手工锡焊技术.docx

1、手工锡焊技术第四章 手工锡焊技术手工锡焊是传统的焊接方法，是电工实践训练的一项基本技术。在电子工艺中，锡焊技术很重要，它不但能固定元件，而且能保证可靠的电流通路，焊接好坏将直接影响电子产品的质量。 电烙铁的正确使用电烙铁是手工焊接的主要工具。它主要由烙铁头和烙铁芯两部分组成，烙铁芯采用镍铬电阻丝绕在陶瓷管上制成。烙铁芯直接用220V交流电源加热。常用电烙铁分内热式和外热式两种，外观如1-4-1所示。内热式电烙铁的烙铁芯安装在烙铁头的里面，发热快，体积小且重量轻，但功率一般较小，适合焊接小元件。外热式电烙铁的烙铁芯是在烙铁头的外面，加热虽然较慢，但相对比较牢固。电烙铁的功率有15W、20W、25

2、W、30W300W等多种。一般来说电烙铁的功率越大，热量越大，烙铁头的温度越高。应根据焊接对象合理选用不同类型的电烙铁。使用的烙铁功率过大容易烫坏电子元器件或使焊盘从基板上脱落；如果功率太小，则焊锡不能充分熔化，焊点不牢固，易造成虚焊。一般印制线路板的焊接通常选用20W或25W的内热式电烙铁。它的烙铁头是直的，头端锉成一个斜面或圆锥状的，适宜焊接面积较小的焊盘。焊接大焊件时可选用 100W 以上的大功率外热式电烙铁。烙铁头一般用紫铜材料制成。为保护在焊接高温条件下不被氧化生锈，常将烙铁头经电镀处理，有的烙铁头还采用不易氧化的合金材料制成。 (a) 内热式 (b) 外热式 图1-4-1 电烙铁

3、图1-4-2 烙铁架 电烙铁使用前要进行清洁处理并上锡，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，使烙铁头各个面均匀的镀上一层光亮的焊锡（俗称吃锡）。电烙铁经过长时间使用后，烙铁头部会生成一层氧化物，这时不容易吃锡，可用砂布擦去或用小锉刀轻锉去表面氧化层，在露出紫铜的光亮后再进行镀锡处理。对于有镀层的烙铁头，一般不要锉或打磨。使用电烙铁焊接时要用焊锡和助焊剂。手工锡焊常采用含有松香芯的焊锡丝，其材料为锡铅合金(锡63%，铅37%)，这种焊锡丝的熔点较低(183)，而且内含松香助焊剂，使用起来很方便。焊锡丝的直径有、5.0mm等多种规格，要根据焊点的大

4、小选用，一般应使焊锡丝的直径略小于焊盘的直径。焊剂的作用主要是去除被焊金属表面的氧化物，提高焊锡的流动性，起到助焊的作用，同时又可保护烙铁头。常用的助焊剂是松香或松香水（将松香溶于酒精中）。电烙铁使用注意事项：(1) 每次使用电烙铁时必须保证电烙铁头是干净的，并且在使用过程中经常维护，保证烙铁头上始终挂上一层薄锡。烙铁头上焊锡过多时，可用湿布擦掉，不可乱甩。(2) 电烙铁通电后温度高达250以上，不用时一定要稳妥放在烙铁架上（见图1-4-2），并要注意导线尤其是电烙铁的电源线等物不要碰烙铁头，以免造成事故。但较长时间不用时应切断电源，防止高温“烧死”烙铁头（被氧化变黑），不再“吃锡”。(3)

5、电烙铁使用中，不能用力敲击，并防止摔落，以免震断电烙铁内部电热丝或引线而产生故障。(4) 操作完毕后，要及时切断电源。尽量不要用断电后的余热焊接。 手工焊接操作姿势掌握正确的操作姿势，可以保证操作者的身心健康，减轻劳动伤害。焊剂加热挥发出的化学物质对人体有害。为减少有害气体的吸入量，一般情况下，烙铁到鼻子的距离应该不少于20cm ，通常以30cm 为宜。电烙铁有三种拿法，如图1-4-3 所示。（1）握笔法，即大拇指、食指、中指三个手指拿住电烙铁。此法适用于轻巧型的小功率电烙铁，焊接散热量小的被焊件。一般在操作台上焊接元器件及维修电路板时，多采用握笔法；（2）正握法，适于中功率电烙铁或带弯头电烙

