第3章 手工焊接技术

本章导读

手工焊接是电子制作与电器维修必须掌握的一门基本操作技能,是电子产品装配过程中一项很重要的基础工艺技术,焊接技术直接影响电子产品制作质量的好坏。手工焊接过程是用电烙铁加热被焊金属件和锡铅焊料,将熔融的焊料润湿到已加热的金属表面,使其形成液态金属,再把固态金属连接在一起。该焊接方法具有焊接简便,使用工具简单的特点,因此应用很广泛。手工焊接质量的好坏取决于焊料、焊剂、焊接工具和焊接技术。作为一个电子技术爱好者,不但要有焊接的基本理论知识,更重要的是应当掌握熟练的手工焊接操作技能。本章从初学者及电子制作的实际情况出发,主要介绍焊料和焊剂的选用、电烙铁的选用与使用方法,以及手工焊接方法与要领。

3.1 焊料及焊剂的选用

要点

焊料及焊剂是手工焊接的必备材料,一般使用锡铅焊锡丝为手工焊接的焊料。选用锡铅焊料时应根据不同焊接对象选用不同型号的锡铅焊料。焊剂又称助焊剂或纤剂,选用焊剂时,要根据被焊金属焊接性能的不同和焊剂对元器件损坏的可能性来选用。

3.1.1 焊料及其选用

焊料又称钎料,是一种熔点比被焊金属熔点低的易熔金属。焊料熔化时,在被焊金属不熔化的条件下能润浸被焊金属表面,并在接触面形成合金层而与被焊金属连接到一起。在一般电子制作与维修过程中,主要使用锡铅焊料,俗称为焊锡。

1. 焊料的种类

焊料根据熔点不同,可分为硬焊料和软焊料,熔点在450℃以上的称为硬焊料,熔点在450℃以下的称为软焊料。

焊料根据组成成分不同,可分为锡铅焊料、银焊料、铜焊料等。在锡焊工艺中,一般使用锡铅合金焊料。焊锡的形状有片状、块状、棒状、带状和丝状等多种,常用的是焊锡丝,有的焊锡丝中心包着松香助焊剂,叫松香芯焊锡丝,手工烙铁锡焊时常用。松香芯焊锡丝的外径通常有0.5mm、0.6mm、0.8mm、1.0mm、1.2mm、1.6mm、3.0mm、3.3mm、3.0mm等规格。常用焊料如图3-1所示。

图3-1 常用焊料

2. 焊料的选用

在电子制作与维修过程中,一般都选用锡铅焊料,也称焊锡。它是由锡、铅等元素组成的低熔点合金,这些元素都属于软金属,熔点一般在250℃以下。使用25W外热式或20W内热式电烙铁就可在常温下进行焊接。在锡铅焊料中由于熔化的锡有良好的浸润性,而熔化的铅又具有良好的热流动性,所以它们按适当比例组成合金,就可作为锡铅焊料,使焊接面与被焊金属材料紧密结合成一体。目前市场上锡铅焊料的型号标志,是焊料两字汉语拼音的第一个字母“HL”及锡铅两个基本元素的符号SnPb,再加上元素含量的百分比(一般为含铅量的百分比)。例如,HLSnPb39表示Sn占61%,Pb占39%的锡铅焊料。

在选用锡铅焊料时应注意以下几点:

(1)焊接无线电元器件及安装导线时,可选用HLSnPb58-2型锡铅焊料,这种焊料成本低,且能满足一般焊接点的焊接要求。

(2)焊接电缆护套铅管等,宜选用HLSnPL68-2型锡铅焊料。该焊料铅含量较高,可使焊接部位较柔软,耐酸性好。该焊料中含有一定量的锑,可增加焊接强度。

(3)手工焊接一般焊接点、印制电路板上的焊盘及耐热性能差的元器件和易熔金属制品,应选用HLSnPb39焊料。该焊料熔点低,焊接强度高,熔化与凝固时间极短,有利于缩短焊接时间。为了便于使用,这种锡铅焊料常做成条状或盘丝状。盘丝状锡焊料是一种空心锡焊丝,中间有松香焊剂。

(4)焊接镀银件时要使用含银的锡铅焊料,这样可以减少银膜的溶解,使焊接牢固。如焊接陶瓷件的渗银层时,就应选用这种焊料。

(5)焊接某些对温度十分敏感的元器件材料时,要选用低熔点的焊料。这种焊料是在锡铅中加入铋、镉、锑等元素,从而实现低温焊接。

知识要诀

手工焊接用焊锡,锡铅焊料比例适,

选用焊料应注意,58-2型成本低,

68-2型铅量多,增加强度铅管接,

一般焊接用39,使用方便锡焊丝,

焊接陶瓷渗银层,含银焊料最适宜,

焊接温度敏感件,选用焊料熔点低。

3.1.2 焊剂及其选用

1. 焊剂的种类

焊剂又称助焊剂或纤剂,通常是以松香为主要成分的混合物,是保证焊接过程顺利进行的辅助材料。焊剂的熔点比焊料低,其密度、黏度、表面张力都比焊料小。因此,在焊接时,焊剂必定会先于焊料熔化,很快地流浸、覆盖于焊料及被焊金属的表面,起到隔绝空气防止金属表面氧化的作用,从而降低焊料本身和被焊金属的表面张力,增加焊料润湿能力。并且能在焊接的高温下与焊锡及被焊金属表面的氧化膜反应,使之熔解、还原出纯净的金属表面。

焊剂的种类很多,大致可分为有机焊剂、无机焊剂和树脂型焊剂三大类。

(1)有机焊剂由有机酸、有机类卤化物及各种胺盐、树脂合成类组成。它的特点是助焊性能好、可焊性高。不足之处是有一定的腐蚀性,且热稳定性差。一经加热,便迅速分解,然后留下无活性残留物,且残留物不易清洗干净。因此在电子制作中很少采用,一般作为活化剂与松香一起使用。

(2)无机焊剂的最大优点是有较强的助焊作用,但是也具有强烈的腐蚀性。无机焊剂其主要成分是氯化锌和氯化氨及它们的混合物。如果用于印制电路板的焊接,将破坏印制电路板的绝缘性能。对残留焊剂如果清洗不干净,就会造成被焊物的损坏。因此多数用在可清洗的金属制品焊接中。市场上出售的各种焊油多数属于这类。

(3)树脂型焊剂的主要成分是松香,松香是天然树脂,是一种在常温下呈浅黄色至棕红色的透明玻璃状固体。松香的主要成分为松香酸,在74℃时溶解并呈现出活性,随着温度的升高,酸开始起作用,使参加焊接的各金属表面的氧化物还原、熔解,起到助焊的作用。固体状松香的电阻率很高,有良好绝缘性,而且化学性能稳定,对焊点及电路没有腐蚀性。松香本身就是很好的固体助焊剂,可以直接用电烙铁熔化、蘸着使用,焊接时略有气味,但无毒。早期的电子技术人员没有松香焊锡丝而使用实心的焊锡条时,只要有一块松香助焊就可以焊出非常漂亮的焊点来。松香在焊接时间过长时就会挥发、炭化,因此作焊剂使用时要掌握好与烙铁接触的时间。焊接用的松香外形如图3-2所示。

