器件在印刷板上的排列和安装方式有两种，一种是立式，另一种是卧式。 元器件引线弯成的形状是根据焊盘孔的距离及装配上的不同而加工成型。 引线的跨距应根据尺寸优选 的倍数。 加工时，注意不要将引线齐跟弯折，并用工具保护引线的根部，以免损坏元器件。 表 2列出了常用的几种引线成型尺寸的要求。 成型后的元器件，在焊接时，尽量保持其排列整齐，同类 元件要保持高度一致。 各元器件的符号标志向上（卧式）或向外（立式），以便于检查。 镀锡 元器件引线一般都镀有一层薄的钎料，但时间一长，引线表面产生一层氧化膜，影响焊接。 所以，除少数有良好银、金镀层的引线外，大部分元器件在焊接前都要重新镀锡。 镀锡，实际上就是锡焊的核心 —— 液态焊锡对被焊金属表面浸润，形成一层既不同于被焊金属又不同于焊锡的结合层。 这一结合层将焊锡同待焊金属这两种性能、成分都不相同的材料牢固连接起来见图 15 所示。 而实际的焊接工作只不过是用焊锡浸润待焊零件的结合处，熔化焊锡并重新 14 凝结的过程。 不良的镀层，未形成结合层，只是焊件表面“粘”了一层焊锡，这种镀层，很容易脱落。 镀锡要点 ： 待镀面应清洁 有人以为反正锡焊时要用焊剂，不注意表面清洁。 实际上焊元器件、焊片、导线等都可能在加工、存储的过程中带有不同的污物，轻则用酒精或丙酮擦洗，严重的腐蚀性污点只有用机械办法去除，包括刀刮或砂纸打磨，直到露出光亮金属为止。 拆 焊 在电子产品的焊接和维修过程中，经常需要拆换已焊好的元器件，这即为拆焊，也叫解焊。 在实际操作中拆焊比焊接要困难的多，若拆焊不得法，很容易损坏元件或电路板上的焊盘及焊点。 （ 1）拆焊 的适用范围 误装误接的元器件和导线；在维修或检修过程中需更换的元器件；在调试结束后需拆除临时安装的元器件或导线等。 （ 2）拆焊的原则与要求 不能损坏需拆除的元器件及导线；拆焊时不可损坏焊点和印制板；在拆焊过程中不要乱拆和移动其它元器件，若确实需要移动其他元件，在拆焊结束后应做好复原工作。 （ 3）拆焊所用的工具 ①一般工具 拆焊可用一般电烙铁来进行，烙铁头不需要蘸锡，用烙铁使焊点的焊锡熔化时迅速用镊子拔下元件引脚，再对原焊点进行清理，使焊盘孔露出，以便安装元件用。 用一般电烙铁拆焊时可配合其它辅助工具来进 行，如：吸锡器、排焊管、划针等。 ②专用工具 拆焊的专用工具是带有一个吸锡器的吸锡电烙铁。 拆焊时先用它加热焊点，当焊点熔化时按下吸锡开关，焊锡就会被吸入烙铁内的吸管内。 此过程往往要进行几次，才能将焊点的焊锡吸干净。 专用工具适用于集成电路、中频变压器等多引脚元件的拆焊。 ③ 在业余条件下，也可使用多股细铜线（如用做电源线的软导线），将其沾上松香水，然后用烙铁将其压在焊点上使其吸附焊锡，将吸足焊锡的导线夹掉，再重复以上工作也可将多引脚元件拆下。 （ 4）拆焊的操作要求 ①严格控制加热的时间和温度 因拆焊过程较 麻烦，需加热的时间较长，元件的温度比焊接时要高，所以要严格掌握好这一尺度，以免烫坏元器件或焊盘。 ②仔细掌握用力尺度 因元器件的引脚封装都不是非常坚固的，拆焊时一定要注意用力的大小，不可过分用力拉扯元器件，以免损坏焊盘或元器件。 15 一、对焊接的要求 电子产品的组装其主要任务是在印制电路板上对电子元器件进行锡焊。 焊点的个数从几十个到成千上万个，如果有一个焊点达不到要求，就要影响整机的质量，因此，在锡焊时，必须做到以下几点。 