焊接工艺技术上课讲义课件

焊接工艺技术电工电子实验中心

教学目标：1.掌握焊接工艺的操作技巧及测试要求；2.熟练掌握并正确使用电烙铁；3.熟练掌握电子元件的安装及焊接工艺.4.了解SMT工艺技术

能力目标：1.能正确使用电烙铁焊接出合格的工艺品及印刷电路板；2.要求焊点光滑无毛刺，机械强度好；3.掌握电子元件的安装及焊接要求.4.合理设计制作印制电路板1.电子设备制作工艺1.1、焊接技术焊接是制造电子产品的重要环节之一，是连接各电子元器件及导线的主要手段.

主要介绍锡焊技术（一）焊接材料和工具1、焊接材料（1）焊料：焊料是易熔金属，它的熔点低于被焊金属。目前在一般电子产品的装配焊接中，主要使用铅锡焊料，俗称为焊锡。（2）助焊剂：助焊剂就是用于清除氧化膜、保证焊锡润湿的一种化学溶剂。不要企图用助焊剂清除焊件上的各种污物。2、焊接工具（1）电烙铁：手工焊接主要使用电烙铁最常用的是单一焊接使用的直热式电烙铁，它又可以分为内热式和外热式两种（2）辅助工具如镊子、螺丝刀、剥线钳、吸锡器等。1.2.1锡焊

采用锡铅焊料进行的焊接，是锡铅焊的简称。在电子装配中是使用最早，适用范围最广的一种焊接方法。1.2.2锡焊的机理和工艺要素锡焊机理浸润扩散界面层的结晶与凝固锡焊的工艺要素

为了提高焊接质量，必须注意掌握锡焊的条件。被焊件必须具备可焊性。被焊金属表面应保持清洁。使用合适的助焊剂。具有适当的焊接温度。具有合适的焊接时间。2常用手工焊接的工具

图1-2内热式电烙铁图1-3外热式电烙铁图1-4吸锡器2.1.烙铁简介外热式电烙铁内热式电烙铁恒温电烙铁其他烙铁&吸锡电烙铁:将活塞式吸锡器与电烙铁溶于一体的拆焊工具。&汽焊烙铁:一种用液化气、甲烷等可燃气体燃烧加热烙铁头的烙铁。&储能式烙铁:

适应集成电路，特别是对电荷敏感的MOS电路的焊接工具。&碳弧烙铁；用蓄电池供电&超声波烙铁；可除去焊件氧化膜&自动烙铁:具有自动送进焊锡装置。2.2电烙铁的选择

选用电烙铁一般遵循以下原则：①烙铁头的形状要适应被焊件物面要求和产品装配密度。②烙铁头的顶端温度要与焊料的熔点相适应。③电烙铁热容量要恰当。2.3选择电烙铁的功率原则：①焊接集成电路，晶体管及其它受热易损件的元器件时，考虑选用20W内热式或25W外热式电烙铁。②焊接较粗导线及同轴电缆时，考虑选用50W内热式或45－75W外热式电烙铁。③焊接较大元器件时，如金属底盘接地焊片，应选100W以上的电烙铁。握电烙铁的手法示意

电烙铁有三种握法：反握法：正握法：握笔法：焊锡丝的拿法

焊锡丝一般有两种拿法。2.4电烙铁的使用与保养(1)电烙铁的电源线最好选用纤维编织花线或橡皮软线，这两种线不易被烫坏。(2)使用前，先用万用表测量一下电烙铁插头两端是否短路或开路，正常时20W内热式电烙铁阻值约为2.4kQ左右(烙铁芯的电阻值)。再测量插头与外壳是否漏电或短路，正常时阻值应为无穷大。(3)新烙铁刃口表面镀有一层铬，不易沾锡。使用前先用铿刀或砂纸将镀铬层去掉,通电加热后涂上少许焊剂，待烙铁头上的焊剂冒烟时，即上焊锡，使烙铁头的刃口镀上一层锡，这时电烙铁就可以使用了。(4)在使用间歇中，电烙铁应搁在金属的烙铁架上，这样既保证安全，又可适当散热，避免烙铁头“烧死”。对已“烧死”的烙铁头，应按新烙铁的要求重新上锡。

