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一、手工電烙鐵焊接 手工焊接是利用電烙鐵實(shí)現(xiàn)金屬之間牢固連接的一項(xiàng)工藝技術(shù)。這項(xiàng)工藝看起來很簡(jiǎn)單，但要保證高質(zhì)量的焊接卻是相當(dāng)不容易，因?yàn)槭止ず附拥馁|(zhì)量受諸多因素的影響及控制，必須大量實(shí)踐，不斷積累經(jīng)驗(yàn)，才能真正掌握這門工藝技術(shù)。如圖1所示。 圖1 焊接結(jié)構(gòu)圖 1.電烙鐵的握法 電烙鐵的握法通常有3種，如圖2所示。 圖2 電烙鐵握法 2.焊錫絲的拿法 拿焊錫絲的方法一般有兩種：連續(xù)錫絲拿法和斷續(xù)錫絲拿法，如圖3所示。 圖3 焊錫絲的拿法 3.焊接操作的注意事項(xiàng) 1）由于焊絲成分中鉛占一定比例，鉛是對(duì)人體有害的重金屬，因此操作時(shí)應(yīng)戴手套或操作后洗手，避免食入。 2）焊劑加熱時(shí)揮發(fā)出來的化學(xué)物質(zhì)對(duì)人體是有害的，如果在操作時(shí)人的鼻子距離烙鐵頭太近，則很容易將有害氣體吸入。一般鼻子距烙鐵的距離不小于30cm，通常以40cm為宜。 3）使用電烙鐵要配置烙鐵架，一般放置在工作臺(tái)右前方，電烙鐵用后一定要穩(wěn)妥地放于烙鐵架上，并注意導(dǎo)線等物不要碰烙鐵頭。 4.手工焊接的要求 （1）焊接點(diǎn)要保證良好的導(dǎo)電性能 虛焊是指焊料與被焊物表面沒有形成合金結(jié)構(gòu)，只是簡(jiǎn)單地依附在被焊金屬的表面上，如圖4所示。 圖4 虛焊 （2）焊接點(diǎn)要有足夠的機(jī)械強(qiáng)度 為提高焊接強(qiáng)度，引線穿過焊盤后可進(jìn)行相應(yīng)的處理，一般采用3種方式，如圖5所示。 圖5 焊接點(diǎn)過焊盤處理 （3）焊點(diǎn)表面要光滑、清潔 為使焊點(diǎn)表面光滑、清潔、整齊，不但要有熟練的焊接技能，而且還要選擇合適的焊料和焊劑。焊點(diǎn)不光潔表現(xiàn)為焊點(diǎn)出現(xiàn)粗糙、拉尖、棱角等現(xiàn)象。 （4）焊點(diǎn)不能出現(xiàn)搭接、短路現(xiàn)象 5.一般操作方法 手工焊接五步操作法如圖6所示。 圖6 手工焊接五步操作法 （1）準(zhǔn)備工作 首先把被焊件、錫絲和烙鐵準(zhǔn)備好，處于隨時(shí)可焊的狀態(tài)。 （2）加熱被焊件 把烙鐵頭放在接線端子和引線上進(jìn)行加熱。 （3）放上焊錫絲 被焊件經(jīng)加熱達(dá)到一定溫度后，立即將手中的錫絲觸到被焊件上使之熔化。 （4）移開焊錫絲 當(dāng)錫絲熔化一定量后（焊料不能太多），迅速移開錫絲。 （5）移開電烙鐵 當(dāng)焊料的擴(kuò)散范圍達(dá)到要求后移開電烙鐵。 6.焊接的操作要領(lǐng) （1）焊前準(zhǔn)備 1）視被焊件的大小，準(zhǔn)備好電烙鐵、鑷子、剪刀、斜口鉗、尖嘴鉗、焊劑等工具。 2）焊前要將元器件引線刮凈，最好是先掛錫再焊。對(duì)被焊件表面的氧化物、銹斑、油污、灰塵、雜質(zhì)等要清理干凈。 （2）焊劑要適量 （3）焊接的溫度和時(shí)間要掌握好 （4）焊料的施加方法 如圖7所示。 圖7 焊件焊料施加 焊接時(shí)應(yīng)注意電烙鐵的位置，如圖8所示。 