電子焊接技術(shù)

關(guān)于電子焊接技術(shù)重要性電子電路的焊接、組裝與調(diào)試在電子工程技術(shù)中占有重要位置。任何一個電子產(chǎn)品都是由設(shè)計→焊接→組裝→調(diào)試形成的，而焊接是保證電子產(chǎn)品質(zhì)量和可靠性的最基本環(huán)節(jié)，調(diào)試則是保證電子產(chǎn)品正常工作的最關(guān)鍵環(huán)節(jié)。第2頁,共59頁，2024年2月25日，星期天焊接的基礎(chǔ)知識第3頁,共59頁，2024年2月25日，星期天一、錫焊錫焊是焊接的一種，它是將焊件和熔點比焊件低的焊料共同加熱到錫焊溫度，在焊件不熔化的情況下，焊料熔化并浸潤焊接面，依靠二者原子的擴散形成焊件的連接。其主要特征有以下三點：⑴焊料熔點低于焊件；⑵焊接時將焊料與焊件共同加熱到錫焊溫度，焊料熔化而焊件不熔化；⑶焊接的形成依靠熔化狀態(tài)的焊料浸潤焊接面，由毛細(xì)作用使焊料進入焊件的間隙，形成一個合金層，從而實現(xiàn)焊件的結(jié)合。

第4頁,共59頁，2024年2月25日，星期天二、錫焊必須具備的條件⑴焊件必須具有良好的可焊性；⑵焊件表面必須保持清潔；⑶要使用合適的助焊劑；⑷焊件要加熱到適當(dāng)?shù)臏囟龋虎珊线m的焊接時間；第5頁,共59頁，2024年2月25日，星期天三、焊點合格的標(biāo)準(zhǔn)1、焊點有足夠的機械強度：一般可采用把被焊元器件的引線端子打彎后再焊接的方法。2、焊接可靠，保證導(dǎo)電性能。3、焊點表面整齊、美觀：焊點的外觀應(yīng)光滑、清潔、均勻、對稱、整齊、美觀、充滿整個焊盤并與焊盤大小比例合適。滿足上述三個條件的焊點，才算是合格的焊點。如圖所示幾種合格焊點的形狀。判斷焊點是否符合標(biāo)準(zhǔn)。第6頁,共59頁，2024年2月25日，星期天合格焊點：第7頁,共59頁，2024年2月25日，星期天常用工具及材料第8頁,共59頁，2024年2月25日，星期天一、裝接工具1、尖嘴鉗頭部較細(xì)，用于夾小型金屬零件或彎曲元器件引線。不宜用于敲打物體或夾持螺母。第9頁,共59頁，2024年2月25日，星期天2、偏口鉗用于剪切細(xì)小的導(dǎo)線及焊后的線頭，也可與尖嘴鉗合用剝導(dǎo)線的絕緣皮。第10頁,共59頁，2024年2月25日，星期天3、剝線鉗專用于剝有包皮的導(dǎo)線。使用時注意將需剝皮的導(dǎo)線放入合適的槽口，剝皮時不能剪斷導(dǎo)線。剪口的槽并攏后應(yīng)為圓形第11頁,共59頁，2024年2月25日，星期天4、鑷子有尖嘴鑷子和圓嘴鑷子兩種。尖嘴鑷子用于夾持較細(xì)的導(dǎo)線，以便于裝配焊接。圓嘴鑷子用于彎曲元器件引線和夾持元器件焊接等，用鑷子夾持元器件焊接還起散熱作用。第12頁,共59頁，2024年2月25日，星期天5、螺絲刀又稱起子、改錐。有“一”字式和“十”字式兩種，專用于擰螺釘。根據(jù)螺釘大小可選用不同規(guī)格的螺絲刀。但在擰時，不要用力太猛，以免螺釘滑口。第13頁,共59頁，2024年2月25日，星期天二、焊接工具常用的手工焊接工具是電烙鐵，其作用是加熱焊料和被焊金屬，使熔融的焊料潤濕被焊金屬表面并生成合金。第14頁,共59頁，2024年2月25日，星期天1、電烙鐵的結(jié)構(gòu)常見的電烙鐵有直熱式、感應(yīng)式、恒溫式，還有吸錫式電烙鐵。本章主要介紹直熱式和吸錫式電烙鐵。第15頁,共59頁，2024年2月25日，星期天（1）、直熱式電烙鐵直熱式電烙鐵它又可以分為內(nèi)熱式和外熱式兩種。主要由以下幾部分組成：發(fā)熱元件：俗稱烙鐵芯。它是將鎳鉻發(fā)熱電阻絲纏在云母、陶瓷等耐熱、絕緣材料上構(gòu)成的。內(nèi)熱式與外熱式主要區(qū)別在于外熱式發(fā)熱元件在傳熱體的外部，而內(nèi)熱式的發(fā)熱元件在傳熱體的內(nèi)部。

