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手工焊接培训教材1、焊接工具和辅料2、焊接操作的正确姿势3、焊接的基本步骤4、焊接操作的注意事项5、不良缺陷原因分析和改善措施一、概述1、焊接的四个要素（又称4个M）材料、工具、方式、方法及操作者。2、最重要的是人的技能。只有充分了解焊接原理加上用心实践，才有可能在较短的时间内学会焊接的基本技能。二、焊接工具和辅料1、焊接工具（1）电烙铁种类目前手工焊接的主要工具是电烙铁，电烙铁根据加热的方式可以分为：内热式电烙铁、外热式电烙铁、恒温式电烙铁。1.1、内热式电烙铁由连接杆、手柄、弹簧夹、烙铁芯、烙铁头（也称铜头）五个部分组成。烙铁芯安装在烙铁头的里面（发热快，热效率高达 85 以上）。烙铁芯采用镍铬电阻丝绕在瓷管上制成，一般 20W 电烙铁其电阻为 2.4k 左右， 35W 电烙铁其电阻为 1.6k 左右。常用的内热式电烙铁的工作温度列于下表：烙铁功率 /W20 25 45 75 100端头温度 /3504004204404551.2、外热式电烙铁一般由烙铁头、烙铁芯、外壳、手柄、插头等部分所组成。烙铁头安装在烙铁芯内，用以热传导性好的铜为基体的铜合金材料制成。烙铁头的长短可以调整（烙铁头越短，烙铁头的温度就越高），且有凿式、尖锥形、圆面形、圆、尖锥形和半圆沟形等不同的形状，以适应不同焊接面的需要。一般来说电烙铁的功率越大，热量越大，烙铁头的温度越高。焊接集成电路、印制线路板、 CMOS 电路一般选用 20W 内热式电烙铁。使用的烙铁功率过大，容易烫坏元器件（一般二、三极管结点温度超过 200 时就会烧坏）和使印制导线从基板上脱落；使用的烙铁功率太小，焊锡不能充分熔化，焊剂不能挥发出来，焊点不光滑、不牢固，易产生虚焊。焊接时间过长，也会烧坏器件，一般每个焊点在 1.5 4S 内完成。1.3、其他烙铁1 ）恒温电烙铁恒温电烙铁的烙铁头内，装有磁铁式的温度控制器，来控制通电时间，实现恒温的目的。在焊接温度不宜过高、焊接时间不宜过长的元器件时，应选用恒温电烙铁，但它价格高。2 ）吸锡电烙铁吸锡电烙铁是将活塞式吸锡器与电烙铁溶于一体的拆焊工具，它具有使用方便、灵活、适用范围宽等特点。不足之处是每次只能对一个焊点进行拆焊。3 ）汽焊烙铁（2）电烙铁使用注意事项1、烙铁的烙铁芯主要部分为镍铬电热丝，通电后非常“脆弱”，忌撞击。2、烙铁不工作时，不可长期处于烧热状态下，以免将烙铁头烧坏，影响其寿命。3、烙铁头一般用紫铜制成，对于有镀层的烙铁头，一般不要锉或打磨。4、使用中的电烙铁要放置在烙铁架上，要注意导线尤其是电烙铁的电源线等物不要碰烙铁头2、焊接相关辅料手工焊接主要使用的辅料是焊锡丝和助焊剂，焊锡丝主要成分是焊锡和松香助焊剂，焊锡丝按照成份分为：有铅焊锡丝和无铅焊锡丝，有铅焊锡丝通常使用的成份为Sn63/Pb37，熔点为183，无铅成份为Sn96.5/Ag3/Cu0.5，熔点为217。助焊剂按照形态可以分为：固态助焊剂和液态助焊剂，像比较常用的固态助焊剂-松香，液态助焊剂按照固含量可以分为：免清洗型助焊剂和松香型助焊剂。助焊剂的主要作用：A、去除焊盘表面氧化物。B、减少焊盘表面张力。C、防止焊接过程中的再氧化（2次氧化）。D、热传递锡丝是焊锡中的一种产品，锡丝可分为有铅锡丝和无铅锡丝两种，均是用于线路板的焊接： 有铅锡丝的种类:1、63/37锡线/6337焊锡丝(Sn63/Pb37) 2、免洗锡线/免洗焊锡丝(焊接后无需清洗焊点) 3、高温锡线/高温焊锡丝(280度以上高温焊接) 4、小松香锡线/小松香焊锡丝(助焊剂1.6%) 5、实芯型锡线/实芯焊锡丝(实芯不含助焊剂) 于线路板上的焊接，成分由锡和铅的组成。 