焊接技术第3讲.ppt

焊接技术 电子电路的焊接 组装与调试在电子工程技术中占有重要位置 任何一个电子产品都是由设计 焊接 组装 调试形成的 而焊接是保证电子产品质量和可靠性的最基本环节 调试则是保证电子产品正常工作的最关键环节 一 焊接的基本知识 1 1焊接的种类焊接是使金属连接的一种方法 是电子产品生产中必须掌握的一种基本操作技能 现代焊接技术主要分为下列三类 熔焊 是一种直接熔化母材的焊接技术 钎焊 是一种母材不熔化 焊料熔化的焊接技术 接触焊 是一种不用焊料和焊剂 即可获得可靠连接的焊接技术 1 2焊料 焊剂和焊接的辅助材料 1 焊料焊料是一种熔点低于被焊金属 在被焊金属不熔化的条件下 能润湿被焊金属表面 并在接触面处形成合金层的物质 电子产品生产中 最常用的焊料称为锡铅合金焊料 又称焊锡 它具有熔点低 机械强度高 抗腐蚀性能好的特点 2 焊剂 助焊剂 焊剂是进行锡铅焊接的辅助材料 焊剂的作用 去除被焊金属表面的氧化物 防止焊接时被焊金属和焊料再次出现氧化 并降低焊料表面的张力 有助于焊接 常用的助焊剂有 无机焊剂有机助焊剂松香类焊剂 电子产品的焊接中常用 3 常用的锡铅合金焊料 焊锡 锡铅合金焊料的有多种形状和分类 其形状有粉末状 带状 球状 块状和管状等几种 手工焊接中最常见的是管状松香芯焊锡丝 这种焊锡丝将焊锡制成管状 其轴向芯内是优质松香添加一定的活化剂组成的 4 清洗剂 在完成焊接操作后 要对焊点进行清洗 避免焊点周围的杂质腐蚀焊点 常用的清洗剂有 无水乙醇 无水酒精 航空洗涤汽油三氯三氟乙烷 1 3锡焊的基本过程 锡焊是使用锡铅合金焊料进行焊接的一种焊接形式 其过程分为下列三个阶段 A 润湿阶段 第一阶段 B 扩散阶段 第二阶段 C 焊点的形成阶段 第三阶段 1 4锡焊的基本条件 A 被焊金属应具有良好的可焊性B 被焊件应保持清洁C 选择合适的焊料D 选择合适的焊剂E 保证合适的焊接温度对印制板上的电子元器件进行焊接时 一般选择20W 35W的电烙铁 每个焊点一次焊接的时间应不大于3秒钟 焊接工具 常用的手工焊接工具是电烙铁 其作用是加热焊料和被焊金属 使熔融的焊料润湿被焊金属表面并生成合金 1 电烙铁的结构常见的电烙铁有直热式 感应式 恒温式 还有吸锡式电烙铁 1 直热式电烙铁直热式电烙铁它又可以分为内热式和外热式两种 主要由以下几部分组成 1 发热元件 俗称烙铁芯 它是将镍铬发热电阻丝缠在云母 陶瓷等耐热 绝缘材料上构成的 内热式与外热式主要区别在于外热式发热元件在传热体的外部 而内热式的发热元件在传热体的内部 2 烙铁头 作为热量存储和传递的烙铁头 一般用紫铜制成 3 手柄 一般用实木或胶木制成 手柄设计要合理 否则因温升过高而影响操作 4 接线柱 是发热元件同电源线的连接处 必须注意 一般烙铁有三个接线柱 其中一个是接金属外壳的 接线时应用三芯线将外壳接保护零线 电烙铁的选择合理地选用电烙铁 对提高焊接质量和效率有直接的关系 如果使用的电烙铁功率较小 则焊接温度过低 使焊点不光滑 不牢固 甚至焊料不能熔化 使焊接无法进行 如果电烙铁的功率太大 使元器件的焊点过热 造成元器件的损坏 致使印制电路板的铜箔脱落 烙铁头温度的判断 通常情况下 我们用目测法可以判断烙铁头的温度 根据助焊剂的发烟状态判别 