现代电子工艺技术6.ppt

1、项目二 电子元器件的焊接工艺,焊接技术是从事电子工艺工作的基本功，是电子装配的重要环节。掌握焊接的基本知识和基本技能是衡量初学者掌握电子技术基本技能的一个重要项目，也是从事电子技术工作人员所必须掌握的技能。在本项目中，主要实施2个任务：“手工焊接工具及其操作方法”和“工厂焊接设备与工艺”，通过以实际操作为主，强化技能训练，使学习者真正掌握基本操作技能。,任务6 手工焊接工具及其操作方法,6.1 任务描述 电子元器件是组成电子产品的基础，把电子元器件牢固地焊接到印制电路板上，是电子装配的重要环节。常用的手工焊接工具是电烙铁。它是用电来加热电阻丝或PTC加热元件，并将以发热量传递给烙铁头来实现焊接

2、。 本任务就是按照电子工艺的要求来正确选用手工焊接工具和掌握手工焊接技能。,6.2 任务资讯 6.2.1 手工焊接工具的分类及结构 手工焊接工具主要是电烙铁。电烙铁的种类很多，根据其功能及加热方式常见的电烙铁有以下几种。,1. 内热式电烙铁 内热式电烙铁的外形如图所示，由烙铁头、烙铁芯、连接杆、手柄和电源线等几部分组成。,由于烙铁芯(发热元件)装在烙铁头里面，故称为内热式电烙铁。 烙铁头的一端是一段空心的，它套在连接杆外面(内装烙铁芯)，用弹簧夹紧固；另一端是工作面，常见的形状如图所示。,烙铁芯是烙铁的重要组成部件之一，外形如图所示。电阻丝平绕在绝缘圆筒上，外面又套上一绝缘圆管。按发热功率不同

3、，常有20W、35W和50W等几种内热式电烙铁芯。,手柄内部与连结杆处固定有两个接线柱,通常两个接线柱的下面压装烙铁芯的二引线，接线柱上面的二圆孔压装电源线，以便于拆换烙铁芯或电源线。手柄外后部上的紧固丝，用来紧固电源线，防止电源线扭动而造成内部断路或短路。 内热式电烙铁具有体积小、重量轻、价格低、发热快和耗电低等优点，但连续熔焊能力差。在使用过程中，由于其连接杆的管壁 较薄，而且其内部装置的烙铁芯是采用瓷管制成，所以不要敲击或甩打，更不要用钳子夹连接杆。,烙铁芯和烙铁头是易损件，价格低廉，可以很容易更换，但不同规格，不能通用。 电烙铁（烙铁芯）的冷态电阻和它的功率对应关系见表6.1。电烙铁的

4、好坏可通过测量它的冷态电阻来判断。如果测35w电烙铁冷态电阻大于1.4k,说明该电烙铁功率不够35w。若冷态电阻小于1.4k，说明该电烙铁功率大于35w。若冷态电阻远小于它的对应值，则此电烙铁的寿命不会太长。若冷态阻值为无穷大，则此电烙铁的内部断路损坏；若冷态阻值为零，说明内部出现短路故障。,2.外热式电烙铁 外热式电烙铁外形如图所示，由烙铁头、烙铁芯、外壳、手柄和电源线等部分组成。,外热式烙铁头安装在烙铁芯里面，故称为外热式电烙铁。外热式烙铁芯通常绕在薄云母片绝缘圆筒上。常用的有25W、50W、75W和100W等几种规格。 烙铁头的温度可以通过插入烙铁芯的深度来调节，焊接体积较大的物体时，烙

5、铁头就插得深些，焊接小而薄的物体时可浅些。外热式连续熔焊能力强，但热能消耗大即耗电较多。,3. 温控式电烙铁 温控式电烙铁常有恒温式、调温式和双温式等几种。 （1）恒温式电烙铁的烙铁芯一般常采用PTC元件，烙铁头不仅能恒温，而且可以防静电、防感应电，能直接焊CMOS器件。 它的特殊性是烙铁头带有温度传感器，在控制器上可由人工改变焊接时的温度。若改变恒温点，烙铁头很快就可达到新的设定温度。,（2）调温式电烙铁 调温式电烙铁也附加有一个功率控制器，使用时可以通过改变供电的输入功率，即达到调温的目的，可控温度范围一般在100400,配用的烙铁头为铜镀铁烙铁头(俗称长寿头)。 （3）双温式电烙铁 双温

