手工焊接的基本知識(shí)

手工焊接的基本知識(shí)隨著電子元器件的封裝更新?lián)Q代加快，由原來的直插式改為了平貼式，連接排線也由FPC軟板進(jìn)行替代，元器件電阻電容經(jīng)過了1206，0805，0603，0402后已向0201平貼式，BGA封裝后已使用了藍(lán)牙技術(shù)，這無一例外的說明了電子發(fā)展已朝向小型化、微型化發(fā)展，手工焊接難度也隨之增加，在焊接當(dāng)中稍有不慎就會(huì)損傷元器件，或引起焊接不良，所以我們的一線手工焊接人員必須對(duì)焊接原理，焊接過程，焊接方法，焊接質(zhì)量的評(píng)定，及電子基礎(chǔ)有一定的了解。一、焊接原理：錫焊是一門科學(xué)，其原理是通過加熱的烙鐵將固態(tài)焊錫絲加熱熔化，再借助于助焊劑的作用，使其流入被焊金屬之間，待冷卻后形成牢固可靠的焊接點(diǎn)。當(dāng)焊料為錫鉛合金，焊接面為銅時(shí)，焊料先對(duì)焊接表面產(chǎn)生潤(rùn)濕，伴隨著潤(rùn)濕現(xiàn)象的發(fā)生，焊料逐漸向金屬銅擴(kuò)散，在焊料與金屬銅的接觸面形成附著層，使兩則牢固的結(jié)合起來，所以焊錫是通過潤(rùn)濕、擴(kuò)散和冶金結(jié)合這三個(gè)物理、化學(xué)過程來完成的。1.潤(rùn)濕：潤(rùn)濕過程是指已經(jīng)熔化了的焊料借助毛細(xì)管力沿著母材金屬表面細(xì)微的凹凸和結(jié)晶的間隙向四周漫流，從而在被焊母材表面形成附著層，使焊料與母材金屬的原子相互接近，達(dá)到原子引力起作用的距離。引起潤(rùn)濕的環(huán)境條件：被焊母材的表面必須是清潔的，不能有氧化物或污染物。（潤(rùn)濕可以形象的比喻為：把水滴到荷花葉上形成水珠，就是水不能潤(rùn)濕荷花。把水滴到棉花上，水就滲透到棉花里面去了，就是水能潤(rùn)濕棉花。）擴(kuò)散：伴隨著潤(rùn)濕的進(jìn)行，焊料與母材金屬原子間的相互擴(kuò)散現(xiàn)象開始發(fā)生。通常原子在晶格點(diǎn)陣中處于熱振動(dòng)狀態(tài)，一旦溫度升高。原子活動(dòng)加劇，使熔化的焊料與母材中的原子相互越過接觸面進(jìn)入對(duì)方的晶格點(diǎn)陣，原子的移動(dòng)速度與數(shù)量決定于加熱的溫度與時(shí)間。冶金結(jié)合：由于焊料與母材相互擴(kuò)散，在兩種金屬之間形成了一個(gè)中間層一一金屬化合物，要獲得良好的焊點(diǎn)，被焊母材與焊料之間必須形成金屬化合物，從而使母材達(dá)到牢固的冶金結(jié)合狀態(tài)。二、助焊劑的作用助焊劑(FLUX)逼侗字來自拉丁文是“流動(dòng)”(FlowinSoldering)。助焊劑主要功能為：1.化學(xué)活性(ChemicalActivity)要達(dá)到一個(gè)好的焊點(diǎn)，被焊物必須要有一個(gè)完全無氧化層的表面，但金屬一旦曝露于空氣中會(huì)生成氧化層，這種氧化層無法用傳統(tǒng)溶劑清洗，此時(shí)必須依賴助焊劑與氧化層起化學(xué)作用，當(dāng)助焊劑清除氧化層之后，干凈的被焊物表面，才可與焊錫結(jié)合。助焊劑與氧化物的化學(xué)反應(yīng)有幾種：1、 相互化學(xué)作用形成第三種物質(zhì)；2、 氧化物直接被助焊劑剝離；3、 上述兩種反應(yīng)并存。