焊接原理
一、锡焊、是将表面清洁的焊件与焊料加热到一定温度,焊料熔化并湿润焊件表面,在其界面上发
生金属扩散并形成结合层,从而实现金属的焊接;焊件表面的清洁,焊件的加热是达到其扩散的基本条件。
二、焊接的工具与材料
工具:
1、电烙铁(常用的是直热式)
2、调温及恒温烙铁(不受电源电压、环境温度的影响;升温时间快;烙铁不会过热)
3、吸锡器
工具的选用:烙铁头的温度的高低,可以用热电偶或表面温度计测量,一般可根据助焊剂发烟状态粗略估计,温度低,冒烟小。
焊件及工作性质烙铁头温度(室温220V)选用烙铁
一般印刷电路,安装导线20W内热式,30W外热式,
恒温式
集成电路250℃---400℃20W 内热式,恒温式
焊片,电位器,2-8W电阻,大电解功率管350℃---450℃
35-50W内热式,调温式
50-75W外热式
8W以上大电阻,φ2以上导线等较大的元器件400℃---550℃
100W内热式,150-200W外
热式
金属板550℃---630℃300W以上外热式观察法估计烙铁温度
观
察
时
间
烟细长,持续时
间长,>20S 烟稍大,持续时
间10-15S
烟大,持续时间
短,约7-8S
烟很大,持续时
间短,3-5S
估计温度小于200℃230-250℃300-350℃大于350
焊接达不锡焊温度PCB及小型焊点导线焊接、预热
等较大焊点
粗导线、板材及
大焊点
注意:烙铁通电后一定要立刻蘸上松香,否则表面会生成难镀锡的氧化层。
三、焊料
1、一般电子产品装配中主要使用锡铅焊料。
成分一般是含锡量为60%-65%锡铅合金。
2、焊剂一般是优质松香添加一定活化剂。
四、手工锡焊基本操作
1、焊接操作姿势
一般烙铁离开鼻子的距离应不小于30CM,通常以40CM时为宜,因为烟气对人体有害。
电烙铁拿法有三种:A,反握法,适于大功率烙铁的操作;B,正握法,适于中等功率的烙铁或带弯头的电烙铁的操作;C,握笔法,焊件时多采用的一种方法。
使用烙铁一定要稳妥放在烙铁架上,并注意导线等物不要碰烙铁头。
2、焊接五步
A、准备施焊:准备好锡丝和烙铁,特别强调烙铁头要保持干净,即可以沾上烛焊锡;(俗
称吃锡)
B、加热焊件:将烙铁接触焊点,注意先要保持烙铁加热焊件各部分,例如PCB板上引脚
和焊盘都使之受热,其次要注意让烙铁头的扁平部分(较大部分)接触较大的焊件,
烙铁头的侧面或边缘部分接触较小的焊件,以保持焊件均匀受热;
C、熔化焊料:当焊件加热到能熔化焊料的温度后将锡丝置于焊点,焊料开始熔化并湿润
焊点;
D、移开焊锡:当熔化一定量的焊锡后交将锡线移开;
E、移开烙铁:当焊锡完全湿润焊点后移开烙铁,注意移开烙铁的方向应该是大约45度的
方向;
这一过程,对一般焊点大约2-3秒。
3、手工焊锡要点:
A、掌握好加热时间:锡焊时可以采用不同的加热速度,在大多数情况下延长加热时间对
电子产品装配都是有害的,一般为2-3秒;这是因为:
1)焊点的结合层由于长时间加热会超过合适的厚度引起焊点性能劣化;
2)塑料等材料受热过多会变形、老化;
3)元器件受热后性能变化甚至失效;
4)焊点表面由于助焊剂挥发,失去保护而氧化。
B、保持合适的温度:一般经验是烙铁头温度比焊料熔化温度高50℃较为适宜。
C、用烙铁头对焊点施力是有害的:烙铁头把热量传给焊点主要靠增加接触面积,用烙铁
头对焊点加力对加热是无用的,很多情况下会造成焊件的损伤。
4、锡焊操作要领
A、焊件表面处理
手工烙铁焊接中遇到的焊件都要进行表面的清理工作,去除焊接面上的锈迹,油污,
灰尘等杂质。
手工操作中常用机械刮磨和酒精,丙酮擦洗等。
B、预焊
预焊就是将要加锡的元器件引线或导线的焊接部位预先加上锡;
C、不要用过量的助焊剂
过量的松香会造成焊点周围要清洗的工作量,延长加热时间;
D、保持烙铁头的清洁,要随时用一块湿布或湿海绵擦烙铁头;
E、焊锡锡量要合适:过量的焊锡在高密度的电路中,很容易造成不易觉察的短路。