6、式电烙铁通常是在其手柄上附加一个功率转换开关，通过拔动转换开关的位置即可改变电烙铁的输出功率发热量。,6.2.2 焊接材料 焊接材料主要包括焊料和焊剂（助焊剂和阻焊剂）。 一、焊锡 焊料是易熔金属，它的熔点低于被焊金属。焊料熔化时，将被焊接的两种相同或不同的金属结合处填满，待冷却凝固后，把被焊金属连接到一起，形成导电性能良好的整体。按其组成成分分，有锡铅焊料、银焊料、铜焊料等多种。目前在一般电子产品的装配焊接中，主要使用锡铅焊料，一般俗称焊锡。,焊锡的种类较多，手工烙铁焊接经常使用管状焊锡丝（又称线状焊锡）。管状焊锡丝由助焊剂与焊锡制作在一起做成管状，焊锡管中夹带固体助焊剂，如图所示。助焊剂一

7、般选用特级松香为基质材料，并添加一定的活化剂。 管状焊锡丝的直径常有0.5mm、0.8 mm、1.2 mm、1.5 mm、2.0 mm、2.3 mm、2.5 mm、4.0 mm和5.0 mm。另外，还有扁带状、球状、饼状等形状的成型焊料。,二、助焊剂 助焊剂是有助于清洁被焊接面，防止氧化，增加焊料的流动性，使焊点易于成形，提高焊接质量。 1.助焊剂的作用 (1)除氧化膜并防止再氧化 (2)降低金属表面张力 增加熔融焊料的流动性，有助于焊锡在焊点上润湿和扩散，提高焊接质量。 (3)辅助热传导 助焊剂先融化，润湿焊接面，帮助热量均匀地传导至整个焊接对象。 (4使焊点美观 能够整理焊点的形状，保持焊

8、点表面的光泽。,2. 助焊剂的分类 (1)无机系列 活性最强，在常温下即能除去金属表面的氧化物。这种焊剂（如焊膏、焊油）的强腐蚀作用容易损伤金属及焊点，不能在焊接电子产品中使用，只能在特定的场合使用 (2)有机系列 有较好的助焊作用，但有一定的腐蚀性，残渣不易清理，且挥发物对操作者有害，这限制了它在电子产品装配中的使用 (3)树脂系列 在常温下几乎没有任何化学活力，呈中性，无腐蚀性，绝缘性强，非吸湿性，焊接时没有什么污染，焊接后又容易清洗，成本低，因此这类助焊剂被广泛使用 (4)免清洗 外观是澄清无色或微黄色的液体，表面绝缘电阻极大，是一种非标腐蚀性的、低残留物的助焊剂,三、阻焊剂 阻焊剂是一

9、种耐高温的涂料。在焊接时，可将不需要焊接的部位涂上阻焊剂保护起来，使焊料只在需要焊接的焊点上进行。阻焊剂广泛用于浸焊和波峰焊。 6.2.3 手工锡焊操作技巧 电烙铁是电子实验、电器维修及电子产品装配等不可缺少的工具之一，焊接是电路连接的一种主要方法。焊接质量的好坏直接影响实验的成败与产品的质量。因此掌握熟练的电烙铁焊接操作技能就十分必要。,一、锡焊原理 1.浸润 焊接的物理基础是“浸润”，也称“润湿”。锡焊的过程就是通过加热，让焊料在焊接面上熔化、流动、浸润，使铅锡原子渗透到铜母材（导线或焊盘）的表面内，并在两者的接触面上形成合金层。,2. 锡焊的条件 （1焊件要有良好的可焊性 焊件的可焊性因