6、铁的操作，多用于线路板垂直桌面情况下的焊接；（3）反握法，就是用五指把电烙铁的柄握在掌内。此法的动作稳定，长时间操作不易疲劳，适于大功率电烙铁的操作，焊接散热量大的被焊件。 (a) 握笔法 (b)正握法 (c)反握法图1-4-3 电烙铁拿法 图1-4-4 焊锡丝拿法焊锡丝一般有两种拿法，如图1-4-4所示。由于焊锡丝中含有一定比例的铅，而铅是对人体有害的一种重金属，因此操作时应该戴手套或在操作后洗手，避免食入铅尘。 手工锡焊的基本步骤焊接前，电烙铁要充分预热并上锡，然后并对被焊接物体(即焊件)的金属表面进行清洁处理，如在引线上镀一层锡或清除焊接部位的氧化物等。焊件通常是元器件引脚、电路板焊盘和

7、导线等。一般手工焊接操作过程可分为以下五个基本步骤，简称锡焊五步法，如图1-4-5 所示。 准备施焊：左手拿焊锡丝，右手握电烙铁，进入备焊状态，见图1-4-5 (a)。 加热焊件：烙铁头靠在两焊件的连接处，加热整个焊件全体，时间大约为12秒钟。对于在印制电路板上焊接元器件来说，注意烙铁头要同时接触元件引脚和焊盘，保持焊件均匀受热，见图1-4-5 (b)。 送入焊丝：焊件的焊接面被加热到一定温度时，焊锡丝从烙铁对面接触焊件，见图1-4-5 (c)。 注意：不要把焊锡丝送到烙铁头上！ 移开焊丝：当焊锡熔化一定量散满焊盘时，立即向左上45方向移开焊丝，见图1-4-5 (d)。 移开烙铁：待焊锡完全浸

8、润焊点后，向右上45方向移开烙铁，如图1-4-5 (e) 所示，结束焊接。从第三步开始到第五步结束，时间大约也是1至2s。注意：烙铁离开焊点后，焊锡还不会立即凝固，应稍等片刻后才可移动焊接元件，如果未凝固前移动焊接件，焊锡会凝成沙状，造成附着不牢固而引起假焊。 (a) 准备焊接 (b) 送烙铁 (c) 送焊丝 (d) 移焊丝 (e) 移烙铁图1-4-5 锡焊五步法对于热容量较小的焊件，例如印制电路板上的小焊盘，可以简化为锡焊三步操作法，即将上述步骤2，3合为一步，4，5合为一步。如图1-4-6所示。 准备：同以上步骤一，见图1-4-6 (a)。 加热与送焊丝：烙铁头放在焊件上后立即放入焊丝，见

9、图1-4-6 (b)。 去焊丝移烙铁：焊锡在焊接面上浸润扩散达到预期范围后，立即拿开焊丝并移开烙铁，如图1-4-6 (c) 所示。注意：移去焊丝的时间不得滞后于移开烙铁的时间！ (a) 准备焊接 (b) 送烙铁、焊丝 (c) 移焊丝、烙铁图1-4-6 锡焊三步法对于一般焊点而言，上述整个过程的时间不过2至3秒钟，各步骤的节奏控制，顺序的准确掌握，动作的熟练协调，需要通过大量的实践操作练习才能逐步掌握。 手工锡焊的技术要点焊接是一个在高温下两个物体表面分子相互浸透“扩散”的过程，是让溶化的焊锡分别浸透到两个被焊物体的金属表面分子中，然后让其冷却凝固使之结合。只有严格控制好锡焊条件，把握好焊锡用量

10、，才能得到良好的焊点。一、掌握锡焊条件为了保证焊接质量，必须掌握好适当的焊接温度和时间。其次，要保持烙铁头的清洁，做好焊件表面处理，焊件有污物或锈蚀都不能焊接。焊接时应使电烙铁的温度高于焊锡的温度，但也不能太高，一般经验是烙铁头温度比焊锡熔点高50较为适宜，以烙铁头接触松香刚刚冒烟为好。焊接时间太短，热量供应不足，焊锡流动性差，很容易凝固，造成焊点锡面粗糙，结晶粗脆，象豆腐渣一样，形成虚焊。反之焊接时间过长，焊锡容易流淌，可能烫坏元件及印刷电路板或使元器件的焊点之间短路。在焊接时正确方法是用电烙铁的搪锡面去接触焊点，这样传热面积大，焊接速度快。不要将电烙头在焊接点上来回移动或者加力加热。在保证