图3-2 焊接用的松香

常用的松香酒精焊剂是指用无水乙醇溶解纯松香,配制成浓度为25%~30%的乙醇溶液。这种焊剂的优点是没有腐蚀性、绝缘性能高、长期稳定以及耐湿。焊接后清洗容易,并能形成膜层覆盖焊点,使焊点不被氧化和腐蚀。松香酒精助焊剂是电子制作及家用电器维修中常用的一种焊剂。

几种常用焊剂的配方如表3-1所示。

表3-1 几种常用焊剂的配方

2. 焊剂的选用

在选用焊剂时,不仅要考虑被焊金属材料的焊接性能及氧化、污染程度,同时还应从焊剂对元器件损坏的可能性等方面全面考虑。所以可根据这些金属的焊接性能的不同和焊剂对元器件损坏的可能性来选用焊剂。

(1)手工焊接时通常都选用松香酒精焊剂(将松香溶于酒精)或松香焊剂。由于纯松香焊剂活性较弱,只要被焊物金属表面是清洁的,无氧化层,其可焊性就可以得到保证。同时能保证电路中的元器件不被腐蚀,电路板的绝缘性能不下降。为了能在焊接过程中清除金属氧化物及氢氧化物,使被焊金属与焊料相互扩散,生成合金,可在松香焊剂中加入活性剂,以改善松香助焊剂的活性,这样就构成了活性焊剂,如201-l焊剂等。

(2)对于铂、金、银、铜、锡等金属,由于这些金属材料的焊接性较强,为减少焊剂对金属材料的腐蚀,在焊接过程中,多使用松香或松香酒精溶液来做焊剂,也可直接采用带松香的锡焊丝进行焊接。

(3)对于铅、黄铜、青铜、镀镍等金属,由于这些金属材料的焊接性较差,若仍使用松香焊剂,则焊接起来比较困难。所以在焊接这几种金属时应选用有机焊剂,如常用的中性焊剂和活性锡焊丝等。活性锡焊丝的丝芯由盐酸二乙胺盐加松香制成,焊接时能减少钎料表面的张力,促进氧化物的还原作用。活性锡焊丝的焊接性能比一般锡焊丝要好,最适合于焊接开关、接插件等热塑型塑料件。需要注意的是,焊后要清洗干净,以防焊剂残留物对元器件产生腐蚀。

(4)对于镀锌、铁、锡镍合金等,由于这些金属材料的焊接性较差,为保证其可焊性,可以选择一些酸性助焊剂。但要注意焊接完毕后,必须对残留焊剂进行清洗,以减少对被焊物的腐蚀。

知识要诀

选用焊剂要注意,全面考虑莫忘记,

手工焊接用松香,活性焊剂201,

铂、金、银、铜、锡金属,直接采用锡焊丝,

铅、铜、镀镍等金属,有机焊剂要清洗,

镀锌、铁、锡镍合金,选用酸性助焊剂。

3.2 电烙铁的选用及使用方法

要点

电烙铁是手工焊接的工具,应根据被焊接元器件的需要,从烙铁的种类、功率及烙铁头的形状来选择不同的电烙铁。电烙铁在使用前要进行质量与安全检查,并在使用过程中会排除一些常见故障。

3.2.1 电烙铁的选用

在进行电子制作与电器维修时,应根据被焊接元器件的需要来选择不同的电烙铁。主要从烙铁的种类、功率及烙铁头的形状三个方面考虑。

1. 电烙铁种类的选择

电烙铁的种类繁多,应根据实际情况灵活选用。一般的焊接应首选内热式电烙铁。对于大型元器件及直径较粗的导线应考虑选用功率较大的外热式电烙铁。对要求工作时间长,被焊元器件多,则应考虑选用长寿命型的恒温电烙铁,如焊表面封装的元器件。

2. 电烙铁功率的选择

晶体管收音机、收录机等采用小型元器件的普通印制电路板和集成电路板的焊接应选用20~25W内热式电烙铁或30W外热式电烙铁,这是因为小功率的电烙铁具有体积小、重量轻、发热快、便于操作、用电省等优点。

对一些采用较大元器件的电路如电子管扩音器及机壳底板的焊接则应选用功率大一些的电烙铁,如50W以上的内热式电烙铁或75W以上的外热式电烙铁。如果被焊元器件较大,而使用的电烙铁功率较小时,则焊接温度过低,焊料熔化较慢,焊剂不能正常发挥作用,焊点不光滑、不牢固,容易造成假焊或虚焊,直接影响焊接质量;如果电烙铁的功率选择太大,容易烫坏晶体管或其他元件,甚至使印制电路板的铜箔翘起或脱落。

选择电烙铁应注意以下几点:

(1)对于既能用内热式电烙铁焊接,又能用外热式电烙铁焊接的焊点,应首选内热式电烙铁。因为它体积小、操作灵活、热效率高、热得快,使用起来方便快捷。

(2)如要对表面安装元器件进行焊接,可采用工作时间长而温度较稳定的恒温电烙铁。

(3)焊接集成电路、晶体管及受热易损件时,应选用20W的内热式电烙铁或25W的外热式电烙铁。

(4)焊接导线及同轴电缆、机壳底板等时,应选用45~75W的外热式电烙铁或50W的内热式电烙铁。

(5)焊接较大元器件时,如行输出变压器的引脚、大电解电容的引脚及大面积公共地线,应选用75~100W的电烙铁。

(6)维修、调试一般电子产品宜选用20W内热式或恒温式电烙铁。

3. 烙铁头的选择与修整

(1)烙铁头的选择。烙铁头的形状直接影响焊接效果,为适应不同焊点的要求,必须合理选用烙铁头的形状与尺寸,图3-3所示为几种常用烙铁头的外形。其中,圆斜面式是市售烙铁头的一般形式,适用于在单面板上焊接不太密集的焊点;凿式和半凿式多用于电器维修工作;尖锥式和圆锥式烙铁头适用于焊接高密度的焊点和小而怕热的元器件。当焊接对象变化大时,可选用适合于大多数情况的斜面复合式烙铁头。

图3-3 几种常用烙铁头的外形

烙铁头的作用是储存热量和传导热量,选择烙铁头的依据是:应使它尖端的接触面积小于焊接处(焊盘)的面积。烙铁头接触面过大,会使过量的热量传导给焊接部位,损坏元器件及印制板。烙铁头的温度与烙铁头的体积、形状、长短等有关,一般说来,烙铁头越长、越尖,温度越低,需要焊接的时间越长;反之,烙铁头越短、越粗,则温度越高,焊接的时间越短。

(2)烙铁头的修整。烙铁头一般是用紫铜材料制成的,内热式电烙铁的烙铁头还经过一次电镀(所镀材料为镍或纯铁),目的是保护烙铁头不受腐蚀。还有一种烙铁头是用合金制成,该烙铁头的寿命比紫铜材料烙铁头的寿命要长得多,多用于固定产品印制电路板的焊接。但目前市售的烙铁头大多是在紫铜表面镀一层锌合金。镀锌层虽然有一定的保护作用,但经过一段时间的使用以后,由于高温和焊剂的作用,烙铁头被氧化,使表面凹凸不平,这时就需要修整。

修整的方法一般是将烙铁头拿下来,根据焊接对象的形状及焊点的密度,确定烙铁头的形状和粗细。夹到台钳上用粗锉刀修整,然后用细锉刀修平,最后用细砂纸打磨光。修整过的烙铁头要马上镀锡,方法是将烙铁头装好后,在松香水中浸一下,然后接通电源,待烙铁热后,在木板上放些松香及一些焊锡,用烙铁头沾上锡,在松香中来回摩擦,直到整个烙铁头的修整面均匀地镀上一层焊锡为止。一支烙铁头由于重复加工修整、上锡,结果用不了多久便要报废,同时烙铁的修整工作也给焊接带来很大的麻烦。

