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手工焊接基础知识 培训内容 一 概述二 烙铁的组成三 烙铁的保养和维护四 焊接原理五 助焊剂的作用六 焊锡丝的组成与作用七 手工焊接过程八 焊点质量检查 一 概述 随着电子元器件的封装更新换代加快 元件由原来的直插式改为了平贴式 连接排线也由FPC软板进行替代 元器件电阻电容经过了1206 0805 0603 0402 0201后已向01005平贴式发展 我们公司BGA封装应用也缩小到了0 3mm间距 这无一例外的说明了电子发展已朝向小型化 微型化发展 手工焊接难度也随之增加 在焊接当中稍有不慎就会损伤元器件 或引起焊接不良 所以我们的一线手工焊接人员必须对焊接原理 焊接过程 焊接方法 焊接质量的评定 及电子基础有一定的了解 二 烙铁的组成 烙铁由烙铁头 烙铁咀 发热芯 控制电源 加清洗海绵的烙铁支架和电源线组成 其中烙铁头的烙铁咀是非常易损的器件 而且比较贵重 烙铁根据使用场合不一样 有很多种功率供选择 如25W 30W 35W 40W 45W 50W等的烙铁 我们现在使用的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 随着电子产品无铅方案的导入 产品的焊接温度越来越高 电烙铁受到的高温氧化和损坏的可能性就越高 二 烙铁的组成 烙铁 烙铁的电源控制台 二 烙铁的组成 内有发热芯和带烙铁嘴的烙铁头 接地线 三 烙铁的保养和维护 烙铁的保养主要在烙铁头部分 其次是控制电源 1 使用焊台前的准备工作必须先检查清洁海绵是否干净和有没用水浸湿 如果不干净 必须要清洁干净 然后把清洁海绵浸湿水 再用力挤干多余的水分 盛装海绵的容器不能有积水 这样才可以使无铅烙铁头得到良好的清洁效果和避免急速降温氧化 如果使用非湿润的清洁海绵 会导致烙铁咀烫坏海绵而受到污染 导致不上锡 2 进行焊接工作时的保护焊接前先用清洁海绵清洁焊咀上的杂质 这样可以保证焊点的质量不会出现虚焊 假焊 和任何黑点 污点 可以减慢焊咀的氧化速度 所以保证焊咀的清洁度可以延长焊咀的使用寿命 三 烙铁的保养和维护 3 焊接工作完毕后的保护焊接工作完毕下班前 必须清洁焊咀 再加上一层新焊锡作保护 这样可以保护焊咀和空气隔离 焊咀不会和空气中的氧气发生氧化反应 4 当不使用烙铁时的保护当不使用烙铁时 不可让焊咀长时间处在高温状态 这样会使烙铁头上的焊剂转化为氧化物 致使烙铁头的导热功能大为减退 当焊台不使用时应把电源关掉 5 当烙铁头已经氧化时应如何处理 先把温度调到焊接温度 温度稳定后用清洁海绵清理焊咀 并检查焊咀状况 如果焊咀的镀锡层部分含有黑色氧化物时 可镀上新锡层 再用清洁海绵抹净焊咀 如此重复清理 直到彻底去除氧化物 然后再镀上新锡层 如果焊咀变形或穿孔 必须替换新咀 注意 切勿用锉刀剔除焊咀上的氧化物 三 烙铁的保养和维护 6 其它注意事项 尽量使用低温焊接 如果温度超过450 它的氧化速度是370 的两倍 请经常保持焊咀上锡 防止氧化 焊接时 请勿施压过大 否则会使焊咀受损变形 只要焊咀能充分接触焊点 热量就可以充分传递 另外选择合适的焊咀也能帮助您更好的达到焊接效果 提高工作效率 发热芯的正常保养方法 焊接时不要用力敲烙铁头 高温时容易把发热芯碰坏 电源控制器 在操作按键时用力要平衡 烙铁手柄插入时方向要对准以免电源外壳短路烧坏 四 焊接原理 焊接 利用比接触的金属 部品LEAD 铜板 温度底的锡相互间连接的合金层 锡焊是一门科学 他的原理是通过加热的烙铁将固态焊锡丝加热熔化 再借助于助焊剂的作用 使其流入被焊金属之间 待冷却后形成牢固可靠的焊接点 当焊料为锡铅合金焊接面为铜时 焊料先对焊接表面产生润湿 伴随着润湿现象的发生 焊料逐渐向金属铜扩散 在焊料与金属铜的接触面形成附着层 使两则牢固的结合起来 所以焊锡是通过润湿 扩散和金属结合这三个物理 化学过程来完成的 四 焊接原理 润湿 润湿过程是指已经熔化了的焊料借助毛细管力沿着母材金属表面细微的凹凸和结晶的间隙向四周漫流 从而在被焊母材表面形成附着层 使焊料与母材金属的原子相互接近 达到原子引力起作用的距离 图1所示 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 四 焊接原理 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 金属结合 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 五 助焊剂的作用 1 拨表面氧化摸 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回生成氧化层 