10、材料不同而不同，为了提高可焊性，可采用表面镀锡、镀银等措施来防止材料表面的氧化。 （2）保持烙铁头的清洁 因为通电的电烙铁头长期处于高温状态，其表面很容易氧化或烧死，使烙铁头导热性能变差而影响焊接质量。因此，可用湿布或湿海绵擦烙铁头上的杂质，温度过高时，可采用暂时拔下插头或蘸松香降温，随时使烙铁头上挂锡良好。 （3）焊件表面要保持干燥与清洁 当焊件表面有水迹时，要对焊件进行烘干处理，否则会造成焊点浸润不良。若焊件和焊点表面带有锈渍、污垢或氧化物，在焊接前一定要把污垢和氧化物清除干净，否则无法保证焊接质量。氧化严重时可进行刮除和酸洗等。直至露出光亮金属，才能给焊件或焊点表面镀上锡。 (4)选用合

11、理的焊剂 不同的焊接工艺，应该选择不同的助焊剂。在焊接印制板等电子电路中，通常采用松香为主的助焊剂。一般是用酒精将松香溶解成松香水使用。,（5）焊接温度要适当 焊件要加热到能够熔化焊锡的温度。焊件温度过低，易形成虚焊，即“锡抱焊件”而不是合金层；焊件温度过高，会加速焊剂分解和挥发，使焊料品质下降，严重时还会导致印制电路板上的焊盘脱落或被焊的元器件是损坏。 为了使温度适当，应根据元器件大小选用功率合适的电烙铁，当选用的电烙铁的功率一定时，应注意掌握控制加热时间的长短。,（6）焊接时间要适当 焊接时间的恰当运用也是焊接技艺的重要环节。如果是印刷电路板的焊接，一般以23s为宜。焊接时间过长，焊料中的

12、焊剂完全挥发，失去助焊作用，使焊点表面氧化，造成焊点表面粗糙、发黑、不光亮、带毛刺或流动等缺陷。 （7）上锡要适量 根据所需焊点的大小来决定电烙铁的蘸锡量，使焊锡足够包裹住被锡物，形成一个大小合适且圆滑的焊点。焊点也不是锡多、锡大为好，相反，这种焊点虚焊的可能性更大，有可能是焊锡堆集在上面，而不是焊在上面。 (8) 焊点凝固过程中不要触动焊点,二、电烙铁在使用前的准备 若是新购的电烙铁，或是新换上的烙铁头，使用前应先吃锡(上锡)。 吃锡步骤如下： 1. 打磨或擦试。普通头可用砂纸打磨或锉刀锉一下，打磨的长度为斜面的高度稍长，一定要认真仔细，直到平面干净、光滑为佳，然后用干净、干燥的布擦净，如图

13、所示。若是长寿头不能打磨或锉，只能用干净、干燥的布檫净。,2.吃锡。准备好一小盒松香，接通电源插头，等待片刻后烙铁头就会发热，用烙铁头蘸触松香来估测温度，刚能熔化松香，说明温度还低；松香冒白烟且烙铁头发紫严重，说明温度太高；只有松香能快速熔化且不大量冒烟时，温度最佳。当烙铁头的温度达到最佳时，均匀地让烙铁头蘸满松香，如图6.6(b)所示。蘸满松香的烙铁应快速地在烙铁架板上熔化焊锡丝，使之成为一个大焊锡点(再加入少许松香)，烙铁头反复浸没转动焊锡点，直到烙铁头打磨的部分全部均匀地吃上锡，如图6.6(c) 所示。,3.老化。烙铁头吃锡好后，应当让烙铁老化一下。老化就是暂时不要用烙铁进行焊接，让它继

14、续通电加热一会儿，然后拔掉电源线，放置在烙铁架上让其自然冷却，如图6.6(d)所示。老化可以延长烙铁头和烙铁芯的使用寿命,尤其是新换的烙铁头和烙铁芯。吃锡老化后的烙铁，以后就可正常使用了。,若是正常使用的电烙铁，在进行新一轮的通电焊接前，也应检查一下烙铁头是否有“烧死”或“端口残缺”等现象。“烧死”是指烙铁头吃锡部位已氧化，变成焦黑头，不再蘸锡或蘸锡能力很差；“端口残缺”是指工作面凸凹变形或出现裂痕等。这两种情况，都需要对烙铁头重新吃锡。 电烙铁在使用前，还要用万用表R1K档检查一下插头之间的电阻值，阻值大约在23K。同时，用万用表R1K档检查一下插头与金属外壳之间的电阻值，万用表指针应该不动