为解决烙铁头的修整问题,近年来市场上有一种长寿烙铁头。长寿烙铁头的基体金属还是紫铜,只是在工作端部镀上了一层用来阻挡焊锡侵蚀的纯铁,为了保持烙铁头对焊锡的吸附性,再在铁的外面使用活性较大的助焊剂(氧化锌之类)热镀上一层纯锡。由于铁在烙铁的工作温度下基本上不会与锡起反应,从而解决了以上问题。

使用长寿烙铁头时,要注意保护其表面的镀层,千万不能像普通烙铁头那样在砂纸上磨或用锉刀锉,其尖端附着的脏物只要在湿布或一种专用的湿纤维素海绵上稍加擦拭,即可露出原来光亮的镀锡表面。另外,暂停操作时,应该尖端向下搁置在烙铁架上,让烙铁尖总是被焊锡的液滴包裹着,以免烙铁头被“烧死”。长寿烙铁头运载焊料的能力比普通烙铁头略差一些,但配合焊锡丝使用,影响不大。

知识要诀

选用烙铁考虑好,种类、功率与烙头,

一般首选内热式,灵活选用按需要。

大件焊接功率大,小件焊接功率小,

烙铁头形有多种,适应焊接为最好。

3.2.2 电烙铁的使用方法

电烙铁在使用前要进行质量与安全检查,具体方法是:万用表R×10k挡,分别测量插头两根引线和插头与电烙铁头(外壳)之间的绝缘电阻,用万用表R×1k挡测两根引线之间的电阻值,其电阻值因电烙铁功率不同有差异,20~35W电烙铁的阻值大约为3.5~1.5kΩ。插头与电烙铁头之间的绝缘电阻应该为无穷大,如果测量有电阻,说明这一电烙铁存在漏电故障,如图3-4所示。

图3-4 电烙铁的安全检查

为了能使被焊件焊接牢靠,又不烫伤被焊件周围的元器件及导线,因此就要根据电烙铁的大小和被焊件的位置及大小,适当地选择电烙铁的握法。电烙铁的握法可分反握、正握与握笔三种,如图3-5所示。反握是用五指把电烙铁的手柄握在掌内,它适用于大功率电烙铁的操作,焊接散热量较大的被焊件,而且不易感到疲劳;正握的电烙铁功率也比较大,且多为弯头形电烙铁;握笔法适用于小功率的电烙铁(35W以下),焊接热量小的被焊件。它是印制电路板焊接中最常用的一种握法,如焊接收音机、各种小制作及其各种维修等。

图3-5 电烙铁的握法

新买来的电烙铁必须先对烙铁头上锡,方法是通电后,待电烙铁刚热时,将烙铁头接触松香,使之含一些松香,待电烙铁全热后,给烙铁头吃些焊锡,电烙铁头上搪了焊锡。保持烙铁头部始终有焊锡,这样可以防止烙铁头被烧死。

由于电烙铁的加热器是由很细的电阻丝绕制而成的,容易断,所以在使用过程中要轻拿轻放,不要随意敲击;不焊接时,电烙铁不能到处乱放,应放在烙铁架上;要注意不能让电源线搭在烙铁头上,以防烫坏电源线的绝缘层而发生触电事故。

知识要诀

使用烙铁要注意,安全检查莫忘记,

用前检查绝缘阻,存在漏电有阻值,

新买烙铁先搪锡,防止烙头被“烧死”,

烙铁握法有三种,反握、正握、握笔式。

3.2.3 电烙铁的常见故障及排除方法

电烙铁在使用过程中常会出现烙铁头带电、通电后不热、烙铁头不吃锡等故障。

1. 烙铁头带电

烙铁头带电故障的原因除电源线错接在接地线接线柱上外,还有一个原因就是当电源线从烙铁芯接线柱上脱落后,又碰到了接地线的螺钉上,从而造成烙铁头带电。出现这种故障容易造成触电事故,并会损坏元器件。为防止电源线脱落,平时应检查电烙铁手柄上的压线螺钉是否有松动和丢失,如有松动或丢失,应及时配好。

2. 电烙铁通电后不热

当电烙铁通电后,发现烙铁头不热,一般是电源线脱落或烙铁芯线断裂。遇到此故障可用万用表的R×1k挡测量电源插头的两端,如果万用表指针不动,说明有断路故障。首先应检查插头本身的引线有否断路现象,如果没有,便可卸下胶木柄,再用万用表测量烙铁芯的两根引线,如果万用表指针仍然不动,说明烙铁芯损坏,应更换烙铁芯。35W内热式烙铁芯两根引线间的阻值为1.5kΩ左右,若测得阻值正常,则说明烙铁芯是好的,故障出现在电源引线及插头本身,多数故障为引线断路。

更换烙铁芯应将新的同规格的烙铁芯插入连接杆,将引线固定在固定螺钉上,并拧紧接线柱,同时要注意把烙铁芯引线多余的部分剪掉,以防止两根引线短路。

3. 烙铁头不吃锡或者出现凹坑

当烙铁头使用一段时间后,就会因氧化而不沾锡。这就是“烧死”现象,也称做不吃锡。当出现不吃锡的故障时,可以用细砂纸或锉将烙铁头重新打磨或锉出新茬,然后重新镀上焊锡就可以继续使用了。平时也可把钢丝清洁球放在烙铁架盒内,将工作中的烙铁头在清洁球上扎几下,便可清除烙铁头的氧化物。另外,还可手握电烙铁手柄,将氧化的烙铁头浸入盛有酒精的容器中,经1~2min后取出,氧化物就被彻底地清除了。为减少烙铁头不吃锡现象,应尽量做到不焊接时,不要给电烙铁通电。

若烙铁头上有杂质,可将一小块海绵用水浸透后放入一小铁盒内,再将工作中的烙铁头在海绵上轻快地正反拉几下,烙铁头就会光亮如新。

当电烙铁使用一段时间后,烙铁头就会出现凹坑氧化腐蚀层,使烙铁头的形状发生变化。遇到此种情况时,可用锉刀将氧化层及凹坑锉掉,并锉成原来的形状。然后再镀上焊锡,就可以重新使用了。为减少烙铁头出现凹坑现象,应尽量采用腐蚀性小的助焊剂。

知识要诀

使用烙铁有故障,学会维修心不慌,

烙铁带电接错线,或是相线落铁上,

烙铁通电不发热,电线脱落不要忘,

烙铁氧化不沾锡,重新打磨换新装。

3.3 手工焊接方法与要领

要点

手工焊接的基本方法有带锡焊接法与点锡焊接法两种,在焊接过程中一定要先清洁焊件表面,适当使用焊剂与焊料,控制好焊接温度与时间,掌握正确焊接加热方法和烙铁撤离方向等要领,才能保证焊接质量。