圖8 焊接加電烙鐵 （5）焊接時(shí)被焊件要扶穩(wěn) （6）撤離電烙鐵的方法 掌握好電烙鐵的撤離方向，可帶走多余的焊料，從而能控制焊點(diǎn)的形成。為此，合理地利用電烙鐵的撤離方向，可以提高焊點(diǎn)的質(zhì)量。 不同的電烙鐵的撤離方法，產(chǎn)生的效果也不一樣。如圖9所示。 圖9 撤離電烙鐵 （7）焊點(diǎn)的重焊 當(dāng)焊點(diǎn)一次焊接不成功或上錫量不夠時(shí)，要重新焊接。重新焊接時(shí)，必須等上次的焊錫一同熔化并融為一體時(shí)，才能把電烙鐵移開。 （8）焊接后的處理 7.焊料多少的控制 若使用焊料過多，則多余的焊錫會(huì)流入管座的底部，降低管腳之間的絕緣性；若使用焊料太少，則被焊接件與焊盤不能良好結(jié)合，機(jī)械強(qiáng)度不夠，容易造成開焊。 （1）對(duì)焊件要先進(jìn)行表面處理 手工焊接中遇到的焊件是各種各樣的電子元件和導(dǎo)線，除非在規(guī)模生產(chǎn)條件下使用“保鮮期”內(nèi)的電子元件，一般情況下遇到的焊件都需要進(jìn)行表面清理工作，去除焊接面上的銹跡、油污等影響焊接質(zhì)量的雜質(zhì)。手工操作中常用機(jī)械刮磨和用酒精擦洗等簡(jiǎn)單易行的方法。 （2）對(duì)元件引線要進(jìn)行鍍錫 鍍錫就是將要進(jìn)行焊接的元器件引線或?qū)Ь€的焊接部位預(yù)先用焊錫潤濕，一般也稱為上錫。鍍錫對(duì)手工焊接，特別是進(jìn)行電路維修和調(diào)試時(shí)可以說是必不可少的。圖10為給元件引線鍍錫的方法。 圖10 給元器件引線鍍錫 （3）對(duì)助焊劑不要過量使用 適量的焊劑是必不可缺的，但不要認(rèn)為越多越好。過量的松香不僅造成焊接后焊點(diǎn)周圍需要清洗的工作量，而且延長了加熱時(shí)間（松香熔化、揮發(fā)需要并帶走熱量），降低了工作效率，而且若加熱時(shí)間不足，非常容易將松香夾雜到焊錫中形成“夾渣”缺陷；對(duì)開關(guān)類元件的焊接，過量的助焊劑容易流到觸點(diǎn)處，從而造成開關(guān)接觸不良。 合適的助焊劑量應(yīng)該是松香水僅能浸濕將要形成的焊點(diǎn)，不要讓松香水透過印刷板流到元件面或插座孔里（如IC插座）。若使用有松香芯的焊錫絲，則基本上不需要再涂助焊。 （4）對(duì)烙鐵頭要經(jīng)常進(jìn)行擦蹭 因?yàn)樵诤附舆^程中烙鐵頭長期處于高溫狀態(tài)，又接觸助焊劑等受熱分解的物質(zhì)，其銅表面很容易氧化而形成一層黑色雜質(zhì)，這些雜質(zhì)形成了隔熱層，使烙鐵頭失去了加熱作用。因此要隨時(shí)在烙鐵架上蹭去烙鐵頭上的雜質(zhì)，用一塊濕布或濕海棉隨時(shí)擦蹭烙鐵頭，也是非常有效的方法。 （5）對(duì)焊盤和元器件加熱要有焊錫橋 （6）在手工焊接時(shí)，要提高烙鐵頭加熱的效率，需要形成熱量傳遞的焊錫橋。所謂焊錫橋，就是靠烙鐵上保留少量的焊錫作為加熱時(shí)烙鐵頭與焊件之間傳熱的橋梁。顯然由于金屬液體的導(dǎo)熱效率遠(yuǎn)高于空氣，而使元件很快被加熱到適于焊接的溫度。 二、印制電路板的焊接 1.焊接前的準(zhǔn)備 （1）焊接前要將被焊元器件的引線進(jìn)行清潔和預(yù)鍍錫。 （2）清潔印制電路板的表面，主要是去除氧化層、檢查焊盤和印制導(dǎo)線是否有缺陷和短路點(diǎn)等不足。同時(shí)還要檢查電烙鐵能否吃錫，如果吃錫不良，應(yīng)進(jìn)行去除氧化層和預(yù)鍍錫工作。 （3）熟悉相關(guān)印制電路板的裝配圖，并按圖紙檢查所有元器件的型號(hào)、規(guī)格及數(shù)量是否符合圖紙的要求。 2.裝焊順序 元器件裝焊的順序原則是先低后高、先輕后重、先耐熱后不耐熱。一般的裝焊順序依次是電阻器、電容器、二極管、晶體管、集成電路、大功率管等。 3.常見元器件的焊接 （1）電阻器的焊接 按圖紙要求將電阻器插入規(guī)定位置，插入孔位時(shí)要注意，字符標(biāo)注的電阻器的標(biāo)稱字符要向上（臥式）或向外（立式），色環(huán)電阻器的色環(huán)順序應(yīng)朝一個(gè)方向，以方便讀取。插裝時(shí)可按圖紙標(biāo)號(hào)順序依次裝入，也可按單元電路裝入，依具體情況而定，然后就可對(duì)電阻器進(jìn)行焊接。 （2）電容器的焊接 將電容器按圖紙要求裝入規(guī)定位置，并注意有極性電容器的陰、陽極不能接錯(cuò)，電容器上的標(biāo)稱值要易看可見。可先裝玻璃釉電容器、金屬膜電容器、瓷介電容器，最后裝電解電容器。焊接過程如下： 1)PCB和電容； 2)刮去電容表面氧化物； 3)根據(jù)PCB上的間距把電容引腳成形； 4)把電容插入PCB； 5)用烙鐵進(jìn)行焊接：方法是下把烙鐵尖放到電容的引腳，加熱焊盤，預(yù)計(jì)2s后迅速把焊絲放到引腳和烙鐵交匯點(diǎn)，此時(shí)焊絲會(huì)迅速融化，控制好焊絲的進(jìn)絲量，使焊點(diǎn)成為錐形并且貫穿過渡孔。 6)焊接完畢后用工具減去多余引腳的焊點(diǎn)。 （3）二極管的焊接 將二極管辨認(rèn)正、負(fù)極后按要求裝入規(guī)定位置，型號(hào)及標(biāo)記要向上或朝外。對(duì)于立式安裝二極管，其最短的引線焊接要注意焊接時(shí)間不要超過2s，以避免溫升過高而損壞二極管。 （4）晶體管的焊接 按要求將晶體管e、b、c 三個(gè)引腳插入相應(yīng)孔位，焊接時(shí)應(yīng)盡量縮短焊接時(shí)間，并可用鑷子夾住引腳，以幫助散熱。焊接大功率晶體管，若需要加裝散熱片時(shí)，應(yīng)將散熱片的接觸面加以平整，打磨光滑，涂上硅脂后再緊固，以加大接觸面積。要注意，有的散熱片與管殼間需要加墊絕緣薄膜片。引腳與印制電路板上的焊點(diǎn)需要進(jìn)行導(dǎo)線連接時(shí)，應(yīng)盡量采用絕緣導(dǎo)線。 （5）集成電路的焊接 將集成電路按照要求裝入印制電路板的相應(yīng)位置，并按圖紙要求進(jìn)一步檢查集成電路的型號(hào)、引腳位置是否符合要求，確保無誤后便可進(jìn)行焊接。焊接時(shí)應(yīng)先焊接4個(gè)角的引腳，使之固定，然后再依次逐個(gè)焊接。 4.導(dǎo)線的焊接 （1）常用連接導(dǎo)線 在電子電路中常使用的導(dǎo)線有三類：?jiǎn)喂蓪?dǎo)、多股導(dǎo)線、屏蔽線。 （2）導(dǎo)線的焊前處理 預(yù)焊在導(dǎo)線的焊接中是關(guān)鍵的步驟，尤其是多股導(dǎo)線，如果沒有預(yù)焊的處理，焊接質(zhì)量很難保證。導(dǎo)線的預(yù)焊又稱為掛錫，方法與元器件引線預(yù)焊方法一樣，需要注意的是，導(dǎo)線掛錫時(shí)要一邊鍍錫一邊旋轉(zhuǎn)。多股導(dǎo)線的掛錫要防止“燭芯效應(yīng)”，即焊錫浸入絕緣層內(nèi)，造成軟線變硬，容易導(dǎo)致接頭故障，如圖11所示。