15、，否则说明有漏电现象存在，应彻底检查。,除此之外，使用前还应准备一烙铁架，如图6.7所示。烙铁架的好处有：1可以放置工作中的烙铁；2烙铁暂时不用时，有利于散热，烙铁头不易烧死；3确保安全性，不易引起烫伤物品或火灾；4架板(选用坚硬的木质)部分可用作工作台面，用以刮、烫元器件；5有松香槽，方便助焊。6焊锡槽方便盛装剩余 的焊锡和烙铁用锡。因此，烙铁架也是必备的。,三、 焊前焊件的处理 在进行焊接前，应对需焊元器件的引脚或电路板的焊接部位进行焊前处理，为焊点形成创造必要条件，通常有“刮”、“镀”、“测”三个步骤。 1.刮 “刮”就是在焊接前做好焊接部位的表面清洁工作。熔融焊料要有良好的润湿金属表面

16、，其中重要条件之一就是被焊金属材料表面要保持清洁，可以使焊锡和被焊金属结合充分，形成合金层。一般采用刮的工具是小刀、细砂纸或废旧钢锯条(用折断后的断面)等。,2.镀 “镀”就是在刮净的元器件部位镀锡。镀锡和焊接都要借助焊剂，助焊剂在加热熔化时可溶解被焊金属表面氧化物及污垢，使焊接表面清洁，从而使被金属和焊锡能够牢固地结合。电子电路常选用松香或松香酒精溶液作为助焊剂，电工器材中有时选用焊膏作为助焊剂。镀锡的具体作法是：发热的烙铁头蘸取松香少许(或松香酒精溶液涂在镀锡部位)，再迅速从贮锡盒粘取适量的锡珠，快速将带锡的热烙铁头压在元器件上，并转动元器件，使其均匀地镀上一层很薄的锡层。,3.测 “测”

17、就是在镀锡之后，利用万用表检测所有镀锡的元器件是否质量可靠，若有质量问题或已损坏的元器件，应用同规格元器件替换。,四、 焊接技术 手工焊接方法常有送锡法和带锡法两种。 1.送锡焊接法 送锡焊接法，就是右手握持电烙铁，左手持一段焊锡丝而进行焊接的方法。送锡焊接法的焊接过程通常分成五个步骤，简称“五步法”，如图6.10所示，具体操作步骤如下： （1）准备施焊,（2）加热焊件 右手握持电烙铁，烙铁头先蘸取少量的松香，将烙铁头对准焊点（焊件）进行加热。加热焊件就是将烙铁头给元器件引脚和焊盘“同时”加热，并要尽可能加大与被焊件的接触面，以提高加热效率、缩短加热时间，保护铜箔不被烫坏，如图6.10（b）所

18、示。,（3）熔化焊料 当焊件的温度升高到接近烙铁头温度时，左手持焊锡丝快速送到烙铁头的端面或被焊件和铜箔的交界面上，送锡量的多少，根据焊点的大小灵活掌握。如图6.10（c）所示。,（4）移开焊锡 适量送锡后，左手迅速撤离，这时烙铁头还未脱离焊点，随后熔化后的焊锡从烙铁头上流下，浸润整个焊点。当焊点上的焊锡已将焊点浸湿时，要及时撤离焊锡丝，不要让焊盘出现“堆锡”现象，如图6.10（d）所示。,（5）移开电烙铁 送锡后，右手的烙铁就要做好撤离的准备。撤离前若锡量少，再次送锡补焊；若锡量多，撤离时烙铁要带走少许。烙铁头移开的方向以45为最佳，如图6.10（e）所示。 对于热容量小的焊件，可以简化为“

19、三步法”操作，即把上述（2）与（3），（4）与（5）各综合成一步，灵活而掌握之。,2.带锡焊接方法 带锡焊接法是单手操作，就是右手握持电烙铁，烙铁头在焊接前要自带锡珠而焊接的方法，如图所示。具体操作步骤如下：,(1)烙铁头上先蘸适量的锡珠，将烙铁头对准焊点（焊件）进行加热。 (2)当铁头上熔化后的焊锡流下时，浸润到整个焊点时，烙铁迅速撤离。 (3)带锡珠的大小，要根据焊点的大小灵活掌握。焊后若焊点小，再次补焊；若焊点大，用烙铁带走少许。,6.2.5 防虚焊技巧 虚焊就是虚假的焊接，看似有焊点，实似无焊住。这些虚焊点，时通时断，由此而引起的故障时有时无，且不易查找和排除。为避免和防止虚焊，应注意