有铅锡丝的特点： 电解材料，焊点光亮，湿润性好，易上锡。 锡线/锡丝线径可按客户订做(0.5-3.5mm)。 复合助焊剂，焊接不弹溅，可按客户订做。 助焊剂分布均匀，线芯里无断助焊剂现象。 绕线整齐，不打结，易焊接操作，工效高 。 无铅锡丝的种类:1、锡铜无铅锡线/无铅锡丝(Sn99.3Cu0.7) 2、锡银铜无铅锡线/无铅锡丝(Sn96.5Ag3.0Cu0.5) 3、0.3银无铅锡线/无铅锡丝(Sn99Ag0.3Cu0.7) 4、小松香无铅锡线/无铅锡丝(助焊剂含量1.6%) 5、锡铜硅无铅锡丝/无铅锡丝（Sn 99.3%，Cu 0.7%，Si 0.007%） 6.、实芯型无铅锡线/无铅锡丝(不含助焊剂成份) 无铅焊锡丝的特点： 纯锡制造，湿润性、导电性、导热性能好。 助焊剂适中，焊接不弹溅，可按客户订做。 助焊剂分布均匀，线芯里无断助焊剂现象。 绕线整齐，不打结，易焊接操作，工效高。 环保无铅焊锡丝符合RoHS标准，SGS认证。三、焊接操作的正确姿势（1）烙铁一般应距鼻子的30-40cm，防止操作时吸入有害气体。（2）电烙铁的三种握法：A、反握法。B、正握法。C、握笔法。反握法：反握法动作稳定，长时间操作不宜疲适于大功率烙铁的操作。正握法：正握法适于中等功率烙铁或带弯头电烙铁的操作握笔法：在操作台上焊印制板等焊件时多采用握笔法。（3）焊锡丝一般有两种拿法：1、连续锡焊时2、断续锡焊时（4）电烙铁使用以后，一定要稳妥地放在烙铁架上，以免烫伤导线，造成漏电事故。（5）焊接完毕使用无尘纸粘取IPA(酒精)进行清洗焊接的部位。四、焊接的基本步骤（1）焊前准备：焊接前确认电路铁是否在允许使用状态温度。选择恰当的烙铁头和焊点的接触位置，才可能得到良好的焊点。（2）正确的焊接操作的5个步骤1、准备施焊：左手拿焊丝，右手握烙铁，进入备焊状态。要求烙铁头保持干净，无焊渣等氧化物，并在表面镀一层焊锡。2、加热焊件：烙铁头靠在两焊件的连接处，加热整个焊件全体，时间约为12秒钟。对于在印制板上焊接元器件来说，要注意使烙铁头同时接触焊盘和元器件的引线。3、送入焊丝：焊件的焊接面被加热到一定温度时，焊锡丝从烙铁对面接触焊件。注意：不要把焊锡丝送到烙铁头上。4、移开焊丝：当焊丝熔化一定量后，立即向左上45度方向移开焊丝。5、移开烙铁：焊锡浸润焊盘和焊件的施焊部位以后，向右上45度方向移开烙铁，结束焊接。（3）热容量小(MIC,0402已下元件等)的焊件的焊接步骤1、准备施焊：左手拿焊丝，右手握烙铁，进入备焊状态。要求烙铁头保持干净，无焊渣等氧化物，并在表面镀一层焊锡。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，并注意移去焊丝的时间不得滞后于移开烙铁的时间。（4）焊接方法的总结A、做好焊件表面处理B、预焊是一道重要的工序C、保持烙铁头的清洁D、严格控制烙铁头的温度E、严格控制焊接时间F、不要用过量的焊剂五、操作的注意事项（1）保持烙铁头的清洁焊接时，烙铁头长期处于高温状态，又接触焊剂等弱酸性物质，其表面很容易氧化并沾上一层黑色杂质。这些杂质形成隔热层，妨碍了烙铁头与焊件之间的热传导。因此要注意随时在烙铁架上蹭去杂质。用一块湿布或湿海棉随时擦拭烙铁头，也是常用的方法之一。（2）靠增加接触面积来加快传热加热时，应该让焊件需要焊锡浸润的各部分均匀受热，而不是仅仅加热焊件的一部分，更不要采用烙铁对焊件增加压力的办法，以免造成损坏或不易觉察的隐患。有些初学者企图加快焊接，用烙铁头对焊接面施加压力，这是不对的。正确的方法是，要根据焊件的形状选用不同的烙铁头或者自己修整烙铁头，让烙铁头与焊件形成面的接触而不是点或线的接触。这样，就能大大提高效率。（3）加热要靠焊锡桥在非流水线作业中，焊接的焊点形状是多种多样的，不大可能不断更换烙铁头。