11、焊料润湿焊件的前提下，时间越短越好，一般不超过3秒钟。在焊锡未凝固以前，不得摇动焊接元件，以免造成虚焊。二、焊锡用量适中焊接点上的焊锡量要适中，太少了焊接不牢，机械强度差；用量太多容易造成外观一大堆而内部未接通，由于焊锡里外温度不均而造成虚焊，同时容易引起相邻焊点之间搭锡造成短路。焊锡应该刚好将焊接点上的元件引脚全部浸没，其轮廓又隐约可见为好，如图1-4-7所示。 (a) 锡量过多 (b) 锡量过少 (c) 锡量适中图1-4-7 焊锡用量示意图三、保证焊点质量对焊点的质量要求，包括电气接触良好、机械结合牢固和光洁整齐的外观三个方面。一个好的焊点应是光亮而圆润、焊件紧密结合、焊锡不多但能浸没接头

12、。保证焊点质量最重要的一点，就是必须避免虚焊和假焊。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。一般来说，造成焊点缺陷的主要原因是：被焊接处表面未预先清洁好，镀锡不牢；烙铁头的温度过高或过低，表面有氧化层；焊接时间太长或太短；焊锡丝撤离过早或过迟；焊锡量过多；焊点焊好后拿开烙铁，焊锡尚未凝固时焊接元件抖动等等。从外观看，焊点大小要合适，形状应为近似圆锥而表面稍微凹陷，呈漫坡状，平滑过渡，表面光亮而无毛刺，如图1-4-8所示。而虚焊点的表面往往向外凸出，表面粗糙。焊接时元器件的引脚要垂直，不要将其掰弯。一

13、般对焊点的要求是：高大约为1.5mm，直径与焊盘一致。锡焊中常见的缺陷有：虚焊、桥接、剥离、冷焊、针孔、拉尖等。图1-4-9是常见焊点缺陷的示意图。其中：图(a)虚焊的原因是焊件清理不干净，助焊剂不足或质量差，焊件加热不充分等。此缺陷造成机械强度低，焊点不通或时通时断；图(b)桥接的原因是焊锡过多，电烙铁施焊撤离方向不当。此缺陷导致相邻导线搭接，造成短路；图(c)焊点剥离的原因是加热时间过长或焊盘镀层不良。此缺陷造成断路；图(d)是冷焊，外观表面呈豆腐渣状颗粒，是由于焊锡未凝固时焊件抖动造成的；图(e)目测有针孔，是由于焊盘孔与引线间隙太大造成的；图(f)外观出现尖端，原因是加热时间不足，焊锡

14、不合格等。图1-4-8 标准焊点外观示意图 图1-4-9 常见焊点缺陷示意图四、易损元器件的焊接易损元器件是指受热或接触电烙铁时容易造成损坏的元器件，例如，有机铸塑元器件、MOS集成电路等。易损元器件在焊接前要认真作好表面清洁、镀锡等准备工作，焊接时切忌长时间反复烫焊，确保一次焊接成功。此外，要少用焊剂，防止焊剂浸人元器件的电接触点。焊接MOS集成电路最好使用储能式电烙铁，以防止由于电烙铁的微弱漏电而损坏集成电路。由于集成电路引线间距很小，要选择合适的烙铁头及温度，防止引线间连锡。焊接集成电路最好先焊接地端、输出端、电源端，再焊输入端。对于那些对温度特别敏感的元器件，最好用小平嘴钳或镊子夹上蘸

15、有酒精的棉球保护元器件引脚根部，使热量尽量少传到元器件上。五、焊接后的处理焊接结束后必须检查有无漏焊、虚焊以及是否有与周围元器件连焊的现象。并检查焊点，看是否圆润、光亮、牢固，进而修补缺陷。虚焊较难发现，可用镊子夹住元件引脚轻轻拉一下，看看是否松动，如果发现松动应立即重新焊接。检查后将元器件的多余引脚剪去，只留下焊点。六、拆焊（解焊）由于焊接错误对元器件进行更换时就需拆焊，也叫解焊。拆焊方法不当，往往会造成元器件的损坏、印制导线的断裂或焊盘的翘起、脱落。从电路板上拆卸元件时，可一边用镊子或尖嘴钳夹住元器件的引脚，一边用烙铁头贴在其焊点上加热。待焊点上的锡熔化后，将元件轻轻地拔出。也可用专用拆焊

16、电烙铁或吸锡电烙铁拆焊。 印制电路板其元器件的焊接印制电路板也称PCB板，即Printed Circuit Board的缩写，又称印刷电路板或印刷线路板。它是电子元器件在安装与互连时的重要支撑体，几乎会出现在每一种电子产品设备当中。将电子元器件之间复杂的电路走线，经过细致整齐的规划设计后，把电路接线图印制到敷铜板上，在敷铜板上用腐蚀的方法除去多余的铜箔，而留下的部分就成为网状的细小铜箔线路，称作导线或称布线，用来提供PCB板上元器件的电路连接。根据铜箔层数分类，PCB板分为单面板、双面板和四层板以上的多层板。板子本身的基板是由绝缘隔热、并不易弯曲的材质制作而成。通常PCB板的颜色都是绿色或是棕