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 2 表面粘贴力分散 3 防止表面再氧化 当助焊剂在去除氧化物反应的同时 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 六 焊锡丝的组成与作用 我们使用的有铅SnPb Sn63 Pb37 的焊锡丝和无铅SnAgCu 96 5 SN3 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 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 七 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换新的 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 用手轻捍海绵时滴3 4滴水的程度 水量大烙铁头温度急冷却 易发生虚焊 水量少烙铁头不能清洗 海绵易烧坏 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 七 手工焊接过程 2 焊接操作姿势与卫生 焊剂加热挥发出的化学物质对人体是有害的 如果操作时鼻子距离烙铁头太近 则很容易将有害气体吸入 一般烙铁离开鼻子的距离应至少不小于30cm 通常以40cm时为宜 电烙铁拿法有三种 如图一所示 反握法动作稳定 长时间操作不宜疲劳 适于大功率烙铁的操作 正握法适于中等功率烙铁或带弯头电烙铁的操作 一般在操作台上焊印制板等焊件时多采用握笔法 七 手工焊接过程 焊锡丝一般有两种拿法 如图二所示 由于焊丝成分中 铅占一定比例 众所周知铅是对人体有害的重金属 因此操作时应戴手套或操作后洗手 避免食入 使用电烙铁要配置烙铁架 一般放置在工作台右前方 电烙铁用后一定要稳妥放置在烙铁架上 并注意导线等物不要碰烙铁头 以免被烙铁烫坏绝缘后发生短路 七 手工焊接过程 3 焊接步骤烙铁焊接的正确操作步骤具体可分为五步 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四操作 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 七 手工焊接过程 4 焊接要领 1 烙铁头与两被焊件的接触方式接触位置 烙铁与焊接面一般应倾斜45度 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焊接时间 焊接一点时间小于等于3秒 温度设置 有铅产品 310 10度 无铅 330 10度 烙铁TIP温度的影响部品的热化及损坏虚焊发生印刷后铜箔翘起易连焊焊锡易变色 氧化 作业时间太短易FLUX散的多焊锡量太多烙铁TIP温度的影响 过高的情况 过低的情况 烙铁TIP温度 七 手工焊接过程 4 焊接注意事项1 焊接前应观察各个焊盘是否光洁 氧化等 2 在焊接物品时 要看准焊接点 以免线路焊接不良引起的短路3 没有预热时不能投入焊锡 4 海棉轻轻的挤时 滴3 4滴成度 5 烙铁头每次焊接时必需清洗 6 烙铁不能在作业台上或烙铁盒上敲打 7 作业前必需确认烙铁温度 8 焊接后未成固体时不能冲击和摇晃 9 烙铁头不良时应及时替换 10 作业结束烙铁头清洗后摆放 七 手工焊接过程 七 手工焊接过程 5 操作后检查 1 用完烙铁后应将烙铁头的余锡在海绵上擦净 2 每天下班后必须将烙铁座上的锡珠 锡渣 灰尘等物清除干净 然后把烙铁放在烙铁架上 3 将清理好的电烙铁放在工作台右上角 七 手工焊接过程 总结 焊接所用工具 烙铁 烙铁台 海绵 焊锡丝 被焊物 焊接参数 温度 烙铁头类型 海绵浸水量 焊接时间及次数 焊接方法 1 预热2 喂锡3 流动 扩散焊锡4 取走焊锡丝 烙铁5 固化6 自检 八 焊点质量检查 1 标准的锡点 1 锡点成内弧形 2 锡点要圆满 光滑 无针孔 无松香渍 3 要有线脚 而且线脚的长度要在1 1 2MM之间 4 零件脚外形可见锡的流散性好 5 锡将整个上锡位及零件脚包围 2 不标准锡点的判定 1 虚焊 看似焊住其实没有焊住 主要有焊盘和引脚脏污或助焊剂和加热时间不够 2 短路 零件在脚与脚之间或者焊盘与焊盘之间被多余的焊锡所连接短路 3 偏位 由于器件在焊前定位不准 或在焊接时造成失误导致引脚不在规定的焊盘区域内 4 少锡 少锡是指锡点太薄 不能将零件铜皮充分覆盖 影响连接固定作用 5 多锡 零件脚完全被锡覆盖 及形成外弧形 使零件外形及焊盘位不能见到 不能确定零件及焊盘是否上锡良好 6 锡球 锡渣 PCB板表面附着多余的焊锡球 锡渣 会导致细小管脚短路 八 焊点质量检查 短路 拉尖 锡流 虚焊 虚焊 流漏不良 虚焊 锡珠 锡珠 焊锡不良 锡多 裂痕 短路 锡珠 流漏不良 裂痕 锡过少或过多 八