要提高加热的效率，需要有进行热量传递的焊锡桥。所谓焊锡桥，就是靠烙铁头上保留少量焊锡，作为加热时烙铁头与焊件之间传热的桥梁。由于金属熔液的导热效率远远高于空气，使焊件很快就被加热至焊接温度。应该注意，作为焊锡桥的锡量不可保留过多，以免造成焊点误连（4）烙铁撤离有讲究烙铁的撤离要及时，而且撤离时的角度和方向与焊点的形成有关（一般为45度）。（5）在焊锡凝固之前不能动切勿使焊件移动或受到振动，特别是用镊子夹住焊件时，一定要等焊锡凝固后再移走镊子，否则极易造成虚焊。（6）焊锡用量要适中过量的焊锡不但无必要地消耗较贵的锡，而且还增加焊接时间，降低工作速度。更为严重的是，过量的锡很容易造成不易觉察的短路故障。焊锡过少也不能形成牢固的结合，同样是不利的。特别是焊接印制板引出导线时，焊锡用量不足，极容易造成导线脱落。（7）不要使用烙铁头作为运载焊料的工具有人习惯用烙铁头沾上焊锡再去焊接，结果造成焊料的氧化。因为烙铁头的温度一般在300度左右，焊锡丝中的焊剂在高温时容易分解失效。六、不良缺陷原因分析和改善措施焊点的要求：1、可靠的电气连接2、足够的机械强度3、光洁整齐的外观（1）不良术语短路：不在同一条线路的两个或以上的点相连并处于导通状态。起皮：线路铜箔因过分受热或外力作用而脱离线路底板。少锡：焊盘不完全，或焊点不呈波峰状饱满。假焊：焊锡表面看是波峰状饱满，显光泽，但实质上并未与线路铜箔相熔化或未完全熔化在线路铜箔上。脱焊：元件脚脱离焊点。虚焊：焊锡在引线部与元件脱离。角焊：因过分加热使助焊剂丢失多引起焊锡拉尖现象。拉尖：因助焊剂丢失而使焊点不圆滑，显得无光泽。元件脚长：元件脚露出板底的长度超过1.5-2.0mm。盲点：元件脚未插出板面。（2）不良现象形成原因，显现和改善措施1、加热时间问题（1）加热时间不足：会使焊料不能充分浸润焊件而形成松香夹渣而虚焊。（2）加热时间过长（过量加热），除有可能造成元器件损坏以外，还有如下危害和外部特征。A、焊点外观变差。如果焊锡已经浸润焊件以后还继续进行过量的加热，将使助焊剂全部挥发完，造成熔态焊锡过热。当烙铁离开时容易拉出锡尖，同时焊点表面发白，出现粗糙颗粒，失去光泽。B、高温造成所加松香助焊剂的分解碳化。松香一般在210度开始分解，不仅失去助焊剂的作用，而且造成焊点夹渣而形成缺陷。如果在焊接中发现松香发黑，肯定是加热时间过长所致。C、过量的受热会破坏印制板上铜箔的粘合层，导致铜箔焊盘的剥落。因此，在适当的加热时间里，准确掌握加热火候是优质焊接的关键。（3）不良焊点成因及隐患1、松香残留：形成助焊剂的薄膜。隐患：造成电气上的接触不良。原因分析：烙铁功率不足焊接时间短引线或端子不干净。2、虚焊：表面粗糙，没有光泽。隐患：减少了焊点的机械强度，降低产品寿命。原因分析：焊锡固化前,用其他东西接触过焊点加热过度重复焊接次数过多3、裂焊：:焊点松动，焊点有缝隙,牵引线时焊点随之活动。隐患：造成电气上的接触不良。原因分析：焊锡固化前，用其他东西接触过焊点加热过量或不足引线或端子不干净。4、多锡：焊锡量太多，流出焊点之外，包裹成球状，润湿角大于90度以上。隐患：影响焊点外观，可能存在质量隐患，如焊点内部可能有空洞。原因分析：焊锡的量过多加热的时间过长。5、拉尖：焊点表面出现牛角一样的突出。隐患：容易造成线路短路现象。原因分析：烙铁的撤离方法不当加热时间过长。6、少锡：焊锡的量过少，润湿角小于15度以下。隐患：降低了焊点的机械强度。原因分析：引线或端子不干净，预挂的焊锡不足，焊接时间过短。7、引线处理不当：焊点粗糙,烧焦,引线陷入,芯线露出过多。隐患：电气上接触不良，容易造成短路。原因分析：灰尘或碎屑积累造成绝缘不良该处被加热时间过长，引线捆扎不良。8、接线端子绝缘部分烧焦：焊接金属过热，引起绝缘部分烧焦。隐患：容易造成短路的隐患。