松香助焊劑去除氧化層，即是第一種反應(yīng)，松香主要成份為松香酸(AbieticAcid)和異構(gòu)雙萜酸(Isomericditerpeneacids)，當(dāng)助焊劑加熱后與氧化銅反應(yīng)，形成銅松香(Copperabiet)，是呈綠色透明狀物質(zhì)，易溶入未反應(yīng)的松香內(nèi)與松香一起被清除，即使有殘留，也不會(huì)腐蝕金屬表面。氧化物曝露在氫氣中的反應(yīng)，即是典型的第二種反應(yīng)，在高溫下氫與氧發(fā)生反應(yīng)成水，減少氧化物，這種方式常用在半導(dǎo)體零件的焊接上。幾乎所有的有機(jī)酸或無機(jī)酸都有能力去除氧化物，但大部分都不能用來焊錫作業(yè)，助焊劑除了用于去除氧化物，還有其他功能，這些功能是焊錫作業(yè)時(shí)，必不可免考慮的。熱穩(wěn)定性(ThermalStability)當(dāng)助焊劑在去除氧化物的同時(shí)，必須還要形成一個(gè)保護(hù)膜，防止被焊物表面再度氧化，直到接觸焊錫為止。所以助焊劑必須能承受高溫，在焊錫作業(yè)的溫度下不會(huì)分解或蒸發(fā)，如果分解則會(huì)形成溶劑不溶物，難以用溶劑清洗，W/W級(jí)的純松香在280°C左右會(huì)分解，此應(yīng)特別注意。助焊劑在不同溫度下的活性好的助焊劑不只是要求熱穩(wěn)定性，在不同溫度下的活性亦應(yīng)考慮。助焊劑的功能即是去除氧化物，通常在某一溫度下效果較佳，例如RA的助焊劑，除非溫度達(dá)到某一程度，氯離子不會(huì)解析出來清理氧化物，當(dāng)然此溫度必須在焊錫作業(yè)的溫度范圍內(nèi)。當(dāng)溫度過高時(shí)，亦可能降低其活性，如松香在超過600°F(315C)時(shí)，幾乎無任何反應(yīng)，也可以利用此一特性，將助焊劑活性純化以防止腐蝕現(xiàn)象，但在應(yīng)用上要特別注意受熱時(shí)間與溫度，以確保活性純化。三、焊錫絲的組成與結(jié)構(gòu)我們使用的有鉛SnPb（Sn63%Pb37%）的焊錫絲和無鉛SAC（96.5%Sn3.0%Ag0.5%Cu）的焊錫絲里面是空心的，這個(gè)設(shè)計(jì)是為了存儲(chǔ)助焊劑（松香）使在加焊錫的同時(shí)能均勻的加上助焊劑。當(dāng)然就有鉛錫絲來說，根據(jù)SnPb的成分比率不同有多種類型，其主要用途也不同：如下表：錫線合金成分熔點(diǎn)特點(diǎn)用途Sn63/Ph37183好焊光亮性能最佳電腦、精密儀器、儀表、電視機(jī)、微電子Sn60/Ph40183-190Sn55/Ph45183-203品質(zhì)穩(wěn)定性價(jià)比高電子屏、計(jì)算器等普通電子、家用電器Sn50/Ph50183-216Sn45/Ph55183-227+斧六/rT玩具、燈具、工藝品、鋁焊等一般線路Sn40/Ph60183-238成本較低一般焊接Sn35/Ph65183-245焊錫絲的作用：達(dá)到元件在電路上的導(dǎo)電要求和元件在PCB板上的固定要求。四、 電烙鐵的基本結(jié)構(gòu)烙鐵：（1）手柄、（2）發(fā)熱絲、（3）烙鐵頭、（4）電源線、（5）恒溫控制器、（6）烙鐵頭清洗架電烙鐵的作用：用來焊接電子原件、五金線材及其它一些金屬物體的工具。五、 手工焊接過程1、操作前檢查（1）每天上班前3-5分鐘把電烙鐵插頭插入規(guī)定的插座上，檢查烙鐵是否發(fā)熱，如發(fā)覺不熱，先檢查插座是否插好，如插好，若還不發(fā)熱，應(yīng)立即向管理員匯報(bào)，不能自隨意拆開烙鐵，更不能用手直接接觸烙鐵頭。