在烙铁头上熔化一点松香芯焊料 根据助焊剂的烟量大小判断其温度是否合适 温度低时 发烟量小 持续时间长 温度高时 烟气量大 消散快 在中等发烟状态 约6 8秒消散时 温度约为300 这时是焊接的合适温度 二 手工焊接的工艺要求及质量分析技术 2 1手工焊接技术 手工焊接适合于产品试制 电子产品的小批量生产 电子产品的调试与维修以及某些不适合自动焊接的场合 手工焊接的要点是 保证正确的焊接姿势熟练掌握焊接的基本操作步骤掌握手工焊接的基本要领 正确的焊接姿势 一般采用坐姿焊接 工作台和坐椅的高度要合适 焊接操作者握电烙铁的方法 反握法 适合于较大功率的电烙铁 75W 对大焊点的焊接操作 正握法 适用于中功率的电烙铁及带弯头的电烙铁的操作 或直烙铁头在大型机架上的焊接 笔握法 适用于小功率的电烙铁焊接印制板上的元器件 电烙铁的接触及加热方法 1 电烙铁的接触方法 用电烙铁加热被焊工件时 烙铁头上一定要粘有适量的焊锡 为使电烙铁传热迅速 要用烙铁的侧平面接触被焊工件表面 2 电烙铁的加热方法 首先要在烙铁头表面挂有一层焊锡 然后用烙铁头的斜面加热待焊工件 同时应尽量使烙铁头同时接触印制板上焊盘和元器件引线 a 小焊盘加热 b 大焊盘加热 手工焊接操作的基本步骤 焊接操作过程分为五个步骤 也称五步法 一般要求在2 3秒的时间内完成 1 准备 2 加热 3 加焊料 4 移开焊料 5 移开烙铁在焊点较小的情况下 也可采用三步法完成焊接 即将五步法中的2 3步合为一步 4 5步合为一步 五步操作法 三步操作法 步骤一 步骤二 步骤三 步骤四 步骤二 手工焊接的工艺要求 1 保持烙铁头的清洁2 采用正确的加热方式3 焊料 焊剂的用量要适中4 烙铁撤离方法的选择5 焊点的凝固过程6 焊点的清洗 焊点合格的标准 1 焊点有足够的机械强度 为保证被焊件在受到振动或冲击时不至脱落 松动 因此要求焊点要有足够的机械强度 2 焊接可靠 保证导电性能 焊点应具有良好的导电性能 必须要焊接可靠 防止出现虚焊 3 焊点表面整齐 美观 焊点的外观应光滑 圆润 清洁 均匀 对称 整齐 美观 充满整个焊盘并与焊盘大小比例合适 满足上述三个条件的焊点 才算是合格的焊点 焊点的常见缺陷及原因分析 虚焊 假焊 拉尖桥接球焊印制板铜箔起翘 焊盘脱落导线焊接不当 焊点缺陷产生的原因 1 桥接 桥接是指焊锡将相邻的印制导线连接起来 时间过长 焊锡温度过高 烙铁撤离角度不当造成的 2 拉尖 焊点出现尖端或毛刺 原因是焊料过多 助焊剂少 加热时间过长 焊接时间过长 烙铁撤离角度不当 3 虚焊 焊锡与元器件引线或与铜箔之间有明显黑色界线 焊锡向界线凹陷 原因是印制板和元器件引线未清洁好 助焊剂质量差 加热不够充分 焊料中杂质过多 4 松香焊 焊缝中还将夹有松香渣 主要是焊剂过多或已失效 焊剂未充分挥发作用 焊接时间不够 加热不足 表面氧化膜未去除 5 铜箔翘起或剥离 铜箔从印制电路板上翘起 甚至脱落 主要原因是焊接温度过高 焊接时间过长 焊盘上金属镀层不良 6 不对称 焊锡末流满焊盘 主要是焊料流动性差 助焊剂不足或质量差 加热不足 7 汽泡和针孔 引线根部有喷火式焊料隆起 内部藏有空洞 目测或低倍放大镜可见有孔 主要是引线与焊盘孔间隙大 引线浸润性不良 焊接时间长 孔内空气膨胀 8 