原因分析：加热时间过长焊锡及助焊剂的飞散。（4）不良焊点的对策1、拉尖成因：加热时间过长，助焊剂使用量过少，拖锡角度不正确。对策：焊接时间控制在3秒左右，提高助焊剂的使用量，拖锡角度为45度。2、空洞、针孔成因：元件引线没预挂锡,使引线周围形成空洞，PCB板受潮对策：适当延长焊接的时间，对引脚氧化的进行加锡预涂敷处理，对受潮PCB进行烘板。3、多锡成因：温度过高，焊锡使用量过多，焊锡角度未掌握好。对策：使用合适的烙铁，对烙铁的温度进行管理，适当减少焊锡的使用量，角度为45度。4、冷焊成因：焊接后,焊锡未冷却固化前被晃动或震动，使焊锡下垂或产生应力纹对策：待焊点完全冷却后，再将PCB板流入下一工位5、润湿不良成因：焊盘或引脚氧化，焊接时间过短，拖锡速度过快。对策：对氧化的焊盘或引脚进行加锡预涂敷处理，适当减慢焊接的速度，焊接时间控制在3秒。6、连焊成因：因焊锡流动性差,使其它线路短路。对策：焊接时使用适当的助焊剂，焊接时间控制在3秒左右，适当提高焊接温度。引起润湿的环境条件：被焊母材的表面必须是清洁的，不能有氧化物或污染物。形象比喻：把水滴到荷花叶上形成水珠，就是水不能润湿荷花。把水滴到棉花上，水就渗透到棉花里面去了，就是水能润湿棉花。2扩散：伴随着润湿的进行，焊料与母材金属原子间的相互扩散现象开始发生。通常原子在晶格点阵中处于热振动状态，一旦温度升高。原子活动加剧，使熔化的焊料与母材中的原子相互越过接触面进入对方的晶格点阵，原子的移动速度与数量决定于加热的温度与时间。(图二所示)。3. 冶金结合：由于焊料与母材相互扩散，在2种金属之间形成了一个中间层-金属化合物，要获得良好的焊点，被焊母材与焊料之间必须形成金属化合物，从而使母材达到牢固的冶金结合状态。(图三所示)二、助焊剂的作用助焊剂（FLUX）這個字来自拉丁文是流动（Flow in Soldering）。助焊剂主要功能为：1化学活性(Chemical Activity)要达到一个好的焊点，被焊物必须要有一个完全无氧化层的表面，但金属一旦曝露于空气中会生成氧化层，这中氧化层无法用传统溶剂清洗，此时必须依赖助焊剂与氧化层起化学作用，当助焊剂清除氧化层之后，干净的被焊物表面，才可与焊锡结合。助焊剂与氧化物的化学放映有几种：1、相互化学作用形成第三种物质；2、氧化物直接被助焊剂剥离；3、上述两种反应并存。松香助焊剂去除氧化层，即是第一种反应，松香主要成份为松香酸（Abietic Acid）和异构双萜酸(Isomeric diterpene acids)，当助焊剂加热后与氧化铜反应，形成铜松香（Copper abiet），是呈绿色透明状物质，易溶入未反应的松香内与松香一起被清除，即使有残留，也不会腐蚀金属表面。氧化物曝露在氢气中的反应，即是典型的第二种反应，在高温下氢与氧发生反应成水，减少氧化物，这种方式常用在半导体零件的焊接上。几乎所有的有机酸或无机酸都有能力去除氧化物，但大部分都不能用来焊锡，助焊剂被使用除了去除氧化物的功能外，还有其他功能，这些功能是焊锡作业时，必不可免考虑的。2热稳定性（Thermal Stability）当助焊剂在去除氧化物反应的同时，必须还要形成一个保护膜，防止被焊物表面再度氧化，直到接触焊锡为止。所以助焊剂必须能承受高温，在焊锡作业的温度下不会分解或蒸发，如果分解则会形成溶剂不溶物，难以用溶剂清洗，W/W级的纯松香在280左右会分解，此应特别注意。3助焊剂在不同温度下的活性好的助焊剂不只是要求热稳定性，在不同温度下的活性亦应考虑。助焊剂的功能即是去除氧化物，通常在某一温度下效果较佳，例如RA的助焊剂，除非温度达到某一程度，氯离子不会解析出来清理氧化物，当然此温度必须在焊锡作业的温度范围内。