3.3.1 手工焊接方法与步骤

1. 手工焊接的基本方法

手工焊接的基本方法有两种:一种是带锡焊接法,适合使用实心焊锡条焊接;另一种点锡焊接法,适合使用松香焊锡丝焊接。前者是一种传统的方法,后者是目前常用的方法。

(1)点锡焊接法。点锡焊接法也叫双手焊接法,焊接时右手握电烙铁,左手捏着松香芯焊锡丝,在焊接时两手要相互配合、协调一致。不仅如此还要掌握正确的操作方法及焊接要领,这样才能做到焊点光亮圆滑、大小均匀,杜绝虚焊、假焊出现。左手拿松香焊锡丝的方法一般有两种,如图3-6所示。连续锡丝拿法:即用拇指和四指握住焊锡丝,其余三手指配合拇指和食指把焊锡丝连续向前送进,如图3-6(a)所示,它适合于成卷焊锡丝的手工焊接;断续锡丝拿法:即用拇指、食指和中指夹住焊锡丝,这种拿法,焊锡丝不能连续向前送进,适用于小段焊锡丝的手工焊接。

图3-6 松香焊锡丝的拿法

点锡焊接法具有焊接速度快、焊点质量高等特点,适用于多元件快速焊接,具体焊接过程可分为如下四个过程。

①加热过程:用加热的烙铁头同时接触元器件引脚与印制电路板的焊盘,电烙铁与印制电路板平面成45°左右夹角,加热1~2s左右,使元器件引脚和印制电路板上的焊盘均匀受热,见图3-7(a)。

图3-7 点锡焊接法

②送丝过程:当加热到一定温度时,左手将松香焊锡丝从左侧送入元器件引脚根部,而不是送到烙铁头上。当松香焊锡丝开始熔化后,焊点很快形成。这个过程时间的长短根据焊点所需焊锡量的多少而定,因此一定要控制好送丝的时间,使焊点大小均匀。送丝过程见图3-7(b)。要特别注意最佳送丝位置在烙铁头、焊孔、元件引线三者交汇处。

③去丝过程:当焊点大小适中时,将左手捏着的焊锡丝迅速撤去,并保持烙铁的加热状态,见图3-7(c)。

④去热过程:在去丝后继续保持加热状态1s左右,以便使焊锡与被焊物进行充分的热接触,从而提高焊接的可靠性。这个过程完成后迅速将电烙铁从斜上方45°方向脱开,留下一个光亮圆滑的焊点,到此全过程结束,见图3-7(d)。注意:焊点是靠焊锡完全熔化后自身的流动性形成的,因此焊点不理想时不要用烙铁抹来抹去。

用点锡焊接法时,所用焊锡丝的中间应有松香,否则不但焊接有困难,还难以保证焊接的质量。

(2)带锡焊接法。焊接时先使烙铁刃口挂上适量的焊锡,然后将烙铁刃口准确接触焊点,时间在3s以内,焊点形成后迅速移走电烙铁。焊接时,要注意烙铁刃口与印制电路板平面成45°左右夹角,如图3-7(a)所示。如果夹角过小,则焊点就小;如果夹角过大,则焊点就大。这种焊接方法,烙铁挂锡的量应恰好足够一个焊点用,锡太多了会使焊点太大,锡太少了焊点的焊锡量又不够,焊接时应通过练习掌握带锡的量。用此法焊接时要不时地让烙铁头在松香里蘸一下,让焊锡、烙铁头总是被一层松香的油膜包裹着,否则,烙铁挂锡时锡珠不成珠,就无法控制挂锡量。

知识要诀

焊接方法有两种,带锡焊接与点焊,

点锡焊接用双手,具体焊接四过程,

带锡刃口先挂锡,夹角合适焊点成。

2. 手工焊接操作步骤

在电子制作中,常把手工锡焊过程归纳成八个字:“一刮、二镀、三测、四焊”。

(1)刮——就是在焊接前做好被焊元器件或导线等表面的清洁工作。对于集成电路的引脚,一般用酒精擦洗;对于镀金银的合金引脚,不能把镀层刮掉,可用橡皮擦去表面脏物;如果发现元器件的引脚有氧化层,则采用小刀或细砂纸将氧化层刮去,有油污的要擦去。

(2)镀——就是在刮净的元器件部位上镀锡,镀锡是手工焊接过程中很重要的一步。具体做法是蘸松香酒精溶液涂在刮净的元器件部位上,再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。若是多股金属丝的导线,打光后应先拧在一起,然后再镀锡。

(3)测——就是指对搪过锡的元件进行检测,利用万用表检测所有镀锡的元器件是否质量可靠,若有质量不可靠或已损坏的元器件,应用同规格元器件替换。

(4)焊——是指最后把测试合格的、已完成上述三个步骤的元器件焊到电路中去。

焊接完毕要进行清洁和涂保护层,并根据对焊接件的不同要求进行焊接质量的检查。

知识要诀

焊接操作四环节,一刮、二镀、三测试,

四焊完毕要清洁,质量检查莫忘记。

3.3.2 手工焊接要领

手工焊接过程中一定要掌握以下技术要领,这样才能保证焊接质量。

1. 被焊金属表面要清洁

金属与空气相接触时,在其表面会生成一层氧化膜。这层氧化膜在焊接过程中会影响被焊接的金属材料和焊锡之间的良好接触。保持焊件表面清洁是获得合格焊点的前提,为使焊接性能良好,在焊接过程中必须保证被焊件的金属表面要清洁,办法是除去氧化层,进行镀锡处理。

2. 焊剂、焊料要应用适当

焊剂是一种略带酸性的易溶物质,它在加热熔化时可以溶解被焊接金属物面上的氧化物和污垢,使焊接界面清洁,并帮助熔化的焊锡丝流动,从而使焊锡丝与被焊接的金属牢固结合。适当使用焊剂能保证焊接质量。但使用过量,由于其酸性作用,日久天长会将电路板或元器件腐蚀,导致电路不能正常工作。对开关元件的焊接,过量的焊剂容易流到触点处,从而造成接触不良。如过量的松香不仅造成焊点周围需要清洗,而且延长了加热时间(松香熔化、挥发会带走热量),降低了工作效率。但加热时间不足时,容易夹杂到焊锡中形成“夹渣”缺陷。因此在使用焊剂时要依据金属表面的清洁程度及被焊器件的面积大小适量选用。

合适的焊剂量应该是松香水仅能浸湿将要形成的焊点,不要让松香水透过印制板流到元件面或插座孔里(如IC插座)。对使用松香芯的焊丝来说,基本不需要再涂松香水。

焊料的用量应根据焊点的大小来确定。若焊点小,可用电烙铁头蘸取适量焊锡再蘸取焊剂后,直接放到焊点上,待焊点着锡熔化后将电烙铁移走即可。焊料使用应适中,不能太多也不能太少。过量的焊锡造成浪费而且增加了焊接时间,相应降低了工作效率,且会因焊点太大而影响美观,同时还易形成焊点与焊点的短路。如在高密度的电路中,过量的锡很容易造成不易觉察的短路。若焊锡太少,又易使焊点不牢固,特别是在板上焊导线时,焊锡不足往往造成导线脱落,如图3-8所示。

图3-8 焊锡量的掌握

3. 焊接的温度与时间要控制适当

在焊接时,为使被焊件达到适当的温度,使固体焊料迅速熔化,产生湿润,就要有足够的热量和温度。如温度过低,焊锡流动性差,易形成虚焊。如温度过高,将使焊锡流淌,焊点不易存锡,焊剂分解加快,使金属表面温度过高,很易产生碳化,造成虚焊。因此在焊接过程中要依据被焊接物的大小来选择适当功率的电烙铁。一般在焊接微小元器件及集成电路时,宜使用25W左右的电烙铁。

