电子器件焊接常识

1 电子器件焊接常识 1 焊接常用的工具和材料 电烙铁 焊料 助焊剂 钢丝钳 万用表 等都是焊接电子元件所必备的 工具 1 电烙铁 电烙铁是电子制作和电器维修的必备工具 主要用途是焊接元件及导线 按结构可分为 内热式电烙铁 外热式电烙铁 按功能可分为 无吸锡电烙铁 吸锡式电烙铁 按用途可分为 大功率电烙铁 小功率电烙铁 外热式电烙铁 内热式电烙铁 可调恒温电烙铁 2 焊料 焊料是一种易熔金属 最常用的一般是锡丝 焊料的作用是使元件引脚与 印刷电路板的连接点连接在一起 焊料的选择对焊接质量有很大的影响 最常 用的一般是锡丝 按成分可分为 有铅焊锡 无铅焊锡 按形状可分为 锡丝 锡条 锡丝锡条 2 1 有铅焊锡 由锡 熔点 232 度 和铅 熔点 327 度 组成的合金 其中由锡 63 和铅 37 组成的焊锡被称为共晶焊锡 这种焊锡的熔点是 183 度 2 2 无铅焊锡 为适应欧盟环保要求提出的 ROHS 标准 焊锡由锡铜合金做成 其中铅含 量为 1000PPM 以下 2 2 3 锡丝 焊接作业时使用的线状焊锡被称为松香芯焊锡线或焊锡丝 如图所示 在 焊锡中加入了助焊剂 这种助焊剂是由松香和少量的活性剂组成 2 4 锡条 焊锡经过熔解 模具 成品 形成一公斤左右长方体形状 3 助焊剂 在焊接工艺中能帮助和促进焊接过程 同时具有保护作用 阻止氧化反应 的化学物质 助焊剂可分为固体 液体和气体 主要有 辅助热传导 去 除氧化物 降低被焊接材质表面张力 去除被焊接材质表面油污 增 大焊接面积 防止再氧化 等几个方面 在这几个方面中比较关键的作用 有两个就是 去除氧化物 与 降低被焊接材质表面张力 助焊剂的种类很多 大体上可分为有机 无机和树脂三大系列 3 1 有机助焊剂 有机系列助焊剂的助焊作用介于无机系列助焊剂和树脂系列助焊剂之间 它也属于酸性 水溶性焊剂 含有有机酸的水溶性焊剂以乳酸 柠檬酸为基础 由于它的焊接残留物可以在被焊物上保留一段时间而无严重腐蚀 因此可以用 在电子设备的装联中 但一般不用在 SMT 的焊膏中 因为它没有松香焊剂的 粘稠性 起防止贴片元器件移动的作用 3 2 无机助焊剂 无机系列助焊剂的化学作用强 助焊性能非常好 但腐蚀作用大 属于酸 性焊剂 因为它溶解于水 故又称为水溶性助焊剂 它包括无机酸和无机盐 2 类 含有无机酸的助焊剂的主要成分是盐酸 氢氟酸等 含有无机盐的助焊剂 的主要成分是氯化锌 氯化铵等 它们使用后必须立即进行非常严格的清洗 因为任何残留在被焊件上的卤化物都会引起严重的腐蚀 这种助焊剂通常只用 于非电子产品的焊接 在电子设备的装联中严禁使用这类无机系列的助焊剂 3 3 树脂助焊剂 在电子产品的焊接中使用比例最大的是树脂型助焊剂 由于它只能溶解于 有机溶剂 故又称为有机溶剂助焊剂 其主要成分是松香 松香在固态时呈非 活性 只有液态时才呈活性 其熔点为 127 活性可以持续到 315 锡焊的 最佳温度为 240 250 所以正处于松香的活性温度范围内 且它的焊接残留 物不存在腐蚀问题 这些特性使松香为非腐蚀性焊剂而被广泛应用于电子设备 的焊接中 为了不同的应用需要 松香助焊剂有液态 糊状和固态 3 种形态 固态的 助焊剂适用于烙铁焊 液态和糊状的助焊剂分别适用于波峰焊 3 助焊膏 