2.5电烙铁使用注意事项使用前检查新电烙铁的最初使用电烙铁接通电源后，不热或不太热的原因测电源电压是否低于AC210V（正常电压应为AC220V），电压过低可能造成热度不够和沾焊锡困难。电烙铁头发生氧化或烙铁头根端与外管内壁紧固部位氧化。零线带电原因电烙铁使用以后，一定要稳妥地插放在烙铁架上，并注意导线等其他杂物不要碰到烙铁头，以免烫伤导线，造成漏电等事故

3焊点的质量要求1）电气性能良好2）具有一定的机械强度3）焊点上的焊料要适量4）焊点表面应光亮且均匀5）焊点不应有毛刺、空隙6）焊点表面必须清洁4焊料与焊剂4.1．焊接材料凡是用来熔合两种或两种以上的金属面，使之成为一个整体的金属或合金都叫焊料。这里所说的焊料只针对锡焊所用焊料。常用锡焊材料：⑴管状焊锡丝⑵抗氧化焊锡⑶含银的焊锡⑷焊膏4.2．选用合适的助焊剂助焊剂是一种促进焊接的化学物质。在锡焊中，它是一种不可缺少的辅助材料。助焊剂一般可分为无机助焊剂、有机助焊剂和树脂助焊剂。

助焊剂的作用

溶解被焊母材表面的氧化膜

防止被焊母材的再氧化降低熔融焊料的表面张力

4.3阻焊剂．

阻焊剂是一种耐高温的涂料，限制焊料只在需要的焊点上进行焊接，把不需要焊接的印制电路板的板面部分覆盖起来，保护面板使其在焊接时受到的热冲击小，不易起泡，同时还起到防止桥接、拉尖、短路、虚焊等情况。我们常见的有印制电路板上的绿色涂层即为阻焊剂。5、手工焊接技术5.1焊接前的准备—镀锡

5.2手工烙铁焊接的基本技能

锡焊五步操作法

5.3．基本操作步骤

掌握好电烙铁的温度和焊接时间，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。正确的手工焊接操作过程可以分成五个步骤，如图所示。步骤一：准备施焊（图(a)）步骤二：加热焊件（图(b)）步骤三：送入焊丝（图(c)）步骤四：移开焊丝（图(d)）步骤五：移开烙铁（图(e)）

锡焊五步操作法5.4锡焊三步操作法

对于热容量小的焊件，例如印制板上较细导线的连接，可以简化为三步操作。①准备：②加热与送丝：。③去丝移烙铁：5.5造成焊接质量不高的常见原因:焊锡用量过多,形成焊点的锡堆积；焊锡过少,不足以包裹焊点；冷焊；夹松香焊接,焊锡与元器件或印刷板之间夹杂着一层松香,造成电连接不良；焊锡连桥；焊剂过量,焊点明围松香残渣很多；焊点表面的焊锡形成尖锐的突尖；5.6手工焊接的操作要领

在保证得到优质焊点的目标下，具体的焊接操作手法可以有所不同。保持烙铁头的清洁靠增加接触面积来加快传热加热要靠焊锡桥烙铁撤离有讲究如图所示为烙铁不同的撤离方向对焊点锡量的影响。在焊锡凝固之前不能动焊锡用量要适中焊剂用量要适中不要使用烙铁头作为运送焊锡的工具

5.7焊点质量及检查

对焊点的质量要求，应该包括电气接触良好、机械结合牢固和美观三个方面。保证焊点质量最重要的一点，就是必须避免虚焊。通电检查焊接质量的结果及原因分析通电检查结果原因分析元器件损坏失效过热损坏、烙铁漏电性能降低烙铁漏电

导通不良短路桥接、焊料飞溅断路焊锡开裂、松香夹渣、虚焊、插座接触不良等时通时断导线断丝、焊盘剥落等

可靠的电气连接足够的机械强度光洁整齐的外观5.7.1对焊点的要求

5.7.2．典型焊点的形成及其外观

在单面和双面（多层）印制电路板上，焊点的形成是有区别的：见图，在单面板上，焊点仅形成在焊接面的焊盘上方；但在双面板或多层板上，熔融的焊料不仅浸润焊盘上方，还由于毛细作用，渗透到金属化孔内，焊点形成的区域包括焊接面的焊盘上方、金属化孔内和元件面上的部分焊盘，如图所示。典型焊点的外观典型焊点的外观典型焊点的外观焊点的形成6拆焊与重焊