烙鐵頭：作為熱量存儲和傳遞的烙鐵頭，一般用紫銅制成。第16頁,共59頁，2024年2月25日，星期天手柄：一般用實木或膠木制成，手柄設(shè)計要合理，否則因溫升過高而影響操作。接線柱：是發(fā)熱元件同電源線的連接處。必須注意：一般烙鐵有三個接線柱，其中一個是接金屬外殼的，接線時應(yīng)用三芯線將外殼接保護零線。第17頁,共59頁，2024年2月25日，星期天2、電烙鐵的選用選擇烙鐵的功率和類型，一般是根據(jù)焊件大小與性質(zhì)而定。第18頁,共59頁，2024年2月25日，星期天3、烙鐵頭的選擇與修整

烙鐵頭的選擇：烙鐵頭是貯存熱量和傳導(dǎo)熱量。烙鐵的溫度與烙鐵頭的體積、形狀、長短等都有一定的關(guān)系第19頁,共59頁，2024年2月25日，星期天4、烙鐵頭溫度的調(diào)整與判斷

烙鐵頭的溫度可以通過插入烙鐵心的深度來調(diào)節(jié)。烙鐵頭插入烙鐵心的深度越深，其溫度越高。通常情況下，我們用目測法判斷烙鐵頭的溫度。根據(jù)助焊劑的發(fā)煙狀態(tài)判別：在烙鐵頭上熔化一點松香芯焊料，根據(jù)助焊劑的煙量大小判斷其溫度是否合適。第20頁,共59頁，2024年2月25日，星期天溫度低時，發(fā)煙量小，持續(xù)時間長；溫度高時，煙氣量大，消散快；在中等發(fā)煙狀態(tài)，約6～8秒消散時，溫度約為300℃，這時是焊接的合適溫度。第21頁,共59頁，2024年2月25日，星期天5、電烙鐵的接觸及加熱方法（1）電烙鐵的接觸方法：用電烙鐵加熱被焊工件時，烙鐵頭上一定要粘有適量的焊錫，為使電烙鐵傳熱迅速，要用烙鐵的側(cè)平面接觸被焊工件表面。（2）電烙鐵的加熱方法：首先要在烙鐵頭表面掛有一層焊錫，然后用烙鐵頭的斜面加熱待焊工件，同時應(yīng)盡量使烙鐵頭同時接觸印制板上焊盤和元器件引線第22頁,共59頁，2024年2月25日，星期天（a）小焊盤加熱（b）大焊盤加熱第23頁,共59頁，2024年2月25日，星期天三、焊接材料1、焊錫常用的焊料是焊錫，焊錫是一種錫鉛合金。錫的熔點為232℃，鉛為327℃，錫鉛比例為60：40的焊錫，其熔點只有190℃左右，低于被焊金屬，焊接起來很方便。機械強度是錫鉛本身的2～3倍；而且降低了表面張力及粘度；提高了抗氧化能力。焊錫絲有兩種，一種是將焊錫做成管狀，管內(nèi)填有松香，稱松香焊錫絲，使用這種焊錫絲焊接時可不加助焊劑。另一種是無松香的焊錫絲，焊接時要加助焊劑。第24頁,共59頁，2024年2月25日，星期天2、焊劑由于金屬表面同空氣接觸后都會生成一層氧化膜，這層氧化膜阻止焊錫對金屬的潤濕作用，焊劑就是用于清除氧化膜的一種專用材料。我們通常使用的有松香和松香酒精溶液。另有一種焊劑是焊油膏，在電子電路的焊接中，一般不使用它，因為它是酸性焊劑，對金屬有腐蝕作用。第25頁,共59頁，2024年2月25日，星期天手工焊接工藝及質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)第26頁,共59頁，2024年2月25日，星期天一、元器件焊接前的準(zhǔn)備1、電烙鐵的選擇合理地選用電烙鐵，對提高焊接質(zhì)量和效率有直接的關(guān)系。如果使用的電烙鐵功率較小，則焊接溫度過低，使焊點不光滑、不牢固，甚至焊料不能熔化，使焊接無法進行。如果電烙鐵的功率太大，使元器件的焊點過熱，造成元器件的損壞，致使印制電路板的銅箔脫落。第27頁,共59頁，2024年2月25日，星期天2、鍍錫①