（2） 已經(jīng)氧化凹凸不平的或帶鉤的烙鐵頭應(yīng)更新的：1、可以保證良好的熱傳導(dǎo)效果；2、保證被焊接物的品質(zhì)。如果換上新的烙鐵嘴，受熱后應(yīng)將保養(yǎng)漆擦掉，立即加上錫保養(yǎng)。烙鐵的清洗要在焊錫作業(yè)前實(shí)施，如果5分鐘以上不使用烙鐵，需關(guān)閉電源。海綿要清洗干凈不干凈的海綿中含有金屬顆粒，或含硫的海綿都會(huì)損壞烙鐵頭。（3） 檢查吸錫海綿是否有水和清潔，若沒水，請(qǐng)加入適量的水（適量是指把海綿按到常態(tài)的一半厚時(shí)有水滲出，具體操作為：濕度要求海綿全部濕潤(rùn)后，握在手掌心，五指自然合攏即可），海綿要清洗干凈，不干凈的海綿中含有金屬顆粒，或含硫的海綿都會(huì)損壞烙鐵頭。（4） 人體與烙鐵是否可靠接地，人體是否佩帶靜電環(huán)。2、 焊接步驟烙鐵焊接的具體操作步驟可分為五步，稱為五步工程法，要獲得良好的焊接質(zhì)量必須嚴(yán)格的按步驟操作。按步驟進(jìn)行焊接是獲得良好焊點(diǎn)的關(guān)鍵之一。在實(shí)際生產(chǎn)中，最容易出現(xiàn)的一種違反操作步驟的做法就是烙鐵頭不是先與被焊件接觸，而是先與焊錫絲接觸，熔化的焊錫滴落在尚末預(yù)熱的被焊部位，這樣很容易產(chǎn)生焊點(diǎn)虛焊，所以烙鐵頭必須與被焊件接觸，對(duì)被焊件進(jìn)行預(yù)熱是防止產(chǎn)生虛焊的重要手段。3、 焊接要領(lǐng)（1）烙鐵頭與兩被焊件的接觸方式接觸位置：烙鐵頭應(yīng)同時(shí)接觸要相互連接的2個(gè)被焊件（如焊腳與焊盤），烙鐵一般傾斜45度，應(yīng)避免只與其中一個(gè)被焊件接觸。當(dāng)兩個(gè)被焊件熱容量懸殊時(shí)，應(yīng)適當(dāng)調(diào)整烙鐵傾斜角度，烙鐵與焊接面的傾斜角越小，使熱容量較大的被焊件與烙鐵的接觸面積增大，熱傳導(dǎo)能力加強(qiáng)。如LCD拉焊時(shí)傾斜角在30度左右，焊麥克風(fēng)、馬達(dá)、喇叭等傾斜角可在40度左右。兩個(gè)被焊件能在相同的時(shí)間里達(dá)到相同的溫度，被視為加熱理想狀態(tài)。接觸壓力：烙鐵頭與被焊件接觸時(shí)應(yīng)略施壓力，熱傳導(dǎo)強(qiáng)弱與施加壓力大小成正比，但以對(duì)被焊件表面不造成損傷為原則。（2） 焊絲的供給方法焊絲的供給應(yīng)掌握3個(gè)要領(lǐng)，既供給時(shí)間，位置和數(shù)量。供給時(shí)間：原則上是被焊件升溫達(dá)到焊料的熔化溫度是立即送上焊錫絲。供給位置：應(yīng)是在烙鐵與被焊件之間并盡量靠近焊盤。供給數(shù)量：應(yīng)看被焊件與焊盤的大小，焊錫蓋住焊盤后焊錫高于焊盤直徑的1/3既可。（3） 焊接時(shí)間及溫度設(shè)置A、 溫度由實(shí)際使用決定，以焊接一個(gè)錫點(diǎn)4秒最為合適，最大不超過8秒，平時(shí)觀察烙鐵頭，當(dāng)其發(fā)紫時(shí)候，溫度設(shè)置過高。B、 一般直插電子料，將烙鐵頭的實(shí)際溫度設(shè)置為（350~370度）；表面貼裝物料（SMC）物料，將烙鐵頭的實(shí)際溫度設(shè)置為（330~350度）C、 特殊物料，需要特別設(shè)置烙鐵溫度。FPC，LCD連接器等要用含銀錫線，溫度一般在290度到310度之間。D、 焊接大的元件腳，溫度不要超過380度，但可以增大烙鐵功率。