20、以下几点： 1.保持烙铁头的清洁。因为通电的电烙铁头长期处于高温状态，其表面很容易氧化或烧死，使烙铁头导热性能变差而影响焊接质量。因此，可用湿布或湿海绵擦烙铁头上的杂质，温度过高时，可采用暂时拔下插头或蘸松香降温，随时使烙铁头上挂锡良好。 2.若焊件和焊点表面带有锈渍、污垢或氧化物，应在焊接之前“刮”，直至露出光亮金属，才能给焊件或焊点表面镀上锡。 3.焊接温度要适当 为了使温度适当，应根据元器件大小选用功率合适的电烙铁，当选用的电烙铁的功率一定时，应注意掌握控制加热时间的长短。 当焊锡从烙铁头上自动散落到被焊物上时，说明加热时间已足。此时迅速移开烙铁头，被焊处留下一个圆滑的焊点。若移开电烙铁

21、后，被焊处一点锡不留或留下很少，则说明加热时间太短、温度不够或被焊物太脏;若移开电烙铁前，焊锡就往下流，则表明加热时间太长，温度过高。一般烙铁头的温度控制在使焊剂熔化较快又不冒烟时的温度为最佳焊接温度。焊点质量分析示意图如表6.4所示。,4.上锡适量 根据所需焊点的大小来决定电烙铁的蘸锡量，使焊锡足够包裹住被锡物，形成一个大小合适且圆滑的焊点。焊点也不是锡多、锡大为好，相反，这种焊点虚焊的可能性更大，有可能是焊锡堆集在上面，而不是焊在上面。若一次上锡量不够，可再次补焊，但须待前次上的锡一同被熔化后再移开电烙铁；若一次上锡量太多，可用烙铁头带走适量。 5.焊接时间要适当 焊接时间的恰当运用也是焊

22、接技艺的重要环节。如果是印刷电路板的焊接，一般以23s为宜。焊接时间过长，焊料中的焊剂完全挥发，失去助焊作用，使焊点表面氧化，造成焊点表面粗糙、发黑、不光亮、带毛刺或流动等缺陷。同时焊接时间过长，温度过高还容易烫坏元器件或印刷电路板的铜箔。若焊接时间过短，又达不到焊接温度，焊锡不能充分熔化，影响焊剂的润湿，易造成虚焊。,6.焊点凝固过程中不要触动焊点 焊点在未完全凝固前，即使有很小的振动也会使焊点变形，引起虚焊。因此，在烙铁头撤离之前对焊接件要预以固定，如用镊子夹持，或烙铁头撤离之后快速用嘴吹气，采取这些作法的目的，就是缩短焊点凝固时间。,7.烙铁头撤离时应注意角度,6.2.4 手工拆焊的工具

23、及操作方法 在焊接过程中有时会出现误焊，在调试、例行试验、检验，尤其是产品维修过程中，常需要更换元器件和导线，所以需要拆除原焊点。拆焊是把元器件从原来已经焊接的安装位置上拆卸下来，也叫解焊。在实际操作中，拆焊比焊接要困难的多。,一、拆焊操作的适用范围、原则、要点及注意问题 1. 拆焊操作的适用范围 拆焊技术适用于拆除误装的元器件及引线；在维修时需要更换的元器件等；在调试结束后需要拆除临时安装的元器件或导线等。 2. 拆焊操作的原则 拆焊时不能损坏需拆除的元器件及导线；不能损坏焊盘和印制板上的铜箔等；最好不要移动其他元器件或导线。 拆卸元器件最容易引起焊盘及印刷铜箔的剥落，尤其是大规模集成电路，