焊接时间是指被焊金属材料达到焊接温度时间、锡料熔化时间、焊剂发挥作用及金属生成合金时间几个部分。焊接时间要掌握适当,过长易损坏焊接部位及元器件,过短则达不到焊接要求。焊接的时间可根据被焊件的形状,大小不同而不同,但总的原则是看被焊件是否完全被焊料湿润(焊料的扩散范围达到要求后)的情况而定。通常情况下烙铁头与焊接点接触时间以使焊点光亮、圆滑为宜。如焊点不亮并形成粗糙面,说明温度不够,时间过短,此时需增加焊接温度,只要将烙铁头继续放在焊点上多停留一些时间即可。

4. 加热方法要正确

用烙铁头加热时,要靠增加接触面积加快传热。焊接时烙铁头与引线和印制铜箔同时接触,是正确焊接加热法,如图3-9(c)所示。图3-9(a)所示为烙铁头与引线接触而与铜箔不接触。而图3-9(b)所示是烙铁头与铜箔接触而没有与引线接触,这两种方法都是不正确的,不可能牢固地焊接。

图3-9 元器件的焊接加热要领

5. 烙铁撤离方向要讲究

烙铁撤离动作要迅速敏捷,而且撤离时的角度和方向对焊点的形成有一定的关系,否则不容易得到合格焊点。烙铁撤离角度如图3-10所示。拿走电烙铁时,要从下向上提起,以斜上45°角撤离,这样才能保证焊点光亮、饱满。

图3-10 烙铁撤离角度

6. 焊点凝固前不要触动

焊锡的凝固过程是结晶过程,在结晶过期中如受到外力(焊件移动)会改变结晶条件,形成大粒结晶,焊锡迅速凝固,造成所谓“冷焊”,即表面光泽呈豆渣状。若焊点内部结构疏松,容易有气隙和裂缝,从而造成焊点强度降低,导电性能差,被焊件在受到振动或冲击时就很容易脱落、松动。同时微小的振动也会使焊点变形,引起虚焊。

7. 焊点不合格要重焊

当焊点一次焊接不成功或上锡量不足时,便要重新焊接。重新焊接时,需待上次焊锡一起熔化并融为一体时,才能把烙铁移开。

8. 焊后引脚要处理

焊接完毕后要将露在印制电路板面上多余引脚“齐根”剪去。将焊点周围焊剂擦洗干净,并检查电路有无漏焊、错焊、虚焊等现象。若元件引脚周围有明显的黑圈,该点即属于虚焊。也可用镊子将每个元件拉扯,看是否有松动现象。

9. 要对焊点进行清洗

由于在焊接过程中都要使用焊剂,焊剂在焊接后一般并未充分挥发,反应后的残留物对被焊件会产生腐蚀作用,影响电气性能。因此,焊接后一般要对焊点进行清洗。

清洗方法一般分为液相法和气相法两大类。采用液体清洗剂溶解、中和或稀释残留的焊剂和污物从而达到清洗目的的方法称为液相清洗法,常用的液相清洗剂有工业纯酒精、60#和120#航空汽油。

采用低沸点溶剂,使其受热挥发形成蒸气,将焊点及其周围焊剂残留物和污物一同带走达到清洗目的的方法称气相清洗法。常用的气相清洗剂是氟利昂,由于氟利昂对大气层有严重的破坏作用,所以已被国家禁止使用。近年来,国内外研制的中性焊剂可使清洗工艺简化,甚至不用清洗。

无论用何种方法清洗,都要求所用清洗剂对焊点无腐蚀作用,而对焊剂残留物则具有较强的溶解能力和去污能力。

知识要诀

电子制作要焊接,被焊引脚先清洁,

钎剂使用要适当,温度、时间要合适,

加热方法要正确,迅速敏捷撤烙铁,

焊点凝固前不动,不合格的重焊接,

焊后引脚处理好,残留焊剂要清洁。

3.3.3 印制电路板的焊接

印制电路板的焊接是电子制作中一项必不可少的技术。在焊接之前,必须将所焊接的印制电路板与电路原理图进行对照,检查元器件的型号、规格和数量是否符合要求,检查印制电路板有无断路、短路、是否涂有助焊剂或阻焊剂等。印制电路板的焊接一般应做好以下几项工作:

1. 印制电路板的处理

印制电路板制好后,首先应彻底清除铜箔面氧化层,一般情况下可用橡皮擦,这样不易损伤铜箔;有些印制电路板由于受潮或存放时间较久,铜箔面氧化严重,用橡皮不易擦净,可先用细砂纸轻轻打磨,而后再用橡皮擦,直至铜箔面光洁如新。

清洁好的印制电路板最好涂上一层松香水作为助焊保护层。松香水的配制方法是:将松香碾压成粉末,溶解于2~3倍的酒精中即可。松香水浓一些效果较好。用干净毛笔或小刷子蘸上松香水,在印制电路板的铜箔面均匀地涂刷一层,然后晾干即可。松香水涂层很容易挥发硬结,覆盖在电路板上既是保护层(保护铜箔不再氧化),又是良好的助焊剂。

2. 元器件引脚与导线线头的处理

所有元器件的引脚和连接导线的线头,在焊入电路板之前都必须清洁后镀上锡,主要原因是:长时间放置的元器件,在引脚表面会产生氧化膜,若不加以处理,会使引脚的可焊性严重下降。引脚的处理主要包括校直、表面清洁及搪锡三个步骤。要求引脚处理后,不允许有伤痕,镀锡层均匀,表面光滑,无毛刺和焊剂残留物。

3. 元器件引脚的成形

元器件装配到印制电路板之前,一般都要进行加工处理,然后进行插装。良好的成形及插装工艺不但能使制作出来的产品具有性能稳定、防振、减少损坏的好处,而且还能得到机内整齐美观的效果。引脚成形的基本要求是根据焊点之间的距离,做成需要的形状,目的是使它能迅速而准确地插入孔内,元器件引线成形示意图如图3-11所示。

图3-11 元器件引脚成形示意图

引脚成形的具体要求如下:元器件引线开始弯曲处离元件端面的最小距离应不小于2mm;弯曲半径应不小于引线直径的2倍;怕热元器件要求引线增长,成形时应绕环;元器件标称值应处在便于查看的位置;成形后不允许有机械损伤。

为保证引脚成形的质量和一致性,应使用专用工具和成形模具来完成元器件引脚的成形,在没有专用工具或加工少量元器件时,可采用手工成形,使用尖嘴钳或镊子等一般工具便可完成。手工成形示意图如图3-12所示。

图3-12 手工成形示意图

4. 焊接

有了以上准备,就可以按照3.3.1节与3.3.2节的要求进行印制电路板的焊接。焊接的基本操作手法前面已讲过,这里再强调一下印制电路板焊接时的注意事项。

(1)一般应选用内热式20~35W或调温式电烙铁,烙铁头形状应根据印制电路板焊盘的大小采用圆锥形,加热时烙铁头温度调节到不超过300℃。

(2)加热时应尽量避免让烙铁头长时间停留在一个地方,以免导致局部过热,损坏铜箔或元器件。

(3)焊接时不要使用烙铁头摩擦焊盘的方法来增加焊料的润湿性能,而是采用表面清理和预镀锡的方法处理。

(4)焊接金属化孔时,应该使焊锡润湿和填充整个孔,不要只焊接到表面的焊盘。

5. 元器件焊接要求

(1)电阻器。尽可能使每个电阻器的高低一致,并要求标记向上,方向一致。

(2)电容器。特别注意有极性电容器的极性,一定不能接反,标记方向容易看见。

(3)二极管。特别注意二极管的正极和负极,焊接时间一般不能超过2s,型号标记易看。

(4)三极管。注意b、c、e三脚引线位置插接正确,焊接时间尽可能短,焊接时用镊子夹住引线脚以便于散热。焊接大功率三极管时,若需加装散热片,应将接触面平整、磨光滑后再固紧,若要求加绝缘薄膜垫时,切记不能忘记,否则将出现烧毁的事故。引脚与印制电路板需连接时,要用带绝缘的塑料导线。