松香助焊剂无机助焊剂 4 斜口钳 斜口钳主要用于剪切导线 元器件多余的引线 还常用来代替一般剪刀剪 切绝缘套管 尼龙扎线卡等 市面上对于斜口钳又名 斜嘴钳 而且分为很多类别的斜嘴钳 斜嘴钳 分类 专业电子斜嘴钳 德式省力斜嘴钳 不锈钢电子斜嘴钳 VDE 耐高压大 头斜嘴钳 镍铁合金欧式斜嘴钳 精抛美式斜嘴钳 省力斜嘴钳等 另外 市场上的斜嘴钳的尺寸一般分为 4 5 6 7 8 大于 8 的比较少见 比 4 更小的 一般市场称为迷你斜口钳 约为 125MM 尺 寸选择建议 斜口钳功能以切断导线为主 2 5mm的单股铜线 剪切起来已经很 费力 而且容易导致钳子损坏 所以建议斜口钳不宜剪切 2 5mm以上的 单股铜线和铁丝 在尺寸选择上以 5 6 7 为主 普通电工布线时选择 6 7 切断能力比较强 剪切不费力 线路板安装维修以 5 6 为主 使 用起来方便灵活 长时间使用不易疲劳 4 的属于迷你的钳子 只适合做一些 小的工作 注意事项 使用钳子要量力而行 不可以用来剪切钢丝 钢丝绳和过粗的 铜导线和铁丝 否则容易导致钳子崩牙和损坏 斜口钳斜口钳 5 万用表 万用表又称为复用表 多用表 三用表 繁用表等 是电力电子等部门不 可缺少的测量仪表 一般以测量电压 电流和电阻为主要目的 万用表按显示 方式分为指针万用表和数字万用表 是一种多功能 多量程的测量仪表 一般 万用表可测量直流电流 直流电压 交流电流 交流电压 电阻和音频电平等 有的还可以测交流电流 电容量 电感量及半导体的一些参数 如 等 4 指针万用表数字万用表 2 焊接技巧及烙铁使用 一 焊接机巧 1 焊前处理 焊接前 应对元件引脚或电路板的焊接部位进行焊前处理 清除焊接部位的氧化层 可用断锯条制成小刀 刮去金属引线表面的氧化层 使引脚露出金属光泽 印刷电路板可用细纱纸将铜箔打光后 涂上一层松香酒精溶液 元件镀锡 在刮净的引线上镀锡 可将引线蘸一下松香酒精溶液后 将带锡的热烙铁 头压在引线上 并转动引线 即可使引线均匀地镀上一层很薄的锡层 导线焊 接前 应将绝缘外皮剥去 再经过上面两项处理 才能正式焊接 若是多股金 属丝的导线 打光后应先拧在一起 然后再镀锡 2 做好焊前处理之后 就可正式进行焊接 右手持电烙铁 左手用尖嘴钳或镊子夹持元件或导线 焊接前 电烙 铁要充分预热 烙铁头刃面上要吃锡 即带上一定量焊锡 将烙铁头刃面紧贴在焊点处 电烙铁与水平面大约成 60 角 以便于 熔化的锡从烙铁头上流到焊点上 烙铁头在焊点处停留的时间控制在 2 3 秒钟 抬开烙铁头 左手仍持元件不动 待焊点处的锡冷却凝固后 才可松 开左手 用镊子转动引线 确认不松动 然后可用偏口钳剪去多余的引线 3 焊接质量 焊接时 要保证每个焊点焊接牢固 接触良好 要保证焊接质量 所示应是锡点光亮 圆滑而无毛刺 锡量适中 锡和被焊物融合牢固 不 应有虚焊和假焊 虚焊是焊点处只有少量锡焊住 造成接触不良 时通时断 假焊是指表面 5 上好像焊住了 但实际上并没有焊上 有时用手一拔 引线就可以从焊点中拔 出 焊接电路板时 一定要控制好时间 太长 电路板将被烧焦 或造成铜箔 脱落 从电路板上拆卸元件时 可将电烙铁头贴在焊点上 待焊点上的锡熔化 后 将元件拔出 经验 焊接后的检查 焊接结束后必须检查有无漏焊 虚焊以及由于焊锡流 