圖11 導(dǎo)線焊前處理 導(dǎo)線在焊接前要除去其末端的絕緣層，剝絕緣層可以用普通工具或?qū)Ｓ霉ぞ摺Ｔ诠S的大規(guī)模生產(chǎn)中使用專用機(jī)械給導(dǎo)線剝絕緣層，在檢查和維修過程中，一般可用剝線鉗或簡(jiǎn)易剝線器給導(dǎo)線剝絕緣層，如圖12所示。簡(jiǎn)易剝線器可用0.5～1mm厚度的銅片經(jīng)彎曲后固定在電烙鐵上制成，使用它的最大好處是不會(huì)損傷導(dǎo)線。
圖12 簡(jiǎn)易剝線器的制作 使用普通偏口鉗剝除導(dǎo)線的絕緣層時(shí)，要注意對(duì)單股線不應(yīng)傷及導(dǎo)線，對(duì)多股線和屏蔽線要注意不斷線，否則將影響接頭質(zhì)量。 對(duì)多股導(dǎo)線剝除絕緣層的技巧是將線芯擰成螺旋狀，采用邊拽邊擰的方式，如圖13所示。
圖13 多股導(dǎo)線的剝線技巧 對(duì)導(dǎo)線進(jìn)行焊接，掛錫是關(guān)鍵的步驟。尤其是對(duì)多股導(dǎo)線的焊接，如果沒有這步工序，焊接的質(zhì)量很難保證。 （3）導(dǎo)線與接線端子之間的焊接 導(dǎo)線與接線端子之間的焊接有三種基本形式：繞焊、鉤焊和搭焊，如圖14所示。繞焊是把已經(jīng)掛錫的導(dǎo)線頭在接線端子上纏一圈，用鉗子拉緊纏牢后再進(jìn)行焊接。注意導(dǎo)線一定要緊貼端子表面，使絕緣層不接觸端子，一般L=1～3mm為宜。這種連接可靠性最好。鉤焊是將導(dǎo)線端子彎成鉤形，鉤在接線端子的孔內(nèi)，用鉗子夾緊后施焊。這種焊接方法強(qiáng)度低于繞焊，但操作比較簡(jiǎn)便。搭焊是把經(jīng)過掛錫的導(dǎo)線搭到接線端子上施焊。這種焊接方法最方便，但強(qiáng)度可靠性最差，僅用于臨時(shí)焊接或不便于纏、鉤的地方。
圖14 導(dǎo)線與端子之間的焊接形式 （4）導(dǎo)線與導(dǎo)線之間的焊接 導(dǎo)線之間的焊接以繞焊為主，如圖15所示。操作步驟如下：先給導(dǎo)線去掉一定長度的絕緣皮；再給導(dǎo)線頭掛錫，并穿上粗細(xì)合適的套管；然后將兩根導(dǎo)線絞合后施焊；最后趁熱套上套管，使焊點(diǎn)冷卻后套管固定在焊接頭處。
圖15 導(dǎo)線與導(dǎo)線之間的焊接 （5）焊接注意事項(xiàng) 1）電烙鐵。一般應(yīng)選內(nèi)熱式20W～35W或調(diào)溫式電烙鐵，電烙鐵的溫度以不超過300℃為宜。烙鐵頭形狀應(yīng)根據(jù)印制電路板焊盤大小采用鑿形或錐形。目前印制電路板發(fā)展趨勢(shì)是小型密集化，因此一般常用小型圓錐烙鐵頭。 2）加熱方法。加熱時(shí)應(yīng)盡量使烙鐵頭同時(shí)接觸印制電路板上的銅箔和元器件引線。對(duì)較大的焊盤（直徑大于5mm），焊接時(shí)可移動(dòng)烙鐵，即電烙鐵繞焊盤轉(zhuǎn)動(dòng)，以免長時(shí)間停留于一點(diǎn)，導(dǎo)致局部過熱，如圖16所示。
圖16 焊接加熱 3）金屬化孔的焊接。兩層以上印制電路板的孔都要進(jìn)行金屬化處理。焊接時(shí)不僅要讓焊料潤濕焊盤，而且孔內(nèi)也要潤濕填充，如圖17所示。