(5)元器件的装焊顺序依次是电阻器、电容器、二极管、晶体管、集成电路、大功率管等。其他元器件则是按照先小、轻,后大、重的顺序进行。焊接在电视机印制电路板上的元器件如图3-13所示。

图3-13 焊接在电视机印制电路板上的元器件

知识要诀

焊接印制电路板,焊前检查仔细看,

电板焊前要处理,彻底清洁铜箔面,

引脚、接头要上锡,加工成形又美观,

元件高低要一致,型号、标记易看见,

装焊顺序有讲究,小、轻为先后大点。

3.3.4 导线的焊接

在电子制作过程中,除掌握元器件的焊接外,还应熟悉用手工进行连接线、漆包线或纱包线的焊接。

1. 导线的选择

在电子制作中,连接线应选择可焊性好的多股或单股绝缘铜芯电线,连接线的选择应考虑其允许的最大电流强度和机械强度,导线允许的最大电流强度可按5A/mm2计算。导线的选择还要注意:要经常移动的线一般常采用多股绝缘线,如电源线等。机内的装配以用单根塑胶线为宜。这些都应在接线图设计时予以考虑,接线图必须指出线型和配线的长度,装配时即可按接线图施工。

2. 导线线头处理

单根导线买回来的时候是卷扎成捆的,使用时要把它拉直才显得美观,比较简单的方法是将线头两端的绝缘物刮去一小段之后,一头夹在老虎钳上固定,另一头用钳子钳住拉直,再用一圆木棍在线上轻轻来回磨压几下就可压直。切忌过分用力,否则绝缘物会被拉长。裸线也可用该方法处理。

拉直后的导线要在焊接前剥去两端绝缘外皮8~10mm,再予以预上锡处理。剥去外皮可直接使用剥线钳,也可先用小刀在待剥处沿绝缘层外圆切一环状沟,注意刀口不能和芯线垂直切割,否则会伤及芯线,将来在焊接的时候或焊接后受到外力就很容易扯断,引起电路故障,因此刀口要斜着切出。

剥去绝缘外皮的导线还要进行预上锡处理。已镀银或锡的芯线线头上锡时,不需焊剂,其他要按一般方法上锡。多股线的线头上锡前,要将线头捻紧,不要散开,以免妨碍上锡及焊接。线芯氧化或有漆的多股软导线上锡最为麻烦,要先除去每股线芯的绝缘或氧化层,分别上好锡、捻紧后再上一次锡。虽然麻烦,但必须这么一步一步地切实做好,这是焊接的基本方法。

3. 导线的焊接

导线的焊接一般分为导线与导线的焊接和导线同接线端子的焊接。

(1)导线与导线的焊接。导线之间的焊接以绕焊为主,具体方法是:先在导线上去掉一定长度的绝缘皮,然后在导线端头上锡,并套上合适套管;再将两根导线绞合,施焊;最后趁热套上套管,冷却后套管固定在接头处。

对调试或维修中的临时线,也可采用搭焊的办法,只是这种接头强度和可靠性都较差,不能用于生产中的导线焊接。

(2)导线同接线端子的焊接。导线同接线端子的焊接方法有三种。

①绕焊:把经过镀锡的导线端头在接线端子上缠几圈,用钳子拉紧缠牢后进行焊接。注意导线一定要紧贴端子表面,绝缘层不要接触端子,一般导线绝缘皮与焊面之间的距离取1~3mm为宜,这种连接可靠性最好。

②钩焊:将导线端子弯成钩形,钩在接线端子上,并用钳子夹紧后施焊,端头处理与绕焊相同。这种方法强度低于绕焊,但操作简便。

③搭焊:把经过镀锡的导线搭到接线端子上施焊。这种连接最方便,但强度、可靠性最差,仅用于临时连接或不便于缠、钩的地方及某些接插件上。

4. 漆包线或纱包线线头的处理

有一些电感类元器件是用漆包线或纱包线绕制的,例如,输入、输出变压器是用漆包线绕制的;高频扼流圈是用单股纱包线或漆包线绕制的;天线输入线圈一般是用多股纱包线绕制的,也有用漆包线绕制的。

漆包线是在铜丝外面涂了一层绝缘漆,纱包线则是在单股或多股漆包线外面再缠绕上一层绝缘纱。由于漆皮和纱层都是绝缘的,焊接前一定要把引脚线上的漆皮和纱层去除干净。去除漆皮和纱层一般常用刀刮法,即用小刀或断锯条将漆皮刮掉,边刮边旋转漆包线一周以上,将线头四周的漆皮刮除干净。单股纱包线也可用此法,将纱层与漆皮一起直接刮去;对于多股纱包线,应先将纱层逆缠绕方向拆至所需长度后剪掉,然后再按上述方法刮去纱层和漆皮。

去除漆皮和纱层还可用火烧法,即用火柴或打火机将线头上的漆皮和纱层烧掉,然后抹去线头上残留的灰末。对于较细的漆包线和纱包线,注意烧的时间不可太长,以免烧化铜丝。

采用刀刮法或火烧法去除漆皮和纱层后,应立即用蘸有焊锡和松香的电烙铁在线头上镀锡备焊,镀锡方法与元器件引脚镀锡方法相同。

知识要诀

导线焊接要熟悉,选好导线头上锡,

焊接一般分两种,线线相焊线端接,

线端焊接三方法,绕焊、钩焊、搭焊接,

漆包线头要处理,刀刮、火烧去掉漆。

3.3.5 集成电路的手工焊接与拆卸

集成电路的安装焊接有两种方式:一种是集成电路直接与印制电路板焊接;另一种是将专用的插座(IC插座)焊接在印制板上,然后将集成电路板插入IC插座。当集成电路直接与印制电路板焊接时,应按电路原理图先检查集成电路的型号、引脚位置是否符合要求,然后将集成电路装入印制电路板的相应位置,在确保无误后便可进行焊接。

焊接时先焊对角的两只引脚定位,然后再从左至右,或从自上而下逐个焊接。也可采用安全的焊接顺序,即接地引脚→输出引脚→电源引脚→输入引脚→其他引脚。焊接时电烙铁头一次蘸锡量以能焊2~3只引脚为准,电烙铁先接触印制电路板上的铜箔,等焊锡熔到集成电路引脚底部时,电烙铁头再接触引脚,接触时间不宜超过3s,并且要让焊锡均匀包住引脚。焊后要检查有否漏焊、虚焊之处,清理焊点。在焊接场效应管、集成电路时应选用20~25W的内热式电烙铁,为避免因电烙铁的感应电压损坏集成电路,为此要给电烙铁接好地线,或用烙铁余热焊接,必要时还要采取人体接地的措施。