鍍錫要點：鍍件表面應(yīng)清潔，如焊件表面帶有銹跡或氧化物，可用酒精擦洗或用刀刮、用砂紙打磨。②

小批量生產(chǎn)時：鍍焊可用錫鍋。用調(diào)壓器供電，以調(diào)節(jié)錫鍋的最佳溫度。③

多股導(dǎo)線鍍錫：多股導(dǎo)線鍍錫前要用剝線鉗去掉絕緣皮層，再將剝好的導(dǎo)線朝一個方向旋轉(zhuǎn)擰緊后鍍錫，鍍錫時不要把焊錫浸入到絕緣皮層中去，最好在絕緣皮前留出一個導(dǎo)線外徑長度沒有錫，這有利于穿套管。第28頁,共59頁，2024年2月25日，星期天導(dǎo)線的焊接第29頁,共59頁，2024年2月25日，星期天3、元器件引線加工成型元器件在印制板上的排列和安裝有兩種方式，一種是立式，另一種是臥式。元器件引線彎成的形狀應(yīng)根據(jù)焊盤孔的距離不同而加工成型。加工時，注意不要將引線齊根彎折，一般應(yīng)留1.5mm以上，彎曲不要成死角，圓弧半徑應(yīng)大于引線直徑的1-2倍。并用工具保護好引線的根部，以免損壞元器件。同類元件要保持高度一致。各元器件的符號標(biāo)志向上（臥式）或向外（立式），以便于檢查。

第30頁,共59頁，2024年2月25日，星期天元器件引線加工成型

第31頁,共59頁，2024年2月25日，星期天4、元器件的插裝（1）臥式插裝：臥式插裝是將元器件緊貼印制電路板插裝，元器件與印制電路板的間距應(yīng)大于1mm。臥式插裝法元件的穩(wěn)定性好、比較牢固、受振動時不易脫落。（2）立式插裝：立式插裝的特點是密度較大、占用印制板的面積少、拆卸方便。電容、三極管、DIP系列集成電路多采用這種方法。元器件的插裝

