第3章--PCB的焊接技术

第3章PCB的焊接技术-1-电子工艺与技能实训教程本章要点能描述常用焊接材料、新型焊接的基本特点能描述焊点的基本要求与缺陷焊点产生的原因能领会手工焊接的姿势、步骤、操作要领会熟练测试与维修电烙铁与接线板会熟练进行PCB的手工焊接与手工浸焊第3章PCB的焊接技术-2-电子工艺与技能实训教程3.1常用焊接材料与工具焊接材料包括焊料（焊锡）和焊剂（助焊剂与阻焊剂），焊接工具在手工焊接时是电烙铁，它们在电子产品的手工组装过程中是必不可少的器具。下面对这些器具的种类、特点、要求及用途等作简要的介绍。3.1.1常用焊接材料1．常用焊料焊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，并在接触面处形成合金层而与被焊金属连接到一起。在一般电子产品装配中，主要使用锡铅焊料，俗称为焊锡。2．常用助焊剂助焊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。第3章PCB的焊接技术-3-电子工艺与技能实训教程3．常用阻焊剂阻焊剂是一种耐高温的涂料，在电路板上用于保护不需要焊接的部分。印制电路板上的绿色涂层即为阻焊剂。阻焊剂的种类有热固化型阻焊剂、紫外线光固化型阻焊剂（又称光敏阻焊剂）和电子辐射固化型阻焊剂等几种，目前常用的是紫外线光固化型阻焊剂。3.1.2常用焊接工具电烙铁是手工焊接的基本工具，是根据电流通过发热元件产生热量的原理而制成的。常用的电烙铁有外热式、内热式、恒温式、吸锡式等几种。另外还有半自动送料电烙铁、超声波烙铁、充电烙铁等。下面对几种常用电烙铁的构造及特点进行介绍。1．外热式电烙铁第3章PCB的焊接技术-4-电子工艺与技能实训教程2．内热式电烙铁由于烙铁芯装在烙铁头里面，故称为内热式电烙铁。3．恒温电烙铁磁控恒温电烙铁的外形示意图如图所示。第3章PCB的焊接技术-5-电子工艺与技能实训教程4．吸锡电烙铁吸锡电烙铁主要用于电工和电子设备装修中拆换元器件，是手工拆焊中最为方便的工具之一。它是在普通直热式烙铁上增加吸锡结构，使其具有加热、吸锡两种功能。吸锡电烙铁结构如图所示。第3章PCB的焊接技术-6-电子工艺与技能实训教程5．其它辅助工具第3章PCB的焊接技术-7-电子工艺与技能实训教程3.1.3技能实训13——常用焊接工具检测1．实训目的（1）能描述常用焊接材料与工具的特点、种类及用途（2）能识别手工焊接工具—电烙铁的组成结构（3）会熟练拆装电烙铁、接线板（4）会熟练测试与维修电烙铁、接线板2．实训设备与器材准备（1）电烙铁1把（2）接线板1个（3）烙铁架1个（4）螺丝刀1套（5）500A型万用表1块3．实训步骤与报告第3章PCB的焊接技术-8-电子工艺与技能实训教程（1）电烙铁的拆装1）拆卸——先拧松手柄上卡紧导线的螺钉，旋下手柄，然后卸下电源线和烙铁芯引线，取出烙铁芯，最后拔下烙铁头。2）装配——拆卸顺序相反。但须注意的是旋紧手柄时，电源线不能与手柄一起转动，否则，易造成短路。电烙铁结构件如图所示。第3章PCB的焊接技术-9-电子工艺与技能实训教程（2）电烙铁的测试与维修1）将500A型万用表置于“Ω”档，选择R×1kΩ量程，进行“Ω校零”。2）测量电烙铁插头两端的电阻值，正常时应为：R=U2/P=2202/P。3）如果所测的电阻值为0Ω，则内部的烙铁芯短路或者连接杆处的导线相碰。4）如果所测的电阻值为∞，则内部的烙铁芯开路或者连接杆处的导线脱落。5）对于电阻值为0Ω或∞的电烙铁均需要进行维修。6）对于维修后的电烙铁还需要进行再测试。【注1】：对于电阻值为0Ω的电烙铁一定要维修好后才能通电。【注2】：不能在通电时对电烙铁进行检修，只能拨下电源插头且冷却后方能维修。（3）电烙铁的选用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。第3章PCB的焊接技术-10-电子工艺与技能实训教程2）根据器件的焊接要求选择内热式或外热式或恒温式的电烙铁。