6.1.拆焊技术引脚较少的元件的拆法多焊点元件且元件引脚较硬拆法采用吸锡器或吸锡烙铁逐个将焊点上焊锡吸掉后，再将元件拉出。用吸锡材料将焊点上的锡吸掉。采用专用工具，一次将所有焊点加热熔化，取下焊件。6.2.重焊技术重焊电路板上元件。首先将元件孔疏通，再根据孔距用镊子弯好元件引脚，然后插入元件进行焊接。连接线焊接。首先将连线上锡，再将被焊连线焊端固定（可钩、绞），然后焊接。7焊接中应注意的几个环节

、印刷线路板或铆钉板上的焊盘及元件引线上氧化层的刮除。、焊盘及元件引线表面的及时上锡。、选用合适的方法进行焊接，一般初学者用带锡焊接法。、焊接时如怕烫，可用镊子、尖嘴钳夹住元件的引线或用布垫在元件上进行焊接。、焊接时在焊锡未凝固以前不得摇动元件的引线，以免造成虚焊或假焊。、焊点形成后烙铁头应从板子斜上45度离去。、电烙铁在长期使用过程中，由于温度过高，和焊剂的腐蚀作用会造成烙铁头烧死，出现沾不上锡的现象，此时需对刀口重新整形和上锡。、电烙铁使用时应防止机械撞击，不用时应切断电源以延长烙铁寿命。8印制电路板的焊接装配工艺

8.1元器件装配工艺

1）、元器件的测试分类

2)、元器件的引线成型及插装根据元器件的尺寸及其在印刷电路板上的安装位置，决定元器件的引线成型和插装方法。元器件的插装方法一般有卧式插装法、立式插装法和粘贴法(如图1-10所示)

图1-10元器件插装方法

3)．印刷电路板上的焊接前检查

4)．元器件引线及导线端头的焊前加工

5)．印制导线的修复8.2、印制电路板的制作

1)、印制电路板的设计方法(1)确定元器件在电路板上的最佳位置。(2)元器件应安装在电路板的同一面上。(3)焊点之间的距离应根据器件的大小确定。(4)布线时应考虑尽可能减小电磁干扰和发热器件的影响，要兼顾调试、检测和维修的方便，保证使用可靠。印刷电路板的四周要留出5mm以上的边框和固定用的螺孔等。

2)、印制电路板的制作方法

(1)选择敷铜板，清洁板面

(2)复印印制电路

(3)备漆、描板

(4)制腐蚀溶液，腐蚀电路板（5）钻孔、涂焊剂

在制作印制电路板时，应该考虑到不同元器件的合理布局(1)整机结构的布局原则

①互有影响或产生干扰的元器件，应尽可能分开或屏蔽。②发热部件应当安置在靠近外壳或装置的后部，并在外壳上开凿通风孔以利于散热。③电路板的装接方式和元器件的位置要便于整机调试、测量和检修。④元器件的布置还应注意整个装置的重心平衡和稳定。

3)、电子装置中元器件布局(2)整机的布线与接地问题①布线的原则

a按电路图的走向顺序排列各级电路，尽量缩短接线。

b集成电路外接元器件尽可能安排在对应管脚附近

c在实验箱面包板上连线尽量做到横平、竖直，紧贴面包板。

接地可分为两种：一是安全接地；另一种是工作接地。

当模拟电路和数字电路组成模—数混合电子系统时，通常要将“模拟地”和“数字地’隔离出来，以确保整个系统的正常工作。

一般情况下，为合理接地需要注意如下几点：

（a）电路尽可能一点接地，以避免地电流干扰和寄生反馈。

（b）输出级和输入级不要共用一条地线。

（c）输入信号的“地”应就近在输入级放大器的地端，不要和其他地方的地线公用。

（d）各种高频和低频去耦电容的地端，应尽可能远离输入级的接地点，可靠近高电位的接地端。

(2)整机的布线与接地问题

例如：多级放大电路正确的接法有两种，如图所示图1-11(a)为串联接地，电路连线比较简单，但因存在地线电阻，所以这种接法抑制干扰能力较差。图(b)为并联接地，比前一种接法更为合理，只是引线加长了，电感效应较强，容易影响高频特性。这两种电路接地法使输入回路没有了干扰信号，是它们共同的优点。