焊料过多 焊料面呈凸形 主要是焊料撤离过迟 9 焊料过少 焊接面积小于焊盘的80 焊料未形成平滑的过渡面 主要是焊锡流动性差或焊丝撤离过早 助焊剂不足 焊接时间太短 10 过热 焊点发白 无金属光泽 表面较粗糙 呈霜斑或颗粒状 主要是烙铁功率过大 加热时间过长 焊接温度过高过热 11 松动 外观粗糙 似豆腐渣一般 且焊角不匀称 导线或元器件引线可移动 主要是焊锡未凝固前引线移动造成空隙 引线未处理好 浸润差或不浸润 12 焊锡从过孔流出 焊锡从过孔流出 主要原因是过孔太大 引线过细 焊料过多 加热时间过长 焊接温过高过热 a 芯线过长 b 焊料浸过导线外皮 c 外皮烧焦 d 甩线 e 芯线散开 导线的焊接缺陷 焊接的注意事项 一般焊接的顺序是 是先小后大 先轻后重 先里后外 先低后高 先普通后特殊的次序焊装 即先焊分立元件 后焊集成块 对外联线要最后焊接 1 电烙铁 一般应选内热式20 35W恒温230 的烙铁 但温度不要超过300 的为宜 接地线应保证接触良好 2 焊接时间在保证润湿的前提下 尽可能短 一般不超过3秒 3 耐热性差的元器件应使用工具辅助散热 如微型开关 CMOS集成电路 瓷片电容 发光二极管 中周等元件 焊接前一定要处理好焊点 施焊时注意控制加热时间 焊接一定要快 还要适当采用辅助散热措施 以避免过热失效 4 如果元件的引线镀金处理的 其引线没有被氧化可以直接焊接 不需要对元器件的引线做处理 5 焊接时不要用烙铁头摩擦焊盘 6 集成电路若不使用插座 直接焊到印制板上 安全焊接顺序为 地端 输出端 电源端 输入端 7 焊接时应防止邻近元器件 印制板等受到过热影响 对热敏元器件要采取必要的散热措施 8 焊接时绝缘材料不不允许出现烫伤 烧焦 变形 裂痕等现象 9 在焊料冷却和凝固前 被焊部位必须可靠固定 可采用散热措施以加快冷却 10 焊接完毕 必须及时对板面进行彻底清洗 以便残留的焊剂 油污和灰尘等赃物 印刷电路板焊接的要领 1 印刷电路板面的加热时间要在3秒以下 在不得已情况下需长时间加热时 要一度完全冷却后 再反复加热 2 烙铁尖部要沿着板面方向脱离 如直角方向脱离 则易使焊料产生尖峰 也易使烙铁尖部附着焊料 3 为使烙铁能在短时间内对引线和板面完成加热 因而要求烙铁尖部的接触面积尽可能大些 4 不能把烙铁尖部压着板面移动 5 焊料要均匀的焊在引线的周围并稍稍隆起 能够确认引线已在其中的程度即可 1 将电烙铁头靠在元件脚和焊盘的结合部 注 所有元件从焊接面焊接 正确的焊接方法 不良的焊接方法 1 加热温度不够 焊锡不向被焊金属扩散生成金属合金 2 若烙铁头上带有少量焊料 可使烙铁头的热量较快传到焊点上 将焊接点加热到一定温度后 用焊锡丝触到焊接件处 熔化适量的焊料 焊锡丝应从烙铁头的对称侧加入 2 焊锡量不够 造成焊点不完整 焊接不牢固 3 当焊锡丝适量熔化后 迅速移开焊锡丝 当焊接点上的焊料流散接近饱满 助焊剂尚未完全挥发 也就是焊接点上的温度最适当 焊锡最光亮 流动性最强的时刻 迅速移开电烙铁 3 焊锡过量 容易将不应连接的端点短接 4 焊锡冷却后就得到一个理想的焊接了 4 焊锡桥接 焊锡流到相邻通路 造成线路短路 这个错误需用烙铁横过桥接部位即可 焊接质量的检查 1 目视检查 就是从外观上检查焊接质量是否合格 