24、拆不好容易破坏印刷电路板，造成不必要的损失。因此掌握正确的拆焊方法和拆焊工具的使用显得尤为重要。,3拆焊的操作要点 严格控制加热的温度和时间。加热的温度过高或时间过长都有可能导致元器件损坏或铜箔脱落；而温度过低或时间过短就根本不能进行拆焊。 拆焊时不要用力过猛。要借助工具，避免过力的拉、摇、扭元器件，这样都会损坏元器件和焊盘，尤其是塑料器件。 4拆焊后重新焊接时应注意的问题 焊孔堵塞的，要将孔穿通；对于高频电路，更换的元器件引脚长短应与原配件相同，以免影响电路性能；复原因拆焊而摆动的其他元器件。,二、常见的拆焊工具 常见的拆焊工具吸锡器，有以下几种：医用空心针头、金属编织网、手动吸锡器、电热吸

25、锡器、电动吸锡枪、双用吸锡电烙铁、热风拆焊器等几种。各种吸锡器的结构及正确使用方法如下。,1.医用空心针头 医用空心针头外形和吸锡方法如图所示。使用时，要根据元器件引脚的粗细选用合适的空心针头，常备有924号针头各一只，操作时，右手用烙铁加热元器件的引脚 ，使元件引脚上的锡全部熔化，这时左手把空心针头左右旋转刺入引脚孔内，使元件引脚与铜箔分离，此时针头继续转动，去掉电烙铁，等焊锡固化后，停止针头的转动并拿出针头，就完成了脱焊任务。,2.金属编织网 金属编织网法如图所示，方法是用金属编织线或多股铜线作为吸锡器，先用电烙铁把焊点上的锡熔化，使锡转动移到编织网线或多股铜线上，并拽动网线，各脚上的焊锡

26、即被网线吸附，从而使元件的引脚与线路脱离。,3.手动吸锡器 手动吸锡器的外形如图6.16(a)所示，使用时，先把吸锡器末端的滑杆压入，直至听到“咔”声，则表明吸锡器已被锁定。再用烙铁对焊点加热，使焊点上的焊锡熔化，同时将吸锡器靠近焊点，按下吸锡器上面的按钮即可将焊锡吸上，如图6.16(b)所示。若一次末吸干净，可重复上述步骤。在使用一段时间后必须清理，否则内部活动的部分或头部被焊锡卡住。,4.电动吸锡枪 电动吸锡枪的外观呈手枪式结构，如图所示。主要由真空泵、加热器、吸锡头及容锡室等组成，是集电动、电热吸锡于一体的新型除锡工具，且吸锡头有多种规格可供选择使用。,5. 热风拆焊器 热风拆焊器是新型

27、锡焊工具，主要由气泵、印刷电路板、气流稳定器、外壳和手柄等部件组成。它用喷出的高热空气将锡熔化，优点是焊具与焊点之间没有硬接触，所以不会损伤焊点与焊件，最适合高密度引脚及微小贴片元件的焊接。 SMD扁平元件、集成电路，特别是引出脚封装的BGA集成电路,热风拆焊器具有以下特点。 （1）热风头不用接触印刷电路板，使电路板免损伤。 （2）瞬间完成各类元器件的拆卸，包括分立、单列、双列及表面贴片等。 （3）所拆印刷电路板的孔及元器件引脚，干净无锡，方便第二次使用。 （4）热风的温度及风量可调节，能适用各类印刷电路板。 （5）一机多用，热风加热，拆焊多种类元件，热缩管处理、热能测试等多种需要热能的场合。,热风拆焊器的正确使用。目前的热风拆焊器种类和型号较繁杂，各项性能参数指标没有统一的标准，因此，在使用前，一定要仔细阅读产品使用说明书，按照特定要求规范操作。不过在使用时应掌握一些基本技巧，否则，若使用不当，可能会导致一些更大的人为故障。,热风拆焊器的焊接技巧。（1）在焊接时，根据具体情况可选用电烙铁或热风枪。通常情况下，元件引脚少、印刷板布线疏、管脚粗等选用电烙铁；反之，选用热风枪。 （2）在使用热风枪时，一般情况下将风力旋钮(AIR CAPACITY)调节到比较小的位置(23档)，将温度调节旋钮(HEATER)调节到刻度盘上56档的位置。 （3）以热风枪焊接集成电路