在焊接集成电路时,还应注意以下事项:如果集成电路的引脚是镀金的,则不要用刀刮,采用干净的橡皮擦干净就可以了;对CMOS集成电路,如果率先已将各引脚短路,焊前不要拿掉短路线,宜使用低熔点焊剂,温度一般不要高于150℃;工作台上如果铺有橡皮、塑料等易于积累静电的材料,集成电路板及印制板等不宜放在台面上;由于集成电路属于热敏感器件,因此要严格控制其焊接温度和焊接时间,否则很容易损坏。

拆卸集成电路或片状集成电路的方法有吹风加热法与烙铁法两种。

(1)吹风加热法。吹风加热法是利用热风枪进行集成电路的拆卸与焊接,这是拆卸与焊接片状IC最有效的方法,因而在拆卸与焊接片状IC时经常采用。热风枪的外形如图3-14所示。吹风加热法无需上锡,拆卸迅速,不留后患。具体操作步骤如下:根据不同尺寸的IC,选择合适的喷嘴;设置好温度和气压,温度范围为(200 ±20)℃,空气流等级为4级;热风器通电后,右手握热风器喷头的手柄,左手拿镊子,用空气流预热IC约5s,然后用喷嘴加热,直到能从板上提起IC为止,再用镊子把这块IC取出来。

图3-14 蓝特852型热风枪外形

(2)烙铁法。这种方法一般需要两支电烙铁。先用一手拿焊锡,一手拿电烙铁,把被拆卸的IC各边都注上锡,然后,每一只手各持一把电烙铁,在IC的各脚上来回迅速划动,使每一脚上的锡都处于熔化状态,之后,往适当的方向移动一下,IC就会移位,等引脚全部离开焊接处后,这个IC就被拆卸下来了,如图3-15所示。

图3-15 用烙铁法拆卸集成电路示意图

知识要诀

集成电路的焊接,一种采用两方式,

焊接IC先定位,焊接顺序要熟悉,

时间不宜超三秒,烙铁接地用余热,

镀金引脚不要刮,要防静电来威胁。

拆卸IC两方法,吹风加热与烙铁。

3.3.6 防止虚焊的注意事项

1. 焊点的质量要求

焊点的质量直接关系到电子制作的成败,影响产品的稳定性与可靠性等电气性能。因此要明确对焊点的质量要求,尽可能在焊接过程中提高焊点质量,杜绝出现不合格焊点。

合格焊点的要求有以下几点:

(1)具有良好的电气性能。高质量的焊点应是焊料与被焊金属表面浸润性好,才能保证导电良好。不能简单地将焊料堆附在被焊金属表面而形成虚焊。

(2)具有一定的机械强度。焊点不仅起电气连接的作用,同时也是固定元器件、保证机械连接的手段,因而要达到一定的机械强度,除焊料与被焊金属表面浸润性好之外,还要适当增大焊接面积。

(3)焊点表面光滑并有光泽。良好的外表是焊接高质量的反映,表面有金属光泽,是焊接温度合适、生成合金层的标志,而不仅仅是外表美观的要求。并要求焊点大小均匀,焊接点表面要清洁,无残留焊剂且不能有毛刺、沙眼、气孔等。

(4)焊点接触电阻要小。焊接点必须焊牢焊透,焊液必须充分渗透,不允许出现漏焊、虚焊、夹生焊点。

(5)焊点不应有毛刺和空隙。毛刺因助焊剂过少而引起,空隙由气泡而造成。

(6)焊点间不应有搭焊、碰焊、桥连、溅锡等容易发生短路的现象。

典型焊点的外观要求如图3-16所示。图3-16是两种典型焊点的外观,其共同要求是:形状为近似圆锥而表面微凹呈慢坡状(以焊接导线为中心,对称成裙装拉开)。焊料的连接面呈半弓形凹面,焊料与焊件交界处平滑,接触角尽可能小;焊点表面有光泽且平滑;无裂纹、针孔、夹渣。虚焊点表面往往成凸形,可以鉴别出来。

图3-16 焊点的外观特征

2. 防止虚焊

为使焊点具有良好的导电性能,必须防止虚焊。虚焊是指焊料与被焊物表面没有形成合金结构,只是简单地依附在被焊金属的表面上,如图3-17所示。

图3-17 虚焊现象

造成虚焊的原因主要有:所使用的焊锡质量不好;所使用助焊剂的还原性不良或用量不够;被焊接的元器件引脚表面未处理干净,可焊性较差;电烙铁头的温度过高或过低,温度过高会使焊锡熔化过快过多而不容易着锡,温度过低会使焊锡未充分熔化而成豆腐渣状;电烙铁表面有氧化层;对元器件的焊接时间掌握得不好;未等所焊的焊锡凝固就移走电烙铁,因而造成被焊元器件的引脚移动;印制电路板上铜箔焊盘表面有油污或氧化层未处理干净,或沾上了阻焊剂等,使焊盘的可焊性变差。因此为防止虚焊应注意以下几点:

(1)选用合适的焊料与焊剂。具体要求参见3.1节的有关内容。

(2)保证金属表面清洁。若焊件和焊点表面带有锈渍、污垢或氧化物,应在焊接之前用刀刮或砂纸磨,直至露出光亮金属,才能给焊件或焊点表面镀上锡。

(3)掌握焊接时间与温度。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,并注意掌握加热时间。用功率小的电烙铁去焊接大型元器件或在金属底板上焊接地线,易形成虚焊。

(4)上锡适量。根据所焊点的大小来决定烙铁蘸取的锡量,使焊锡足够包裹住被焊物,形成一个大小合适且圆滑的焊点。

消除虚焊的正确方法是“一熔、二看、三补焊”。焊点经烙铁熔化(不要加锡)后,锡层下落、焊点所包的引脚部分外露;移开烙铁,查看新露出的引脚部位是否挂锡;如果挂有锡层,则表明该原焊点正常,加焊锡和焊剂(松香)补焊即可;如果没有锡层,则该点虚焊,要用断锯条刮净引脚,再加锡补焊。

知识要诀

焊点质量很重要,表面浸润导电好,

保证强度、有光泽,毛刺、空隙要去掉。

为保导电性能好,防止虚焊很重要,

一熔二看三补焊,焊点质量更可靠。

3.3.7 拆焊

已焊好的焊点进行拆除的过程称为拆焊。在电子产品的调试、维修、装配中,常常需要更换一些元器件,即要进行拆焊。拆焊是焊接的逆向过程,由于拆焊方法不当,往往会造成元器件的损坏,如印制导线的断裂和焊盘的脱落,尤其是更换集成电路时,所以拆焊就更有一定的难度和技巧。

1. 拆焊工具

常用的拆焊工具除电烙铁外还有以下几种。

(1)热风枪。热风枪是一种贴片元器件和贴片集成电路的拆焊、焊接专用工具,其特点是采用非接触印制电路板的拆焊、焊接方式,使印制电路板免受损伤;热风的温度及风量可调节,不易损坏元器件。

在使用时应注意以下事项:

1)温度旋钮和风量旋钮的选择要根据不同集成组件的特点而定,以免温度过高损坏组件或风量过大吹丢小的元器件。

2)用热风枪吹焊SOP(小外形封装)、QFP(方形扁平式封装)和BGA(球栅阵列封装)的片状元器件时,初学者最好先在需要吹焊的集成电路四周贴上条形纸带,这样可以避免损坏其周围元器件。