圖17 浸濕金屬孔 4）焊接時(shí)不要用烙鐵頭摩擦焊盤的方法增強(qiáng)焊料潤濕性能，而要靠表面清理和預(yù)焊。 5.易損元器件的焊接 （1）鑄塑元器件的錫焊注意以下幾點(diǎn)： 1）在元器件預(yù)處理時(shí)，盡量清理好接點(diǎn)，一次鍍錫成功，不要反復(fù)鍍，尤其將元器件在錫鍋中浸鍍時(shí)，更要掌握好浸入深度及時(shí)間。 2）焊接時(shí)，烙鐵頭要修整得尖一些，焊接一個(gè)接點(diǎn)時(shí)不能碰相鄰接點(diǎn)。 3）鍍錫及焊接時(shí)，加助焊劑量要少，防止侵入電接觸點(diǎn)。 4）烙鐵頭在任何方向均不要對(duì)接線片施加壓力。 5）焊接時(shí)間在保證潤濕的情況下越短越好。實(shí)際操作時(shí)，在焊件預(yù)焊良好的情況下只需用掛上錫的烙鐵頭輕輕一點(diǎn)即可。焊后不要在塑殼未冷前對(duì)焊點(diǎn)作牢固性試驗(yàn)。 （2）瓷片電容器、中周、發(fā)光二極管等元器件的焊接 這類元器件的共同弱點(diǎn)是加熱時(shí)間過長就會(huì)失效，其中瓷片電容器、中周等元器件是內(nèi)部接點(diǎn)開焊，發(fā)光二極管則是管芯損壞。焊接前一定要處理好焊點(diǎn)，施焊時(shí)強(qiáng)調(diào)一個(gè)“快”字。采用輔助散熱措施（如圖18所示）可避免過熱失效。
圖18 集成元件焊接 6.FET及集成電路的焊接 MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管或CMOS工藝的集成電路在焊接時(shí)要注意防止元器件內(nèi)部因靜電擊穿而失效。一般可以利用電烙鐵斷電后的余熱焊接，操作者必須戴防靜電手套，在防靜電接地系統(tǒng)良好的環(huán)境下焊接，有條件者可選用防靜電焊臺(tái)。 三、焊點(diǎn)的質(zhì)量分析 （一）質(zhì)量要求 對(duì)焊點(diǎn)的質(zhì)量要求主要包括：電氣連接、機(jī)械強(qiáng)度和外觀等三方面考慮。 1.電氣接觸良好 良好的焊點(diǎn)應(yīng)該具有可靠的電氣連接性能，不允許出現(xiàn)虛焊、橋接等現(xiàn)象。 2.機(jī)械強(qiáng)度可靠 焊接不僅起到電氣連接的作用，同時(shí)也要固定元器件、保證機(jī)械連接，這就是機(jī)械強(qiáng)度的問題。 焊料多，機(jī)械強(qiáng)度大，焊料少，機(jī)械強(qiáng)度小。但焊點(diǎn)過多容易造成虛焊、橋接短路的故障。 通常焊點(diǎn)的連接形式與機(jī)械強(qiáng)度也有一定的關(guān)系。如圖19所示。
圖19 焊點(diǎn)的四種連接形式 3.外形美觀 一個(gè)良好焊點(diǎn)的外觀應(yīng)該是明亮、清潔、平滑、焊錫量適中并呈裙?fàn)罾_，焊錫與被焊件之間沒有明顯的分界。如圖20所示。