（4） 焊接注意事項(xiàng)A、 焊接前應(yīng)觀察各個(gè)焊點(diǎn)（銅皮）是否光潔、氧化等。B、 在焊接物品時(shí)，要看準(zhǔn)焊接點(diǎn)，以免線路焊接不良引起的短路4、操作后檢查：（1） 用完烙鐵后應(yīng)將烙鐵頭的余錫在海綿上擦凈。（2） 每天下班后必須將烙鐵座上的錫珠、錫渣、灰塵等物清除干凈，然后把烙鐵放在烙鐵架上。（3） 將清理好的電烙鐵放在工作臺(tái)右上角。六、錫點(diǎn)質(zhì)量的評(píng)定：1、標(biāo)準(zhǔn)的錫點(diǎn)：（1） 錫點(diǎn)成內(nèi)弧形；（2） 錫點(diǎn)要圓滿、光滑、無針孔、無松香漬；（3） 要有線腳，而且線腳的長(zhǎng)度要在1-1.2MM之間；（4） 零件腳外形可見錫的流散性好；（5） 錫將整個(gè)上錫位及零件腳包圍?；驹骷弘娮?電容.晶體管的識(shí)別和檢測(cè)方法一.電阻電阻在電路中用“R”加數(shù)字表示，如：R1表示編號(hào)為1的電阻。電阻在電路中的主要作用為分流、限流、分壓、偏置等。1、 參數(shù)識(shí)別：電阻的單位為歐姆（Q）,倍率單位有：千歐（KQ）,兆歐（MQ）等。換算方法是：1兆歐=1000千歐=1000000歐電阻的參數(shù)標(biāo)注方法有3種，即直標(biāo)法、色標(biāo)法和數(shù)標(biāo)法。a、 數(shù)標(biāo)法主要用于貼片等小體積的電路，如：472表示47X100Q（即4.7K）；104則表示100Kb、 色環(huán)標(biāo)注法使用最多，現(xiàn)舉例如下：四色環(huán)電阻五色環(huán)電阻（精密電阻）2、 電阻的色標(biāo)位置和倍率關(guān)系如下表所示：顏色有效數(shù)字倍率允許偏差（%）銀色/X0.01±10金色/X0.1±5黑色0+0/棕色1X10±1紅色2X100±2橙色3X1000/黃色4X10000/綠色5X100000±0.5藍(lán)色6X1000000±0.2紫色7X10000000±0.1灰色8X100000000/白色9X1000000000/四色環(huán)四色環(huán)表示標(biāo)稱阻值和允許偏差，其中，前三條色環(huán)表示此電阻的標(biāo)稱阻值，最后一條表示它的偏差。如色環(huán)顏色依次黃、紫、橙、金，則此電阻標(biāo)稱阻值為47*10A3=47kQ，。色環(huán)顏色依次為：藍(lán)、灰、金、無色（即只有三條色環(huán)），則電阻標(biāo)稱阻值為68X0.1=6.8Q±20%。五色環(huán)五色環(huán)表示法，精密電阻器是用五條色環(huán)表示標(biāo)稱阻值和允許偏差，通常五色環(huán)電阻識(shí)別方法與四色環(huán)電阻一樣，只是比四色環(huán)電阻器多一位有效數(shù)字。色標(biāo)的口訣是:棕1紅2橙是3,4黃5綠6是藍(lán)，7紫8灰9雪白，黑色是零須牢記電阻器的色環(huán)顏色依次是：棕、紫、綠、銀、棕，其標(biāo)稱阻值為75X0.01=1.75Q，偏差土1%。判斷色環(huán)電阻的第一條色環(huán)的方法對(duì)于未安裝的電阻，可以用萬用表測(cè)量一下電阻器的阻值，再根據(jù)所讀阻值看色環(huán)，讀出標(biāo)稱阻值。對(duì)于已裝配在電路板上的電阻，可用以下方法進(jìn)行判斷：2.1四色環(huán)電阻為普通型電阻，從標(biāo)稱阻值系列表可知，其只有三種系列，允許偏差為土5%、±10%、±20%，所對(duì)應(yīng)的色環(huán)為：金色、銀色、無色。