当温度过高时，亦可能降低其活性，如松香在超过600（315）时，几乎无任何反应，也可以利用此一特性，将助焊剂活性纯化以防止腐蚀现象，但在应用上要特别注意受热时间与温度，以确保活性纯化。三、焊锡丝的组成与结构我们使用的有铅SnPb(Sn63%Pb37%)的焊锡丝和无铅SAC（96.5%SN 3.0%AG0.5%CU）的焊锡丝里面是空心的，这个设计是为了存储助焊剂（松香），使在加焊锡的同时能均匀的加上助焊剂。当然就有铅锡丝来说，根据SNPB的成分比率不同有更多中成份，其主要用途也不同：同样目前主流的无铅锡丝成份也有多种，单从SC和SAC成份来看： 焊锡丝的作用：达到元件在电路上的导电要求和元件在PCB板上的固定要求。四、电烙铁的基本结构烙铁：(1)手柄、(2)发热丝、(3)烙铁头、(4)电源线、(5)恒温控制器、(6)烙铁头清洗架(图四所示)电烙铁的作用：用来焊接电子原件、五金线材及其它一些金属物体的工具。五、手工焊接过程1、操作前检查（1）每天上班前3-5分钟把电烙铁插头插入规定的插座上，检查烙铁是否发热，如发觉不热，先检查插座是否插好，如插好，若还不发热，应立即向管理员汇报，不能自随意拆开烙铁，更不能用手直接接触烙铁头.（2）已经氧化凹凸不平的或带钩的烙铁头应更新的：1、可以保证良好的热传导效果；2、保证被焊接物的品质。如果换上新的烙铁嘴，受热后应将保养漆擦掉，立即加上锡保养。烙铁的清洗要在焊锡作业前实施，如果5分钟以上不使用烙铁，需关闭电源。海绵要清洗干净不干净的海绵中含有金属颗粒，或含硫的海绵都会损坏烙铁头。（3）检查吸锡海绵是否有水和清洁，若没水，请加入适量的水（适量是指把海绵按到常态的一半厚时有水渗出，具体操作为：湿度要求海绵全部湿润后，握在手掌心，五指自然合拢即可），海绵要清洗干净，不干净的海绵中含有金属颗粒，或含硫的海绵都会损坏烙铁头。（4）人体与烙铁是否可靠接地，人体是否佩带静电环。2、焊接步骤 烙铁焊接的具体操作步骤可分为五步，称为五步工程法，要获得良好的焊接质量必须严格的按下图五操作。按上述步骤进行焊接是获得良好焊点的关键之一。在实际生产中，最容易出现的一种违反操作步骤的做法就是烙铁头不是先与被焊件接触，而是先与焊锡丝接触，熔化的焊锡滴落在尚末预热的被焊部位，这样很容易产生焊点虚焊，所以烙铁头必须与被焊件接触，对被焊件进行预热是防止产生虚焊的重要手段。3、焊接要领（1）烙铁头与两被焊件的接触方式(图六所示)接触位置：烙铁头应同时接触要相互连接的2个被焊件（如焊脚与焊盘），烙铁一般倾斜45度，应避免只与其中一个被焊件接触。当两个被焊件热容量悬殊时，应适当调整烙铁倾斜角度，烙铁与焊接面的倾斜角越小，使热容量较大的被焊件与烙铁的接触面积增大，热传导能力加强。如LCD拉焊时倾斜角在30度左右，焊麦克风、马达、喇叭等倾斜角可在40度左右。两个被焊件能在相同的时间里达到相同的温度，被视为加热理想状态。接触压力：烙铁头与被焊件接触时应略施压力，热传导强弱与施加压力大小成正比，但以对被焊件表面不造成损伤为原则。（2）焊丝的供给方法焊丝的供给应掌握3个要领，既供给时间，位置和数量。供给时间：原则上是被焊件升温达到焊料的熔化温度是立即送上焊锡丝。供给位置：应是在烙铁与被焊件之间并尽量靠近焊盘。供给数量：应看被焊件与焊盘的大小，焊锡盖住焊盘后焊锡高于焊盘直径的1/3既可。（3）焊接时间及温度设置A、温度由实际使用决定，以焊接一个锡点4秒最为合适，最大不超过8秒，平时观察烙铁头，当其发紫时候，温度设置过高。B、一般直插电子料，将烙铁头的实际温度设置为（350370度）；表面贴装物料（SMC）物料，将烙铁头的实际温度设置为（330350度）C、特殊物料，需要特别设置烙铁温度。FPC，LCD连接器等要用含银锡线，温度一般在290度到310度之间。D、焊接大的元件脚，温度不要超过380度，但可以增大烙铁功率。（