(a)串联接地(b)并联接地

图1-11正确接地方法示例

8.3、表面安装技术概述

表面安装技术（SMT）是目前先进电子制造技术的重要组成部分。1)、SMT元器件①无源元件SMC:SMC包括片状电阻器、电容器、电感器、滤波器和陶瓷振荡器等。图1-12SMC的基本外形②有源元件SMD:SMD有分立元件和集成器件。分立元器件如二极管、三极管、场效应管，也有由两、三只三极管、二极管组成的简单复合电路。集成电路器件包括各种数字和模拟电路的集成器件。

图(a)表面安装。图(b)双面混合安装。图(c)两面分别安装。

2)、SMT装配焊接技术SMT电路板安装方案图1-15三种SMT安装结构示意图元件安装-引脚成型-弯曲元器件安装—大功率支撑孔-焊料-主面-焊盘区覆盖支撑孔-焊接-辅面-引脚和内壁支撑孔-焊料-辅面-焊盘区覆盖支撑孔-导线/引脚伸出电气间隙检查放大倍数（焊盘宽度）印刷电路板焊接电阻器焊接

按图将电阻器准确装人规定位置。要求标记向上，字向一致。装完同一种规格后再装另一种规格，尽量使电阻器的高低一致。焊完后将露在印制电路板表面多余引脚齐根剪去。电容器焊接将电容器按图装入规定位置，并注意有极性电容器其“＋”与“－”极不能接错，电容器上的标记方向要易看可见。先装玻璃釉电容器、有机介质电容器、瓷介电容器，最后装电解电容器。二极管的焊接二极管焊接要注意以下几点：第一，注意阳极阴极的极性，不能装错；第二，型号标记要易看可见；第三，焊接立式二极管时，对最短引线焊接时间不能超过2S。三极管焊接注意e、b、c三引线位置插接正确；焊接时间尽可能短，焊接时用镊子夹住引线脚，以利散热。焊接大功率三极管时，若需加装散热片，应将接触面平整、打磨光滑后再紧固，若要求加垫绝缘薄膜时，切勿忘记加薄膜。管脚与电路板上需连接时，要用塑料导线。集成电路焊接首先按图纸要求，检查型号、引脚位置是否符合要求。焊接时先焊边沿的二只引脚，以使其定位，然后再从左到右自上而下逐个焊接。

对于电容器、二极管、三极管露在印制电路板面上多余引脚均需齐根剪去。焊接顺序

元器件装焊顺序依次为：电阻器、电容器、二极管、三极管、集成电路、大功率管，其它元器件为先小后大。MOSFET焊接时必须非常小心。焊接器件时应该注意：①引线如果采用镀金处理或已经镀锡的，可以直接焊接。②对于CMOS电路，如果事先已将各引线短路，焊前不要拿掉短路线，电烙铁最好采取防静电措施。③在保证浸润的前提下，焊接时间一般不要超过2秒钟。④保证电烙铁良好接地。必要时，还要采取人体接地的措施（佩戴防静电腕带、穿防静电工作鞋等）。⑤使用低熔点的焊料，熔点一般不要高于180℃。⑥工作台上如果铺有橡胶、塑料等易于积累静电的材料，则器件及印制板等不宜放在台面上，以免静电损伤。工作台最好铺上防静电胶垫。⑦使用电烙铁，内热式的功率不超过20W，外热式的功率不超过30W，且烙铁头应该尖一些，防止焊接时碰到相邻端点。⑧集成电路若不使用插座而直接焊到印制板上，安全焊接的顺序是：地端→输出端→电源端→输入端。MOSFET及集成电路的焊接

SMT工艺简介

（1）、波峰焊方式焊盘胶翻转锡波

(2)、再流焊（reflow)方式典型工艺可贴装各种SMD焊盘焊膏导电胶连接（conductiveadhesive）工艺简单环保性能适中可靠性价格局限性焊接粘接绿色制造的探索9实习任务

焊接工艺品：

稳压电源的制作音响电路数字万用表或收音机制作

实习报告的书写要求9.1焊接工艺品：材料：1---1.5米的漆包线一根，电烙铁及烙铁架各一个（两人一组），焊锡丝一根要求：每人制作一个立体的，造型美观，焊点至少25个的工艺品。先提出设计方案,画出立体结构图,根据计算尺寸裁减,然后再进行焊接制作。9.2稳压电源的制作：材料：整流二极管4只，100微法、0.33微法、1000微法电容各一只，220V／9V变压器一块，7805稳压管一只，小型印刷电路