第32頁,共59頁，2024年2月25日，星期天5常用元器件的安裝要求：（1）、晶體管的安裝：在安裝前一定要分清集電極、基極、發(fā)射極。元件比較密集的地方應(yīng)分別套上不同彩色的塑料套管，防止碰極短路。對于一些大功率晶體管，應(yīng)先固定散熱片，后插大功率晶體管再焊接。（2）、集成電路的安裝：集成電路在安裝時一定要弄清其方向和引線腳的排列順序，不能插錯?，F(xiàn)在多采用集成電路插座，先焊好插座再安裝集成塊。（3）、變壓器、電解電容器、磁棒的安裝：對于較大的電源變壓器，就要采用彈簧墊圈和螺釘固定；中小型變壓器，將固定腳插入印制電路板的孔位，然后將屏蔽層的引線壓倒再進行焊接；磁棒的安裝，先將塑料支架插到印制電路板的支架孔位上，然后將支架固定，再將磁棒插入。第33頁,共59頁，2024年2月25日，星期天安裝元器件時應(yīng)注意：安裝的元器件字符標(biāo)記方向一致，并符合閱讀習(xí)慣，以便今后的檢查和維修。穿過焊盤的引線待全部焊接完后再剪斷。元器件的標(biāo)識第34頁,共59頁，2024年2月25日，星期天手工烙鐵焊接技術(shù)第35頁,共59頁，2024年2月25日，星期天１、電烙鐵的握法為了人體安全一般烙鐵離開鼻子的距離通常以30cm為宜。電烙鐵拿法有三種。反握法動作穩(wěn)定，長時間操作不宜疲勞，適合于大功率烙鐵的操作。正握法適合于中等功率烙鐵或帶彎頭電烙鐵的操作。一般在工作臺上焊印制板等焊件時，多采用握筆法。（a）反握法

（b）

正握法

（c）握筆法第36頁,共59頁，2024年2月25日，星期天２、焊錫的基本拿法焊錫絲一般有兩種拿法。焊接時，一般左手拿焊錫，右手拿電烙鐵。進行連續(xù)焊接時采用圖（a）的拿法，這種拿法可以連續(xù)向前送焊錫絲。圖（b）所示的拿法在只焊接幾個焊點或斷續(xù)焊接時適用，不適合連續(xù)焊接。