淌造成的元件短路 虚焊较难发现 可用镊子夹住元件引脚轻轻拉动 如发现 摇动应立即补焊 4 拆元件 其实拆换元件再简单不过了 用吸焊器很容易就能完成 将元件管脚上的 焊锡全部吸掉 这里告诉大家一个小诀窍 现在的电路板大多做工精细 焊锡 使用很少 很难熔掉 那么我们可以加点焊锡在管脚上再去利用吸焊器就容易 多了 另一个方法就是 直接使用电烙铁熔掉焊锡 但这样就存在不小的危险性 既要小心焊点没完全被熔掉 又怕接触的太久烧坏元件了 常用的方法是在加 温的时候就用镊子夹住元件外拉 当温度达到时 元件就会被拉出 但切记不 要太用力了 否则管脚断在焊锡中就麻烦了 但是保险起见 两种方法结合起 来使用是再好不过了 因为有时由于元件插孔太小 吸焊很难被吸干净 此时 撤走吸焊器就会粘住 这是虚焊 可以用电烙铁加热取掉 接下来根据需要换 元件上去就和焊接元件的步骤一样了 二 电烙铁的使用 焊接技术是一项电子爱好者必须掌握的基本技术 需要多多练习才能熟练 掌握 1 选用合适的焊锡 应选用焊接电子元件用的低熔点焊锡丝 2 助焊剂 用 25 的松香溶解在 75 的酒精 重量比 中作为助焊剂 3 电烙铁使用前要上锡 具体方法是 将电烙铁烧热 待刚刚能熔化焊锡 时 涂上助焊剂 再用焊锡均匀地涂在烙铁头上 使烙铁头均匀的吃上一层锡 4 焊接方法 把焊盘和元件的引脚用细砂纸打磨干净 涂上助焊剂 用烙 铁头沾取适量焊锡 接触焊点 待焊点上的焊锡全部熔化并浸没元件引线头后 电烙铁头沿着元器件的引脚轻轻往上一提离开焊点 5 焊接时间不宜过长 否则容易烫坏元件 必要时可用镊子夹住管脚帮助 散热 6 焊点应呈正弦波峰形状 表面应光亮圆滑 无锡刺 锡量适中 7 焊接完成后 要用酒精把线路板上残余的助焊剂清洗干净 以防炭化后 的助焊剂影响电路正常工作 8 集成电路应最后焊接 电烙铁要可靠接地 或断电后利用余热焊接 或 者使用集成电路专用插座 焊好插座后再把集成电路插上去 9 电烙铁应放在烙铁架上 在电子制作中 元器件的连接处需要焊接 焊接的质量对制作的质量影响 极大 所以 学习电于制作技术 必须掌握焊接技术 练好焊接基本功 6 三 电烙铁头使用及保养 适当地使用烙铁头和经常注意烙铁头的清洁保养 不单大大增加烙铁头的 寿 命 还可以把烙铁头的卓越传热性能完全发挥 烙铁头的保养 烙铁头的保养 1 1 进行焊接工作前进行焊接工作前 必须先把清洁海绵湿水 再挤干多余水份 这样才可以使烙 铁头得到最好的清洁效果 如果使用非湿润的清洁 海绵 会使烙 铁头受损而导致不上锡 图 1 2 2 进行焊接工作时进行焊接工作时 以下焊接的顺序可以使烙铁头得到焊锡的保护及减低氧化速 度 图 2 3 3 进行焊接工作后进行焊接工作后 先把温度调到约 250 C 然后清洁烙铁头 再加上一层新锡作保护 如果 使用非控温焊铁 先把电源切断 让烙铁头温度稍为降低后才上锡 4 4 注意事项注意事项 a 尽量使用低温焊接 高温会使烙铁头加速氧化 降低烙铁头寿命 如果烙铁头温度超过 470 C 它的氧化速度是 380 C 的两倍 图 3 b 勿施压过大 在焊接时 请勿施压过大 否则会使烙铁头受损变形 只要烙铁头能充份 接触焊点 热量就可以传递 另外选择合适的烙铁头也能帮助传热 图 4 c 经常保持烙铁头上锡 这可以减低烙铁头的氧化机会 