劉子葉
隨著電子元器件封裝的快速發(fā)展,電子元器件的發(fā)展已朝著密集型、小型化、微型化前進,手工焊接的難度不斷加大,在焊接時稍有不慎就會損傷元器件或造成焊接不良。了解手工焊接的基本知識,掌握正確的焊接方法,有助于提高手工焊接及維修質量。
電子元器件手工焊接基本步驟注意事項質量要求一、元器件的焊接
(一)原理簡介
焊接是金屬加工的主要方法之一,它是將至少兩個分離的工件,通過加熱電烙鐵使固態(tài)焊錫絲受熱熔化,借助于助焊劑的作用,使其流入被焊金屬間,經(jīng)過浸潤、擴散和形成合金層三個環(huán)節(jié)后,元器件引腳和焊盤通過焊錫牢固可靠結合在一起形成焊接點,這個過程稱為焊接。
(二)焊接工具
1.電烙鐵。手工焊接的主要工具是電烙鐵,它是根據(jù)電流通過電阻產(chǎn)生熱量的原理制成的。其作用是加熱焊接部位,熔化焊料,使焊料和被焊金屬連接起來。電烙鐵由烙鐵頭、烙鐵芯、外殼、手柄和電源線等組成,常見的有內熱式、外熱式式及調溫式等多種,功率有20w、25w、50w 、75w、100w等多種。一般焊接集成電路,晶體管及其它受熱易損的元器件時以25w外熱式電烙鐵為宜;焊接較粗導線及同軸電纜時以50W內熱式或45-75W外熱式電烙鐵為宜;焊接較大元器件時,以100W以上的電烙鐵為宜。烙鐵頭一般以紫銅為主材。
2.焊料與助焊劑。焊接電子元件,一般采用有松香芯的焊錫絲。這種焊錫絲,熔點較低,而且內含松香助焊劑,使用極為方便。常用的助焊劑是松香或松香水(將松香溶于酒精中)。使用助焊劑,可以幫助清除金屬表面的氧化物,利于焊接,又可保護烙鐵頭。焊接較大元件或導線時,也可采用焊錫膏。但它有一定腐蝕性,焊接后應及時清除殘留物。助焊劑另一個重要作用,是把熱量從烙鐵頭傳遞給焊料和焊件表面,使預熱的速度加快。
(三)焊接方法
1.坐姿要求及電烙鐵的握法。正確的操作姿勢,可以保護操作者的身心健康,減少對操作者造成的勞動傷害。通常我們使用的焊劑在加熱時能揮發(fā)出對人體有害的化學物質,為減少有害氣體的吸入量,通常,烙鐵到鼻子的距離應該不少于30cm。
電烙鐵的握法,有正握法、反握法、握筆法,如圖所示。
手工焊接時,握筆法拿電烙鐵是我們常見的一種拿法,一般在操作臺上焊接印制板等焊件時,多采用此拿法。正握法適于中功率烙鐵或帶彎頭電烙鐵的操作,反握法的動作穩(wěn)定,長時間操作不易疲勞,通常用于大功率烙鐵的操作。
2.焊錫絲的兩種拿法。由于焊錫絲中含有一定比例的鉛,而鉛是對人體有害的一種重金屬,因此操作時應該戴手套或在操作后及時洗手,避免食入有害物質。
將成卷的焊錫絲拉直20~30mm左右,或者截成20~30mm左右的一段。在連續(xù)焊接時,焊錫絲的拿法可以采用圖(a),即用左手的拇指和食指輕輕捏住焊絲,端頭留出5cm左右,借助其他手指的配合把焊錫絲連續(xù)向前送。間斷焊接時,焊錫絲的拿法可以采用(b)形式,即用左手的拇指和食指輕輕捏住焊絲。
(四)使用電烙鐵的注意事項
1.使用前,認真檢查電源插頭、電源線有無損壞。并檢查烙鐵頭是否松動。
2.電烙鐵使用中,不能用力敲擊。防止跌落。烙鐵頭上焊錫過多時,可用布擦掉。不可亂甩,以防燙傷人。