3)注意吹焊的距离适中。距离太远元器件吹不下来,距离太近又损坏元器件。

4)风嘴不能集中于一点吹,应按顺时针或逆时针的方向均匀转动手柄,以免吹鼓、吹裂元器件。

5)不能用热风枪吹接插件的塑料部分,热风枪的喷嘴不可对准人和设备,以免烫伤人或烫坏设备。

6)不能用热风枪吹灌胶的集成电路,应先除胶,以免损坏集成电路或板线。

7)吹焊组件要熟练准确,以免多次吹焊损坏组件。

8)吹焊完毕时,要及时关小热风枪温度旋钮,以免持续高温降低手柄的使用寿命。

(2)吸锡电烙铁。吸锡电烙铁在构造上的主要特点是把加热器和吸锡器装在一起。因而可以利用它很方便地将要更换的元器件从电路板上取下来,而不会损坏元器件和电路板。对于更换集成电路等多引脚的元器件,优点更为突出。吸锡电烙铁又可做一般电烙铁使用,所以它是一件非常实用的焊接工具。

吸锡式电烙铁的使用方法是:接通电源,预热5~7min后向内推动活塞柄到头卡住,将吸锡烙铁前端的吸头对准欲取下的元器件的焊点,待锡钎料熔化后,小拇指按一下控制按钮,活塞后退,锡钎料便吸进储锡盒内。每推动一次活塞(推到头),可吸锡一次。如果一次没有把锡料吸干净,可重复进行,直到干净为止。

(3)吸锡器。用于吸取熔化的焊锡,要与电烙铁配合使用。先使用电烙铁将焊点熔化,再用吸锡器吸除熔化的焊锡。

(4)专用拆焊的烙铁头。图3-18(a)所示为适合拆焊双列直插式集成电路的烙铁头;图3-18(b)所示为适合拆焊四列扁平式集成电路的烙铁头;图3-18(c)所示为适合拆焊多脚焊点的烙铁头;图3-18(d)所示为适合拆焊双列扁平集成电路的烙铁头。

图3-18 常用的拆焊工具

(5)空心针头、铜编织网、气囊吸锡器。空心针头、铜编织网、气囊吸锡器的外形如图3-18(e)、(f)、(g)所示。空心针头可选医用不同号的针头代替;铜编织网可选专用吸锡铜网(价格较贵),也可用普通电缆的铜编织网代替;气囊吸锡器一般为橡皮气囊。

知识要诀

拆焊工具有几种,热风枪是最常用,

吸锡烙铁、吸锡器,烙铁头也有专用,

空心针头、编织网,气囊吸锡也干净。

2. 拆焊方法

(1)分点拆焊法。对卧式安装的阻容元器件,两个焊接点距离较远,可采用电烙铁分点加热,逐点拔出。如果引线是弯折的,用烙铁头撬直后再拆除。

分点拆焊法的示意图如图3-19所示。具体方法是将印制板竖起,一边用烙铁加热待拆元件的焊点,一边用镊子或尖嘴钳夹住元器件引线轻轻拉出,然后再拆除另一引脚的焊点,最后将元器件拆下便可。

图3-19 分点拆焊示意图

(2)集中拆焊法。晶体管及立式安装的阻容元器件之间焊接点距离较近,可用烙铁头同时快速交替加热几个焊接点,待焊锡熔化后一次拔出。对多焊接点的元器件,如开关、插头座、集成电路等,可用专用烙铁头同时对准各个焊接点,一次加热取下。集中拆焊法如图3-20所示。

图3-20 集中拆焊示意图

(3)采用铜编织线进行拆焊。将铜编织线蘸上松香助焊剂,然后放在将要拆焊的焊点上,再把电烙铁放在铜编织线上加热焊点,待焊点上的焊锡熔化后,铜编织线就会对焊锡进行吸附(焊锡被熔到铜编织线上),如果焊点上的焊料一次没有被吸完,则可进行第二次、第三次,直到全部吸完为止。当铜编织线吸满焊料后,就不能再用,需要把已经吸满焊料的那部分剪去。如果一时找不到铜编织线,也可采用屏蔽线编织层和多股导线,使用方法与使用铜编织线拆焊的方法完全相同。铜编织线拆焊法如图3-21(a)所示。

图3-21 常用拆焊方法

(4)采用医用空心针头进行拆焊。将医用针头用钢锉把针尖锉平,作为拆焊工具。具体的实施过程是,一边用烙铁熔化焊点,一边把针头套在被焊的元器件引脚焊点上,直至焊点熔化时,将针头迅速插入印制电路板的焊盘插孔内,使元器件的引脚与印制电路板的焊盘脱开。针头拆焊法如图3-21(b)所示。

(5)采用气囊吸锡器进行拆焊。将被拆的焊点加热,使焊料熔化,然后把吸锡器挤瘪,将吸嘴对准熔化的焊料,并同时放松吸锡器,此时焊料就被吸进吸锡器内。如一次没吸干净,可重复进行2~3次,照此方法逐个吸掉被拆焊点上的焊料便可。气囊吸锡器拆焊法如图3-21(c)所示。

3. 拆焊的注意事项

(1)严格控制加热的温度和时间。用烙铁头加热被拆焊点时,当焊料一熔化,应及时沿印制电路板垂直方向拔出元器件的引脚,但要注意不要强拉或扭转元器件,以避免损伤印制电路板的印制导线、焊盘及元器件本身。

(2)拆焊时不要用力过猛。在高温状态下,元器件封装的强度会下降,尤其是塑封器件。拆焊时不要强行用力拉动、摇动、扭转,这样会造成元器件和焊盘的损坏。

(3)吸去拆焊点上的焊料。拆焊前,用吸锡工具吸去焊料,有时可以直接将元器件拔下。即使还有少量锡连接,也可以减少拆焊的时间,减少元器件和印制板损坏的可能性。在没有吸锡工具的情况下,则可以将印制电路板或能移动的部件倒过来,用电烙铁加热拆焊点,利用重力原理,让焊锡自动流向电烙铁,也能达到部分去锡的目的。

(4)当拆焊完毕,必须把焊盘插线孔内的焊料清除干净,否则就有可能在重新插装元器件时,将焊盘顶起损坏电路板(因为有时孔内焊锡与焊盘是相连的)。

4. 拆焊后重新焊接时应注意的问题

拆焊后一般都要重新焊上元器件或导线,操作时应注意以下几个问题。

(1)重新焊接的元器件引线和导线的剪截长度、离底板或印制板的高度、弯折形状和方向都应尽量保持与原来的一致,使电路的分布参数不致发生大的变化,以免使电路的性能受到影响,特别对于高频电子产品更要重视这一点。

(2)印制电路板拆焊后,如果焊盘孔被堵塞,应先用锥子或镊子尖端在加热下从铜箔面将孔穿通,再插进元器件引线或导线进行重焊。特别是单面板,不能用元器件引线从印制板面捅穿孔,这样很容易使焊盘铜箔与基板分离,甚至使铜箔断裂。

(3)拆焊点重新焊好元器件或导线后,应将因拆焊需要而弯折、移动过的元器件恢复原状。一个熟练的维修人员拆焊过的维修点一般是不容易看出来的。

知识要诀

拆焊工作要注意,不能马虎要细致,

温度、时间控制好,拆焊用力要合适,

重焊元器维原状,切莫致使铜箔裂,

常拆方法要掌握,针头、铜网、吸锡器。