（a）連續(xù)焊接時

（b）只焊幾個焊點時第37頁,共59頁，2024年2月25日，星期天3、焊接操作注意事項①保持烙鐵頭的清潔因為焊接時烙鐵頭長期處于高溫狀態(tài)，其表面很容易氧化并沾上一層黑色雜質(zhì)形成隔熱層，使烙鐵頭失去加熱作用。②采用正確的加熱方法要靠增加接觸面積加快傳熱，而不要用烙鐵對焊件加力。應(yīng)該讓烙鐵頭與焊件形成面接觸而不是點接觸。③加熱要靠焊錫橋要提高烙鐵頭加熱的效率，需要形成熱量傳遞的焊錫橋。第38頁,共59頁，2024年2月25日，星期天④在焊錫凝固之前不要使焊件移動或振動用鑷子夾住焊件時，一定要等焊錫凝固后再移去鑷子。⑤焊錫量要合適過量的焊錫會增加焊接時間，降低工作速度。⑥不要用過量的焊劑適量的焊劑是非常有必要的。過量的松香不僅造成焊后焊點周圍臟不美觀，而且當(dāng)加熱時間不足時，又容易夾雜到焊錫中形成“夾渣”缺陷。第39頁,共59頁，2024年2月25日，星期天4、焊接步驟五步焊接法：（a）準(zhǔn)備施焊：烙鐵頭和焊錫靠近被焊工件并認(rèn)準(zhǔn)位置，處于隨時可以焊接的狀態(tài)，此時保持烙鐵頭干凈可沾上焊錫(b)加熱焊件：將烙鐵頭放在工件上進行加熱，烙鐵頭接觸熱容量較大的焊件。(c)熔化焊錫：將焊錫絲放在工件上，熔化適量的焊錫，在送焊錫過程中，可以先將焊錫接觸烙鐵頭，然后移動焊錫至與烙鐵頭相對的位置，這樣做有利于焊錫的熔化和熱量的傳導(dǎo)。此時注意焊錫一定要潤濕被焊工件表面和整個焊盤。(d)移開焊錫絲：待焊錫充滿焊盤后，迅速拿開焊錫絲，待焊錫用量達到要求后，應(yīng)立即將焊錫絲沿著元件引線的方向向上提起焊錫。(e)移開烙鐵：焊錫的擴展范圍達到要求后，拿開烙鐵，注意撤烙鐵的速度要快，撤離方向要沿著元件引線的方向向上提起。第40頁,共59頁，2024年2月25日，星期天錫焊五步操作法第41頁,共59頁，2024年2月25日，星期天特殊元件的焊接第42頁,共59頁，2024年2月25日，星期天1、瓷片電容發(fā)光二極管等元件的焊接。這類元件的共同弱點是加熱時間過長就會失神，瓷片EI容縣內(nèi)部棒點蛋熱易開焊，發(fā)光二極管受熱管芯易損壞。因此，焊接前一定要處理好焊接點，焊接時要快，必要時可采用輔助散熱以避免過熱失效。第43頁,共59頁，2024年2月25日，星期天2、塑膠絕緣層導(dǎo)線及套塑膠套管裸導(dǎo)線的焊接。在電子設(shè)備的整機產(chǎn)品中，經(jīng)常使用帶塑膠絕緣層的導(dǎo)線作連線。這類導(dǎo)線一般采用聚氯乙烯塑料作絕緣層，這種塑料絕緣性能良好、龜澤鮮艷、成本低，但最大的缺點是耐高溫性能差，當(dāng)溫度達到，80℃以上時即變形軟化。在焊接這類導(dǎo)線及引線時，導(dǎo)線及引線應(yīng)與焊接點拉直，不要彎曲。焊接時，注意掌握好加溫時間和溫度。在焊接過程中，不要移動導(dǎo)線，焊接后再推動遇熱收縮的塑膠層復(fù)原。如果焊接時間過長，溫度掌握不好，就會使塑膠絕緣層脫離芯線。第44頁,共59頁，2024年2月25日，星期天3、大型金屬元件的焊接。在焊接金屬板、粗地線等較大金屬元件時，烙鐵頭上的熱量往往會很快散失造成焊接失敗。焊接這類元件的關(guān)鍵是在焊件表面進行良好的鍍錫，并選用合適功率的電烙鐵。4、簧片類元件接點的焊接。這類元件如繼電器、波段開關(guān)等，其特點是在制造時給接觸簧片施加了預(yù)應(yīng)力，使之產(chǎn)生適當(dāng)彈力，保證電接觸的性能。安裝焊接過程中，不能對簧片施加過大的外力和熱量，以免破壞接觸點的彈力，造成元件失效。所以，簧片類元件的焯接要領(lǐng)是：可焊性預(yù)處理，加熱時間要短，不可對焊點任何方向加力，焊錫用量宜少而不宜多。第45頁,共59頁，2024年2月25日，星期天5、MOSFET及集成電路的焊接。在電子設(shè)備中除常規(guī)的無線電裝配、焊接外，由于電．路特性的需要，還有一些特殊的電路單元，對這些特殊電路單元的裝配、焊接在工藝上應(yīng)有特別要求，這樣才能保證整機的產(chǎn)品質(zhì)量oMOSFET，特別是絕緣柵型場效應(yīng)器件，由于輸入阻抗很高，如果不按規(guī)定程序操作，很可能使內(nèi)部電路擊穿而失效。雙極型集成電路雖不像MOS集成電路那樣嬌氣，但由于內(nèi)部集成度高，通常管子的隔離層都很薄，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，焊接這類器件時應(yīng)該注意：第46頁,共59頁，2024年2月25日，星期天1)引線如果采用鍍金處理或已經(jīng)鍍錫的，可以直接焊接。不要用刀刮引線，最多只需要用酒精擦洗或用繪圖橡皮擦干凈就可以了。2)對于CMOS電路，如果事先已將各引線短路，焊前不要拿掉短路線，對使用的電烙鐵，最好采用防靜電措施。3)在保證浸潤的前提下，盡可能縮短焊接時間，一般不要超過2S.4)注意保證電烙鐵良好接地。必要時，還要采取人體接地的措施（佩戴防靜電腕帶、穿防靜電工作鞋）。第47頁,共59頁，2024年2月25日，星期天5)使用低熔點的焊料，熔點一般不要高于180℃6)工作臺上如果鋪有橡膠、塑料等易于積累靜電的材料，則器件及印制電路板等不宜放在臺面上，以免靜電損傷。工作臺最好鋪上防靜電膠墊。7)使用電烙鐵，內(nèi)熱式的功率不超過20W，外熱式的功率不超過30W，且烙鐵頭應(yīng)該尖一些，防止焊接一個端點時碰到相鄰端點。8)集成電路若不使用插座直接焊到印制電路板上，安全焊接的順序是：地端一輸出端一電源端一輸入端。第48頁,共59頁，2024年2月25日，星期天焊接質(zhì)量的檢查第49頁,共59頁，2024年2月25日，星期天1、