而金色、銀色、無色這三種顏色沒有有效數(shù)字，所以，金色、銀色、無色作為四色環(huán)電阻器的偏差色環(huán)，即為最后一條色環(huán)（金色，銀色除作偏差色環(huán)外，可作為乘數(shù)）。2.2五色環(huán)電阻器為精密型電阻器，一般常用棕色或紅色作為偏差色環(huán)。如出現(xiàn)頭尾同為棕色或紅色環(huán)時(shí)，要判斷第一條色環(huán)則要通過方法一下兩種方法。2.2.1第一條色環(huán)比較靠近電阻器一端引腳。2.2.2表示電阻標(biāo)稱阻值的那四條環(huán)之間的間隔距離一般為等距離，而表示偏差的色環(huán)（即最后一條色環(huán)）一般與第四條色環(huán)的間隔比較大，以此判斷哪一條為最后一條色環(huán)。圖（2）在識(shí)別色環(huán)電阻器時(shí)，要注意以下幾點(diǎn)：色環(huán)表中的標(biāo)稱阻值單位為Q。當(dāng)允許偏差為±20%時(shí)，表示允許偏差的這條色環(huán)為電阻本色，此時(shí)，四條色環(huán)的電阻便只有三條了，一定要注意這一點(diǎn)。對(duì)于一些功率大的色環(huán)電阻器，在其外表將顯示出它的功率，圖示色環(huán)電阻表面上的數(shù)字2表示為此電阻的功率為2W。二、電容1、電容在電路中一般用“C”加數(shù)字表示（如C13表示編號(hào)為13的電容）。電容是由兩片金屬膜緊靠，中間用絕緣材料隔開而組成的元件。電容的特性主要是隔直流通交流。電容容量的大小就是表示能貯存電能的大小，電容對(duì)交流信號(hào)的阻礙作用稱為容抗，它與交流信號(hào)的頻率和電容量有關(guān)。容抗XC=1/2nfc（f表示交流信號(hào)的頻率，C表示電容容量）電話機(jī)中常用電容的種類有電解電容、瓷片電容、貼片電容、獨(dú)石電容、鉭電容和滌綸電容等。2、識(shí)別方法：電容的識(shí)別方法與電阻的識(shí)別方法基本相同，分直標(biāo)法、色標(biāo)法和數(shù)標(biāo)法3種。電容的基本單位用法拉（F）表示，其它單位還有：毫法（mF）、微法（uF）、納法（nF）、皮法（pF）。其中：1法拉=103毫法=106微法二109納法=1012皮法容量大的電容其容量值在電容上直接標(biāo)明，如10uF/16V容量小的電容其容量值在電容上用字母表示或數(shù)字表示字母表示法：1m=1000uF1P2=1.2PF1n=1000PF數(shù)字表示法：一般用三位數(shù)字表示容量大小，前兩位表示有效數(shù)字，第三位數(shù)字是倍率。如：102表示10X102PF=1000PF224表示22X104PF=0.22uF3、電容容量誤差表符號(hào) FGJ K L M允許誤差 ±1% ±2% ±5% ±10% ±15% ±20%如：一瓷片電容為104J表示容量為0.1uF、誤差為±5%。三、晶體二極管晶體二極管在電路中常用“D”加數(shù)字表示，如：D5表示編號(hào)為5的二極管。1、作用：二極管的主要特性是單向?qū)щ娦?，也就是在正向電壓的作用下，?dǎo)通電阻很??；而在反向電壓作用下導(dǎo)通電阻極大或無窮大。正因?yàn)槎O管具有上述特性，無繩電話機(jī)中常把它用在整流、隔離、穩(wěn)壓、極性保護(hù)、編碼控制、調(diào)頻調(diào)制和靜噪等電路中。