3）根据焊接件的形状、大小以及焊点和元器件密度等要求来选择合适的烙铁头形状。4）烙铁头顶端温度应根据焊锡的熔点而定。通常烙铁头的顶端温度应比焊锡熔点高30～80℃，而且不应包括烙铁头接触焊点时下降的温度。5）所选电烙铁的热容量和烙铁头的温度恢复时间应能满足被焊工件的热要求。（4）接线板的测试与维修1）将500A型万用表置于“Ω”档，选择R×1kΩ量程。2）测量插头两端的电阻值应为∞。若为0，则不能通电，需维修。3）将500A型万用表置于250V交流电压档。4）测量通电接线板上的电压，正常应为220V。若为0V，则内部导线开路。5）维修接线板时，禁止导线接头与板内金属片之间出现短路现象。6）维修好后的接线板需再次测量，正常后方能通电使用。第3章PCB的焊接技术-11-电子工艺与技能实训教程【注】：不能在通电时对接线板进行检修，只能拨下电源插头后方能维修。（5）实训记录与报告1）电烙铁的记录与报告表2）接线板的记录与报告表第3章PCB的焊接技术-12-电子工艺与技能实训教程3.2焊接条件与过程焊接是电子产品组装的重要工艺，焊接质量的好坏直接影响产品与设备性能的稳定。为了保证焊接质量、获得性能稳定可靠的电子产品，了解和掌握焊接的基本条件和焊接工艺过程是极其重要的。3.2.1焊接基本条件1．焊件必须具有可焊性2．工作金属表面应洁净3．使用合适的焊料4．正确选用焊料5．要有适当的温度3.2.2焊接工艺过程焊接工艺过程一般可分为焊前准备、焊件装配、加热焊接、焊后清理及质量检验等多道工序。焊接工艺过程如图所示。第3章PCB的焊接技术-13-电子工艺与技能实训教程第3章PCB的焊接技术-14-电子工艺与技能实训教程3.3PCB手工焊接焊接通常分为熔焊、钎焊及接触焊三大类，在电子装配中主要使用的是钎焊。钎焊按照使用焊料的熔点的不同分为硬焊（焊料熔点高于450℃）和软焊（焊料熔点低于450℃）。采用锡铅焊料进行焊接称为锡铅焊，简称锡焊，它是软焊的一种。目前，在产品研制、设备维修，乃至一些小规模、小型电子产品的生产中，仍广泛地应用手工锡铅焊，它是锡焊工艺的基础。3.3.1手工焊接姿势1．操作姿势2．电烙铁握法第3章PCB的焊接技术-15-电子工艺与技能实训教程3．焊锡丝拿法3.3.2手工焊接步骤五步操作法如图所示第3章PCB的焊接技术-16-电子工艺与技能实训教程3.3.3手工焊接要领1．焊件表面处理和保持烙铁头的清洁2．焊锡量要合适，不要用过量的焊剂3．采用正确的加热方法和合适的加热时间4．焊件要固定，加热要靠焊锡桥5．烙铁撤离有讲究，不要用烙铁头作为运载焊料的工具3.3.4焊点基本要求1．具有良好的导电性2．具有一定的机械强度3．焊点表面光亮、清洁4．焊点不应有毛刺和空隙3.3.5焊接缺陷分析手工焊接完毕后，通过对焊点的检查，可能会存在比如虚焊、假焊、拉尖、桥连、空洞、堆焊等不合格焊点。其产生原因及其防止如表所示。第3章PCB的焊接技术-17-电子工艺与技能实训教程第3章PCB的焊接技术-18-电子工艺与技能实训教程3.3.6手工拆焊技术拆焊也叫解焊，同样是焊接工艺中的一个重要的工艺手段。在手工拆焊过程中常用到的工具有：吸锡绳、吸锡筒、吸锡电烙铁、医用空芯针等。1．拆焊的操作要点2．PCB上元器件的拆焊方法（1）分点拆焊法（2）集中拆焊法3．一般焊接点的拆焊方法（1）保留拆焊法（2）剪断拆焊法第3章PCB的焊接技术-19-电子工艺与技能实训教程3.3.7技能实训14——PCB手工焊接1．实训目的（1）能描述电烙铁的结构、手工焊接姿势（2）能描述手工焊接步骤、要领、焊点标准（3）会熟练使用电烙铁（4）会熟练使用电烙铁进行焊接2．实训设备与器材准备（1）电烙铁与锉刀各1（2）焊锡丝与松香若干（3）焊接PCB板1块（4）有引脚的电阻器若干（5）镀银线（或漆包线）若干3．实训步骤与报告（1）烙铁头的选择第3章PCB的焊接技术-20-电子工艺与技能实训教程焊点质量的好坏不但取绝于焊接要领，而且还与烙铁头的选择有关，因为不同的烙铁头适用于不同的场合。