焊点的机械强度要足够 为保证被焊件在受到振动或冲击时不至脱落、松动，因此， 要求焊点要有足够的机械强度。 为使焊点有足够的机械强度，一般可采用把被焊元器件的引线端子打弯后再焊接的方法，但不能用过多的焊料堆积，这样容易造成虚焊、焊点与焊点的短路。 焊接可靠保证导电性能 为使焊点有良好的导电性能，必须防止虚焊。 虚焊是指焊料与被焊物表面没有形成合金结构，只是简单地依附在被焊金属的表面上，如图9所示。 图 9 焊现象 在锡焊时，如果只有一部分形成合金，而其余部分没有形成合金；这种焊点在短期内也能通过电流，用仪表测量也很难发现问题。 但随 着时间的推移，没有形成合金的表面就要被氧化，此时便会出现时通时断的现象，这势必造成产品的质量问题。 焊点表面要光滑、清洁 为使焊点美观、光滑、整齐，不但要有熟练的焊接技能，而且要选择合适的焊料和焊剂，否则将出现焊点表面粗糙、拉尖、棱角等现象。 16 表 3 元器件引线成型尺寸（ mm） 加热温度要足够 要使焊锡浸润良好，被焊金属表面温度应接近熔化 17 时的焊锡温度才能形成良好的结合层。 因此，应该根据焊件大小供给它足够的热量。 但由于考虑到元器件承受温度不能太高，因此，必须掌握恰到好处 的加热时间。 图 10 元器件成型图例 图 11 镀锡机理 要使用有效的焊剂 松香是广泛应用的焊剂，但松香经反复加热后就会失效，发黑的松香实际已不起什么作用，应及时更换。 ②小批量生产的镀锡 图 12 锡锅镀锡操作示意图 在小批量生产中，镀锡可用如图 12 所示的锡锅，也有用感应加热的办法做成专用锡锅的。 使用中要注意锡的温度不能太低，这从液态金属的流动性可判定。 但也不能太高，否则锡表面氧化较快。 电炉电源可用调压器供电，以调节锡锅的最佳温度。 使用过程中，要不断用铁片刮去锡表面的氧化层和杂质。 操作过程如图 12所示，如果表面污物太多，要预先用机械办法除去。 如果镀后立即使用，最后一步蘸松香水可免去。 良好的镀层均匀发亮，没有颗粒及凹凸。 在大规模生产中，从元器件清洗到镀锡，这些工序都由自动生产线完成。 中等规模的生 产亦可使用搪锡机给元器件镀锡，还有一种用化学制剂去除氧化膜的办法，也是很有发展前途的措施。 值得庆幸的是，我国目前元器件可焊性研究不断取得新的成果。 最新研究成功的锡铈镀层能够在存储 15 个月后仍具有良好的可焊性。 对此类元器件在规定期限完全可免去镀锡的工作。 ③多股导线镀锡 剥导线头的绝缘皮不要伤线 剥导线头的绝缘皮最好用剥皮钳，根据导线直径选择合适的槽口，防止导线在钳口处损伤或有少数导线断掉，要保持多股导线内所有铜线完好无损。 用其他工具（剪刀、斜嘴钳、自制工具等）剥绝缘皮时，更应注意 上述问题。 18 多股导线一定要很好地绞合在一起 剥好的导线一定要将其绞合在一起，否则在镀锡时就会散乱，容易造成电气故障。 为了保持导线清洁，及焊锡容易浸润， 绞合时，最好是手不要直接触及导线。 可捏紧已 剥断而没有剥落的绝缘皮进行绞合，绞合时旋转 角一般约在 30176。 ～ 40176。 ，旋转方向应与原线芯旋 转方向一致，如图 13 所示。 绞合完成后，再将绝缘皮剥掉。 图 13 多股导线镀锡 涂焊剂镀锡要留有余地 通常镀锡前要将导线蘸松香水，有时也将导线放在有松香的木板上用烙铁给 导线上一层焊剂，同时也镀上焊锡，要注意，不要让锡浸入到绝缘皮中，最好在绝缘。