電話機(jī)里使用的晶體二極管按作用可分為：整流二極管（如1N4004）、隔離二極管（如1N4148）、肖特基二極管（如BAT85）、發(fā)光二極管、穩(wěn)壓二極管等。2、 識(shí)別方法：二極管的識(shí)別很簡(jiǎn)單，小功率二極管的N極（負(fù)極），在二極管外表大多采用一種色圈標(biāo)出來，有些二極管也用二極管專用符號(hào)來表示P極（正極）或N極（負(fù)極），也有采用符號(hào)標(biāo)志為“P”、“N”來確定二極管極性的。發(fā)光二極管的正負(fù)極可從引腳長(zhǎng)短來識(shí)別，長(zhǎng)腳為正，短腳為負(fù)。3、 測(cè)試注意事項(xiàng)：用數(shù)字式萬用表去測(cè)二極管時(shí)，紅表筆接二極管的正極，黑表筆接二極管的負(fù)極，此時(shí)測(cè)得的阻值才是二極管的正向?qū)ㄗ柚担@與指針式萬用表的表筆接法剛好相反。4、常用的1N4000系列二極管耐壓比較如下:型號(hào)1N40011N40021N40031N40041N40051N40061N4007耐壓（V）501002004006008001000電流（A）均為1四、穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓二極管在電路中常用“ZD”加數(shù)字表示，如：ZD5表示編號(hào)為5的穩(wěn)壓管。1、穩(wěn)壓二極管的穩(wěn)壓原理：穩(wěn)壓二極管的特點(diǎn)就是擊穿后，其兩端的電壓基本保持不變。這樣，當(dāng)把穩(wěn)壓管接入電路以后，若由于電源電壓發(fā)生波動(dòng)，或其它原因造成電路中各點(diǎn)電壓變動(dòng)時(shí)，負(fù)載兩端的電壓將基本保持不變。2、故障特點(diǎn)：穩(wěn)壓二極管的故障主要表現(xiàn)在開路、短路和穩(wěn)壓值不穩(wěn)定。在這3種故障中，前一種故障表現(xiàn)出電源電壓升高；后2種故障表現(xiàn)為電源電壓變低到零伏或輸出不穩(wěn)定。常用穩(wěn)壓二極管的型號(hào)及穩(wěn)壓值如下表:型號(hào)1N47281N47291N47301N47321N47331N47341N47351N47441N47501N47511N4761穩(wěn)壓值3.3V3.6V3.9V4.7V5.1V5.6V6.2V15V27V30V75V五、電感電感在電路中常用“L”加數(shù)字表示，如：L6表示編號(hào)為6的電感。電感線圈是將絕緣的導(dǎo)線在絕緣的骨架上繞一定的圈數(shù)制成。直流可通過線圈，直流電阻就是導(dǎo)線本身的電阻，壓降很??；當(dāng)交流信號(hào)通過線圈時(shí)，線圈兩端將會(huì)產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)，自感電動(dòng)勢(shì)的方向與外加電壓的方向相反，阻礙交流的通過，所以電感的特性是通直流阻交流，頻率越高，線圈阻抗越大。電感在電路中可與電容組成振蕩電路。電感一般有直標(biāo)法和色標(biāo)法，色標(biāo)法與電阻類似。如：棕、黑、金、金表示1uH（誤差5%）的電感。電感的基本單位為：亨（H）換算單位有：1H=103mH=106uH。六、變?nèi)荻O管變?nèi)荻O管是根據(jù)普通二極管內(nèi)部“PN結(jié)”的結(jié)電容能隨外加反向電壓的變化而變化這一原理專門設(shè)計(jì)出來的一種特殊二極管。變