烙铁头的形状与适用范围如表所示。第3章PCB的焊接技术-21-电子工艺与技能实训教程（2）烙铁头的处理与镀锡1）对于新烙铁头的处理与上锡方法2）对于周围均已布满焊料的烙铁头，如果不加以处理，必将带来不合格焊点，其处理与上锡方法（3）焊锡量的掌握训练在自制工具上训练焊锡量示意图如下图所示：第3章PCB的焊接技术-22-电子工艺与技能实训教程（4）PCB焊点成形训练一个合格的焊点，焊锡量适中是一个方面，而另一方面还要有良好的形状，这与烙铁撤离方向有很大关系。为了获得良好的焊点形状，可采取如下方法进行训练：1）准备一块有焊盘的PCB，若干有引脚的电阻器。2）将电阻器的引脚插入焊盘中，居中。3）进行焊接。4）焊接完毕后，进行拆焊操作。5）清洁焊盘，重新练习。演示示意图如下第3章PCB的焊接技术-23-电子工艺与技能实训教程焊锡丝加热中要把斜面靠在元件脚上使加热面积最大焊点高约1.5mm直径与焊盘一致脚高出约0.5mm第3章PCB的焊接技术-24-电子工艺与技能实训教程焊点的正确形状确定第3章PCB的焊接技术-25-电子工艺与技能实训教程（5）手工拆焊训练1）一手拿镊子，一手拿电烙铁。2）电烙铁加热拆卸焊点，镊子夹住元件引脚往外拉。3）用电烙铁带走焊点上多余的焊锡。4）清洁焊盘。【注】：手工拆焊动作要迅速，防止损坏元件与PCB焊盘。演示示意图如下第3章PCB的焊接技术-26-电子工艺与技能实训教程镊子拔用烙铁将锡熔化第3章PCB的焊接技术-27-电子工艺与技能实训教程（6）PCB手工焊接评价报告第3章PCB的焊接技术-28-电子工艺与技能实训教程3.4浸焊和波峰焊随着电子技术的发展，手工焊接在提高焊接效率和高可靠性方面已不能满足要求。目前，在工业中广泛采用浸焊和波峰焊两种焊接技术。3.4.1浸焊浸焊是将插装好元器件的印制电路板在熔化的锡槽内浸锡，一次完成印制电路板众多焊接点的焊接方法。与手工焊接相比，它不仅大大提高了生产效率，而且可消除漏焊现象。浸焊有手工浸焊和机器自动浸焊两种形式。1．手工浸焊手工浸焊是由操作者手持夹具将需焊接的已插装好元器件的PCB浸入锡槽内来完成的，其工艺流程如图所示。第3章PCB的焊接技术-29-电子工艺与技能实训教程第3章PCB的焊接技术-30-电子工艺与技能实训教程2．自动浸焊将插装好元器件的印制电路板用专用夹具安置在传送带上。印制电路板先经过泡沫助焊剂槽被喷上助焊剂，加热器将助焊剂烘干，然后经过熔化的锡槽进行浸焊，待锡冷却凝固后再送到切头机剪去过长的引脚。如图所示。第3章PCB的焊接技术-31-电子工艺与技能实训教程3.4.2波峰焊波峰焊是目前应用最广泛的自动化焊接工艺，其焊接点的合格率可达99.97％以上，在现代工厂企业中它已取代了大部分的传统焊接工艺。1．波峰焊的工艺流程2．波峰焊接机波峰焊机通常由波峰发生器、印制电路板传输系统、助焊剂喷涂系统、印制电路板预热、冷却装置与电气控制系统等基本部分组成。其他可添加部分包括风刀、油搅拌和惰性气体氮等。波峰焊接机的实物如图所示。第3章PCB的焊接技术-32-电子工艺与技能实训教程第3章PCB的焊接技术-33-电子工艺与技能实训教程波峰焊示意图如图所示：波峰焊接机工作示意图如图所示：第3章PCB的焊接技术-34-电子工艺与技能实训教程3.4.3技能实训15——PCB手工浸焊1．实训目的（1）能识别波峰焊接机主要组成部分及其功能（2）能描述手工浸焊、波峰焊的工艺流程（3）会熟练操作导线端头、元器件和漆包线的浸焊（4）会熟练操作PCB电路板手工浸焊2．实训设备与器材准备（1）浸锡锅1台（2）焊锡条与松香水若干（3）刷子1把（4）元器件与PCB若干（5）镀银线（或漆包线）若干3．实训主要设备简介PS-2000型线路板浸焊机是手工浸焊操作的常用设备，其实物如图所示。第3章PCB的焊接技术-35-电子工艺与技能实训教程第3章PCB的焊接技术-36-电子工艺与技能实训教程4．实训步骤与报告（1）导线端头的浸焊操作1）锡锅