3.使用結束后,應及時切斷電源,放在烙鐵架上,并注意不要用手觸及烙鐵頭,工具、電源線、導線、塑料制品等不要碰到烙鐵頭,以免燙傷導線,造成漏電等事故。
二、手工焊接操作的基本步驟
1.焊接前的處理
(1)檢查工具是否齊全完整、烙鐵是否正常、烙鐵插架里的海綿是否有水、有無松香等。(2)清除焊件和焊盤的氧化層。(3)元件引腳鍍錫。
2.兩種操作法
手工焊接可以分為5步操作法和3步操作法。5步操作法適合焊接熱容量大的焊件,3步操作法適合焊接熱容量小的焊件。
(1)準備階段。準備好焊錫絲和烙鐵,烙鐵頭部要保持干凈。一手拿焊錫絲,一手拿電烙鐵,瞅準焊點,處于隨時待焊狀態(tài)。
(2)加熱階段。將烙鐵接觸焊接點,注意要保持烙鐵加熱焊件各部分受熱均勻,如印制板上引線和焊盤都使之受熱,要注意讓烙鐵頭的扁平部分(較大部分)接觸熱容量較大的焊件,烙鐵頭的側面或邊緣部分接觸熱容量較小的焊件,以保持焊件均勻受熱。
(3)熔化焊料。當焊件加熱到能熔化焊料的溫度后,將焊錫置于焊點上,熔化適量焊料。注意不要直接將焊錫加到烙鐵頭上,而是加到被焊件上烙鐵頭對稱的一側。
(4)移開焊錫。當熔化一定量的焊錫后,迅速按45°移開焊錫絲。
(5)移開烙鐵。當焊料的擴散范圍達到要求后沿45°移開電烙鐵,撤離烙鐵的方向和速度的快慢與焊接質量密切相關。
三步操作法與五步操作法不同之處在于,將上述步驟(2)、(3)合為一步,(4)、(5)合為一步,就變成三步操作法了。對一般焊點而言大約需要2~5S。如果時間過長,焊點表面易氧化,造成焊點表面粗糙、光澤灰暗等缺陷。三步法操作法對于初學者通常焊接時間、焊料等掌握不好,易造成虛焊,所以建議初學者能多練習五步操作法。
三、焊接注意事項
1.合適焊接溫度。焊接時溫度過低,焊料流動性就不好,很容易形成虛焊。溫度過高,又使焊料流淌,氧化加重,甚至使印制板上焊盤脫落、翹起,元器件受熱變形、損壞等。如何判斷烙鐵頭的溫度是否合適,可由松香的煙霧顏色來判斷,若松香快速熔化、發(fā)出滋滋聲響并有濃煙,說明烙鐵溫度過高,相反如果松香不熔,則說明烙鐵溫度過低。一般,松香熔化較快且不冒煙時溫度剛好。
2.焊料的供給量。焊料的多少要依據(jù)焊件大小來定。焊料過多,造成浪費及短路;焊料過少,焊點牢固性不夠。特別是焊接印制板引出線時,焊料不足,易造成引線脫落。焊料以包著引線,鋪滿焊盤為宜。
四、焊點的質量要求
1.良好的導電性。良好的焊點是焊料和焊件金屬表面發(fā)生擴散形成的金屬合金層。這種合金是一種化合物,具有良好的導電性。如果不能形成或只有局部形成合金,易造成虛焊、假焊。這樣的焊點導電性不穩(wěn)定。
2.足夠的機械強度。焊點的作用除了電氣連接外,還要支撐元器件的重量,所以需要焊點除具有好的導電性能外,還要具有一定的機械強度。為了增加焊點強度,可以增加焊接的面積或將元器件引腳打彎,實行鉤接、繞接后再焊。
3.美觀。焊點表面光潔整齊,以焊接導線為中心,對稱成裙形展開,無毛刺、拉尖、虛焊等缺陷。
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