17、色，这是阻焊漆的颜色。是绝缘的防护层，可以保护铜线，也可以防止元器件被焊到不正确的地方。在阻焊层上还有一层丝网印刷面，通常上面印上文字与符号(大多是白色的)，以标示出各电子元器件在板子上的位置，如图1-4-10所示。在最基本的单面PCB板上，电子元器件都集中在其中的一面，称为正面或元件面；导线都集中在另一面，称为反面或焊接面。在板子上有许多带孔的圆形铜箔叫焊盘，电子元件在元件面放置，管脚从焊盘中穿过，然后在焊接面上进行焊接。图1-4-10是DT-830B型万用表电路主板的焊接面与元件面。 焊接印刷电路板上的电路时，导线是印刷电路板上的铜箔，有时导线被腐蚀得很细，如果烙铁温度过高或焊接时间过长，

18、容易使铜箔与环氧树脂板分离，引起无法补救的损失，这一点要特别注意。印制电路板焊接过程如下：1 焊前准备 首先要熟悉所焊印制电路板的装配图，并按图纸配料，检查元器件型号、规格及数量是否符合图纸要求，并做好装配前元器件的检查、引线成型、插装等准备工作。电阻、电容、二极管等按电路管脚间距把引脚折弯，以便插到电路板上。电子元器件的引线弯曲不要贴近根部，以免弯断，造成元件损坏。弯曲后的两根引线要与元件本体垂直，元器件的符号标志应方向一致。电子元件的摆放方法有卧式和立式两种，如图1-4-11所示。元器件在印制电路板上插装的原则：(1) 电阻、电容、晶体管和集成电路的插装应使标记和色码朝上，易于辨认，以便于

19、检查和维护。(2) 有极性的元器件根据有极性的标记决定插装方向，如电解电容，二极管，三极管等。 (3) 插装顺序应该先轻后重、先里后外，先低后高。(4) 元器件间的间距不能小于1mm，电阻、二极管、三极管引脚弯曲处离管壳的距离要大于2mm。图1-4-11 元器件引线成型插装示意图2 焊接顺序 元器件焊接顺序依次为：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。 3 对元器件焊接要求 (1) 电阻器焊接 按图将电阻器准确装入规定位置。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。 (2) 电容器焊接 将电容器按图装入规定位置，并注意有

20、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。 (3) 二极管焊接 二极管焊接要注意以下几点：阳极、阴极的极性，不能装错；型号标记要易看可见；焊接立式二极管时，对最短引线焊接时间不能超过2s。 (4) 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，焊接时用镊子夹住管脚，以利散热保护元件。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，如图1-4-12所示。若要求加垫绝缘薄膜时，切勿忘记加薄膜。 (5) 集成电路焊接 集成电路应最后焊接，电烙铁要可靠接地或用储能式电烙铁焊接

21、。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。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。 焊完后，对元件进行依次检查，看是否所有的器件均已焊接完成。并检查焊点，修补缺陷。然后对露在印制电路板上面的多余引脚用小钳子齐根掐断，实际焊点的外观如图1-4-12所示。图1-4-13是焊好后的DT-830B万用表线路板的焊接面、元件面以及万用表功能面板。 图1-4-12 三极管的焊接外观图1-4-13 实际焊点的外观 (a) 焊接面 (b) 元件面 (c) 功能面板 图1-4-14 焊接后的电路主板以及DT-830B万用表功能面板另外，还有一种印刷电路板，可按自己的

22、意愿插装电子元器件并焊接连线，俗称“万用板”。 具有成本低廉，使用方便，扩展灵活等优点。目前主要有两种，一种焊盘各自独立，简称单孔板，如图1-4-15所示；另一种是多个焊盘连在一起，简称连孔板，如图1-4-16所示。单孔板又分为单面板和双面板两种。单孔板比较适合数字电路和单片机电路，连孔板适合模拟电路和分立电路。因为数字电路和单片机电路以芯片为主，电路比较规则；而模拟电路和分立电路往往较不规则，分立元件的引脚常常需要连多根线，这时有多个焊盘连在一起就很方便。万用板的焊盘比较紧密，最好使用功率30瓦左右的尖头电烙铁。同时焊锡丝不能太粗，选择直径为0.6mm的为好。利用万用板可搭建简单的电路，初步训练手工锡焊技术以及对电路进行设计与调试的能力，例如二极管伏安特性的实验线路设计与测试（见图1-4-17），三极管输入特性、输出特性的实验线路设计与测试（见图1-4-18）、电阻温度计电路的设计与标定等等。