F、焊件要固定:焊接凝固之前不要使焊件移动或震动,特别是用镊子夹住焊件时一定要
等焊锡凝固再移去镊子,如在冷凝过程受到外力(焊件移位)会造成“冷焊”,外观现
象是表面无光泽呈豆渣状,焊点内部结构疏松,易有气隙和裂缝,造成导电性能差。
G、烙铁撤离有讲究:烙铁撤离时的角度和方向对焊点的形成有一定的关系。
五、导线的焊接
1、常用连接导线焊接前的处理
A:剥绝缘层,多股导线要将线芯拧成螺旋状。
B:预焊:对多股导线最为重要,导线的预焊称为“沾锡”,导线沾锡时要边上锡边旋转,旋转方向要与拧合的方向一致,注意导线绝缘层不能浸入锡炉内,造成软线变硬。
2、导线焊接末端处理
A、绕焊:把经过上锡的导线端头在接线端子上缠一圈,用钳子接紧后进行焊接,绝缘层
不能接触端子,导线一定要紧贴端子表面;
B、钩焊:将导线端子弯成钩形,钩在接线端子上并用钳子夹紧后施焊;
C、搭焊:把经过沾有锡的导搭到接线端子上施焊,仅用于临时连接。
3、导线与导线的连接
导线之间的焊接以绕焊为主,
1)去掉一定长度绝缘皮;
2)端子上锡,并穿上合适套管
3)绞合,施焊
4)趁热套上套管,冷却后将套管固定在头处。
4、屏蔽线末端处理
六、元器件的引线的成型
1、所有元器件引线均不得从根部弯曲,因为根部容易折断,一般应留1.5mm以上。
2、弯曲一般不要成直角,圆弧半径应大于引线直径的1-2倍。
3、要尽量将有字符的元器件面置于容易观察的位置。
七、瓷片电容,发光二极管,中周等元件的焊接
这类元件的共同弱点是加热时间过长会失效,其中瓷片电容和中周等元件是内部接点开焊,发光二极管则管芯损坏,施焊时要快,有时可采用辅助散热措施,可避免过热失效。
b
a
八、常见焊点缺陷及原因分析
1、 导线端子焊接缺陷示例
2、 常见焊点缺陷及分析,典型焊点外观及检查:
1)外形以焊接导线为中心,匀称,成裙形拉开;
2)焊料连接面呈半弓形凹面,焊料与焊件交界处平滑,接触角度可能小; 3)表面有光泽且平滑; 4)元裂纹/针孔/夹潭; 检查点:
1) 无漏焊; 2)无焊料拉尖; 3)焊料引起导线间短路; 4) 导线及元器件绝缘的损伤; 5)布线整形; 6)焊料飞溅
检查时除目测外还要用指触,镊子拨动,拉线等方法检查有无导线断线,焊盘剥离等缺陷。
焊料面成凸形
浪费材料,且可能性包藏缺陷
焊丝撤离过迟
(a )虚焊
(a )外皮烧焦
(a )断丝
(a )芯线过长
(a )焊锡上吸
(a )甩丝
(a )焊锡锡过外皮
(a )芯线散开
焊料过多
焊料未形成平滑面
机械强度不足
焊丝撤离过早
焊点中夹有松香
强度不足,导通不良,有可能时通时断
1、 加焊剂过多,或已
失效;
2、 焊接时间不足,加
热不足; 3、 表面氧化膜未去
除
焊点发白,无金属
光泽,表面较粗糙 1、 焊盘易剥落强度降低; 2、 造成元件失效损坏
烙铁功率过大,加热时
间过长
表面呈豆腐渣状颗粒,有时可有裂纹
强度低,导电性不好
焊料凝固时焊件抖动
焊料与焊件交界面接触角过大,不
平滑
强度低,不通或时通时断 1、 焊件清理不干净;
2、 助焊剂不足或质
量差; 3、 焊件未充分加热
焊锡未流满焊盘 强度不足 1、 焊料流支性不好; 2、 助焊剂不足或质
量差;
3、 加热不足
焊料过少 松香焊
过 热
冷 焊
虚 焊
不 对 称
出现尖端外观不佳,容易造成短路
现象
加热不足;焊料不合格
导线或元器件引
线可移动
导通不良或不导通1、焊锡未凝固前引
线移动造成空隙
2、引线未处理好(润
湿不良或不润湿)
相邻导线搭接电气短路1、焊锡过多
2、烙铁施焊撤离方
向不当
目测或放大镜可
见有孔
焊点容易腐蚀焊盘与孔引线间隙太
大
引线根部有时有
焊料隆起,内部藏
有空洞
暂时导通但长时间容易引
起导通不良
引线与孔间隙过大或
引线润湿性不良
焊点剥落断路焊盘镀层不良
松动
桥接
针孔
气泡
剥离
拉尖。