有条件的情况下 建议用3 10倍放大镜进行目检 目视检查的主要内容有 1 是否有错焊 漏焊 虚焊 2 有没有连焊 焊点是否有拉尖现象 3 焊盘有没有脱落 焊点有没有裂纹 4 焊点外形润湿应良好 焊点表面是不是光亮 圆润 5 焊点周围是无有残留的焊剂 6 焊接部位有无热损伤和机械损伤现象 2 手触检查 在外观检查中发现有可疑现象时 采用手触检查 主要是用手指触摸元器件有无松动 焊接不牢的现象 用镊子轻轻拨动焊接部或夹住元器件引线 轻轻拉动观察有无松动现象 拆焊 一般电阻 电容 晶体管等管脚不多 且每个引线能相对活动的元器件可用烙铁直接拆焊 将印制板竖起来夹住 一边用烙铁加热待拆元件的焊点 一边用镊子或尖嘴钳夹住元器件引线轻轻拉出 重新焊接时 需先用锥子将焊孔在加热熔化焊锡的情况下扎通 需要指出的是 这种方法不宜在一个焊点上多次用 因为印制导线和焊盘经反复加热后很容易脱落 造成印制板损坏 三常用工具装接工具 1 尖嘴钳头部较细 用于夹小型金属零件或弯曲元器件引线 不宜用于敲打物体或夹持螺母 2 偏口钳用于剪切细小的导线及焊后的线头 也可与尖嘴钳合用剥导线的绝缘皮 3 平口钳其头部较平宽 适用于重型作业 如螺母 紧固件的装配操作 夹持和折断金属薄板及金属丝 4 剥线钳专用于剥有包皮的导线 使用时注意将需剥皮的导线放入合适的槽口 剥皮时不能剪断导线 剪口的槽并拢后应为圆形 5 镊子有尖嘴镊子和圆嘴镊子两种 尖嘴镊子用于夹持较细的导线 以便于装配焊接 圆嘴镊子用于弯曲元器件引线和夹持元器件焊接等 用镊子夹持元器件焊接还起散热作用 6 螺丝刀又称起子 改锥 有 一 字式和 十 字式两种 专用于拧螺钉 根据螺钉大小可选用不同规格的螺丝刀 但在拧时 不要用力太猛 以免螺钉滑口 一电阻 电容器1电阻 电容器的装入 原则上要把导线插入到根部再弯曲 2带有管子的零件也如此 3在电容器中 仅电解电容器有极性 二二极管1二极管组装时要充分注意极性 2从根部弯曲导线很容易受到损坏 要十分注意 常用元器件的安装要求 三晶体管1晶体管 E B C 二极管 都各有极性 要注意 2导线完全弯曲安装后 不要有倾斜 四变压器 线圈1对线圈绕线头和绕线尾有极性 要注意 2端子要完全弯曲与铜框的面紧密接触 3安装的倾向 特别是端子 要注意向图形一侧完全露出 万用表零件识别 万用表安装注意事项 在没有特别指明的情况下 元件必须从线路板正面装入 线路板上的元件符号图指出了每个元件的位置和方向 根据元件符号的指示 按正确的方向将元件脚插入线路板的焊盘孔中 在线路板的另一面将元件脚焊接在焊盘上 将锰铜丝电阻从元件面插入线路板对应孔 要求锰铜丝电阻高出线路板元件面5mm 从元件面将锰铜丝电阻焊接在线路板上 将电池扣的连线从焊接面穿过线路板将红线插入 9V 标志孔 黑线 9V 标志孔 然后将电池线焊接在线路板上 将两保险管座从元件面插入线路板对应孔 确认保险管座上的挡片向外 然后保险管座焊接在线路板上 确认晶体管8脚测试座能够容易通过面盖上的相应孔 如果不能 要将面盖上的孔边毛刺修整 直到容易穿过 不要硬推测试座的脚 以免损坏它 将晶体管测试座从焊接面插入线路板对应孔 确认测试座上的突头方向对应线路板图示 从元件面将晶体管测试座焊接在线路板上 然后剪去多余的脚 从液晶片表面揭去透