使烙铁头更耐用 使用后 应待烙铁头温 度稍为降低后才加上新焊锡 使镀锡层有更佳的防氧化效果 图 5 d 保持烙铁头清洁及即时清理氧化物 如果烙铁头上有黑色氧化物 烙铁头就可能会不上锡 此时必须立即进行 清理 清理时先把烙铁头温度调到约 图 1 图 2 7 250 C 再用清洁海绵清洁烙铁头 然后再上锡 不断重复动作 直到把氧化 物清理为止 图 6 e 选用活性低的助焊剂 活动性高或腐蚀性强的助焊剂在受热时会加速腐蚀烙铁头 所以应选用低 腐蚀性的助焊剂 图 7 注 切勿使用沙纸或硬物清洁烙铁头 f 把焊铁放在焊铁架上 不需使用焊铁时 应小心地把焊铁摆放在合适的焊铁架上 以免烙铁头受 到碰撞而损坏 图 8 图 3 图 4 图 5 图 6 图 7 图 8 g 选择合适的烙铁头 选择正确的烙铁头尺寸和形状是非常重要的 选择合适的烙铁头能使工作 更有 效率及增加烙铁头之耐用程度 选择错误的烙铁头会影响焊铁不能发挥最 高效率 焊接质量也会因此而减低 图 9 烙铁头之大小与热容量有直接关系 烙 铁头越大 热容量相对越大 烙铁头越小 热容量也越小 进行连续焊接时 使用越大 的烙铁头 温度跌幅越少 此外 因为大烙 铁头的热容量高 焊接的时候能够使用比较 低的温度 烙铁头就不易氧化 增加它的寿 命 短而粗的烙铁头传热较长而幼的烙铁头 快 而且比较耐用 扁的 钝的烙铁头比尖 锐的烙铁头能传递更多的热量 一般来说 烙铁头尺寸以不影响邻近元件为标准 选择 能够与焊点充份接触的几何尺寸能提高焊接 效率 注意 当需要更换烙铁头时 请选择原装白光烙铁头并确认烙铁头型号 如果使 用非原装白光烙铁头或使用型号不相配的烙铁头 会影响焊铁原有的性能并且 图 9 8 损坏发热芯及电路板等部件 900900 系列烙铁头种类及其应用范围系列烙铁头种类及其应用范围 900S 系列 适用于 900S 900S ESD 焊铁 900M 系列 适用于 907 907 ESD 900M 900M ESD 933 913 951 焊铁 900L 系列 适用于 908 908 ESD 900L 900L ESD 934 914 952 焊铁 I I 型 型 特点 特点 烙铁头尖端幼细 应用范围 应用范围 适合精细之焊接 或焊接空间狭小之情况 也可以修正焊接芯 片时产生之锡桥 B B 型型 LB LB 型 圆锥形 型 圆锥形 特点 特点 B 型烙铁头无方向性 整个烙铁头前端均可进行焊接 应用范围 应用范围 适合一般焊接 无论大小之焊点 也可使用 B 型烙铁头 LB 型是 B 型的一种 形状修长 能在焊点周围有较高身之元件或焊接空间 狭窄的焊接环境中灵活操作 9 D 型 LD 型 一字批咀形 特点 特点 用批咀部份进行焊接 应用范围 应用范围 适合需要多锡量之焊接 例如焊接面积大 粗端子 焊垫大的 焊接环境 10 C 型 CF 型 斜切圆柱形 特点 特点 用烙铁头前端斜面部份进行焊接 适合需要多锡量之焊接 CF 型烙铁头只 有斜面部份有镀锡层 焊接时只有斜面部份才能沾锡 故此沾锡量会与 C 型烙 铁头有所不同 视乎焊接之需要而选择 应用范围 应用范围 型烙铁头应用范围与 D 型烙铁头相似 例如焊接面积大 粗端子 焊垫 大的情况适用 0 5C 1C CF 1 5CF 等烙铁头非常精细 适用于焊接