目視檢查：就是從外觀上檢查焊接質(zhì)量是否合格，有條件的情況下，建議用3～10倍放大鏡進行目檢，目視檢查的主要內(nèi)容有：（1）是否有錯焊、漏焊、虛焊。（2）有沒有連焊、焊點是否有拉尖現(xiàn)象。（3）焊盤有沒有脫落、焊點有沒有裂紋。（4）焊點外形潤濕應(yīng)良好，焊點表面是不是光亮、圓潤。（5）焊點周圍是無有殘留的焊劑。（6）焊接部位有無熱損傷和機械損傷現(xiàn)象。第50頁,共59頁，2024年2月25日，星期天2、手觸檢查：在外觀檢查中發(fā)現(xiàn)有可疑現(xiàn)象時，采用手觸檢查。主要是用手指觸摸元器件有無松動、焊接不牢的現(xiàn)象，用鑷子輕輕撥動焊接部或夾住元器件引線，輕輕拉動觀察有無松動現(xiàn)象。第51頁,共59頁，2024年2月25日，星期天焊點缺陷產(chǎn)生的原因（1）橋接：橋接是指焊錫將相鄰的印制導(dǎo)線連接起來。時間過長、焊錫溫度過高、烙鐵撤離角度不當(dāng)造成的。（2）拉尖：焊點出現(xiàn)尖端或毛刺。原因是焊料過多、助焊劑少、加熱時間過長、焊接時間過長、烙鐵撤離角度不當(dāng)。（3）虛焊：焊錫與元器件引線或與銅箔之間有明顯黑色界線，焊錫向界線凹陷。原因是印制板和元器件引線未清潔好、助焊劑質(zhì)量差、加熱不夠充分、焊料中雜質(zhì)過多。（4）松香焊：焊縫中還將夾有松香渣。主要是焊劑過多或已失效、焊劑未充分揮發(fā)作用、焊接時間不夠、加熱不足、表面氧化膜未去除。第52頁,共59頁，2024年2月25日，星期天（5）銅箔翹起或剝離：銅箔從印制電路板上翹起，甚至脫落。主要原因是焊接溫度過高，焊接時間過長、焊盤上金屬鍍層不良。（6）不對稱：焊錫末流滿焊盤。主要是焊料流動性差、助焊劑不足或質(zhì)量差、加熱不足。（7）汽泡和針孔：引線根部有噴火式焊料隆起，內(nèi)部藏有空洞，目測或低倍放大鏡可見有孔。主要是引線與焊盤孔間隙大、引線浸潤性不良、焊接時間長，孔內(nèi)空氣膨脹。（8）焊料過多：焊料面呈凸形。主要是焊料撤離過遲。第53頁,共59頁，2024年2月25日，星期天（9）焊料過少：焊接面積小于焊盤的80％，焊料未形成平滑的過渡面。主要是焊錫流動性差或焊絲撤離過早、助焊劑不足、焊接時間太短。（10）過熱：焊點發(fā)白，無金屬光澤，表面較粗糙，呈霜斑或顆粒狀。主要是烙鐵功率過大，加熱時間過長、焊接溫度過高過熱。（11）松動：外觀粗糙，似豆腐渣一般，且焊角不勻稱，導(dǎo)線或元器件引線可移動。主要是焊錫未凝固前引線移動造成空隙、引線未處理好（浸潤差或不浸潤）。（12）焊錫從過孔流出：焊錫從過孔流出。主要原因是過孔太大、引線過細(xì)、焊料過多、加熱時間過長、焊接溫過高過熱。第54頁,共59頁，2024年2月25日，星期天常見