圖20 焊點(diǎn)外形 （二）焊點(diǎn)的檢查 焊點(diǎn)的檢查通常采用目視檢查、手觸檢查和通電檢查的方法。 1.目視檢查 目視檢查是指從外觀上檢查焊接質(zhì)量是否合格，焊點(diǎn)是否有缺陷。目視檢查可借助于放大鏡、顯微鏡進(jìn)行觀察檢查。 目視檢查的主要內(nèi)容如下： 1）是否有漏焊。 2）焊點(diǎn)的光澤好不好，焊料足不足。 3）是否有橋接現(xiàn)象。 4）焊點(diǎn)有沒有裂紋。 5）焊點(diǎn)是否有拉尖現(xiàn)象。 6）焊盤是否有起翹或脫落情況。 7）焊點(diǎn)周圍是否有殘留的焊劑。 8）導(dǎo)線是否有部分或全部斷線、外皮燒焦、露出芯線的現(xiàn)象。 2.手觸檢查 手觸檢查主要是用手指觸摸元器件，看元器件的焊點(diǎn)有無松動(dòng)、焊接不牢的現(xiàn)象。用鑷子夾住元器件引線輕輕拉動(dòng)，有無松動(dòng)現(xiàn)象。 3.通電檢查 通電檢查必須在目視檢查和手觸檢查無錯(cuò)誤的情況之后進(jìn)行，通電檢查可以發(fā)現(xiàn)許多微小的缺陷。見表1。 表1 通電檢查焊接質(zhì)量的結(jié)果和原因分析
（三）焊點(diǎn)的缺陷 焊點(diǎn)的常見缺陷有：虛焊，拉尖，橋接，球焊，印制電路板銅箔起翹、焊盤脫落，導(dǎo)線焊接不當(dāng)?shù)取?/p> 1.虛焊 虛焊又稱假焊，是指焊接時(shí)焊點(diǎn)內(nèi)部沒有真正形成金屬合金的現(xiàn)象。虛焊和浮焊兩者并不相同，在焊接時(shí)焊點(diǎn)的特點(diǎn)可以區(qū)分兩者之間的差別。 虛焊會(huì)造成信號(hào)時(shí)有時(shí)無，噪聲增加，電路工作不正常等故障。如圖21所示。
圖21 虛焊圖 浮焊的焊點(diǎn)沒有正常焊點(diǎn)光澤和圓滑，而是呈白色細(xì)粒狀，表面凸凹不平。如圖22所示。
圖22 浮焊圖 2.拉尖 拉尖是指焊點(diǎn)表面有尖角、毛刺的現(xiàn)象。 拉尖會(huì)造成外觀不佳、易橋接等現(xiàn)象；對(duì)于高壓電路，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)尖端放電的現(xiàn)象。如圖23所示。
圖23 拉尖 3.橋接 橋接是指焊錫將電路之間不應(yīng)連接的地方誤焊接起來的現(xiàn)象。 橋接會(huì)造成產(chǎn)品出現(xiàn)電氣短路、有可能使相關(guān)電路的元器件損壞。如圖24、圖25所示。
圖24 元件橋接
圖25 電路板橋接 4.球焊 球焊是指焊點(diǎn)形狀像球形、與印制板只有少量連接的現(xiàn)象。 球焊造成焊接的機(jī)械強(qiáng)度差，易造成虛焊或斷路故障。如圖26所示。
圖26 球焊 5.空洞 焊接動(dòng)作不合理，在焊接過程中，元器件與PCB之間構(gòu)成的空洞如圖27所示。
圖27 空洞 6.印制板銅箔起翹、焊盤脫落 印制板銅箔起翹、焊盤脫落是指印制板上的銅箔部分脫離印制板的絕緣基板，或銅箔脫離基板并完全斷裂的情況。 印制板銅箔起翹、焊盤脫落會(huì)造成電路斷路，或元器件無法安裝的情況，嚴(yán)重時(shí)整個(gè)印制板損壞。如圖28所示。
圖28 銅箔翹落 7.導(dǎo)線焊接不當(dāng) 造成短路、虛焊、焊點(diǎn)處接觸電阻增大、焊點(diǎn)發(fā)熱、電路工作不正常等故障，且外觀難看。如圖29所示。
圖29 導(dǎo)線焊接不當(dāng) 選自《電子產(chǎn)品工藝與裝配技能實(shí)訓(xùn)》
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