《焊接基本知识》资料

TLD拓利达电子电子装联的好帮手焊接基本知识TLD成都拓利达电子贸易有限公司TLD成都拓利达电子贸易有限公司•焊接技术•焊台的选择•焊铁头的使用及保养•发热元件的保养•900系列焊铁头的种类及其应用范围•焊铁头的选择焊接技术焊接知识焊接的历史相当悠久，在古罗马遗址中曾发现过锡铅焊料。再往前追述，大约在公元前十世纪就已经有这种技术存在。虽然有如此长的历史，但还不能说这方面的技术目前已经达到完善的程度。其原因在于焊接条件中有很多不稳的因素，而且焊接技术是比较难的。但是还有很多人轻视焊接，理由是焊接时动手一试，总还是粘上了。所以人们都认为它很简单，但他们却忽视了焊接的可靠性。在无线电技术高度发展的今天，焊接技术落后了。这样说一点不过分。我们从家电及无线电设备的故障原因可以发现，除了器件早期不良和正常消耗外，基本上都是焊接不良照成的。但是，我们在检验时不可能将焊接不良的焊点一个不漏地查出来。如果你认识到这一点，就会想到焊接技术并不那么简单，决不是只规定了操作规程和检验标准就可以了。焊接技术•所谓焊接就是在两个金属之间熔入焊料，通过加热，焊锡和金属互相扩散而形成合金层，通过金属键连接起来。也可以说是由金属表面的润湿现象而形成的连接方法。•这种连接最大的优点就是几乎看不出被焊件的变化。还有就是导电性能好、可得到足够的机诫强度、焊接所需工具简单、操作温度低。焊接的基本要求1焊点应接触良好2焊点应具有足够的强度3焊点的外观应美观焊接的基本要求1焊点应接触良好保证被焊件间能稳定可靠，通过一定的电流就必须做到焊料与被焊件的表面形成合金层。而决不是把焊料简单的碓附在被焊件的表面上，或只有一部分形成合金，其余部分未形成合金。这样未形成合金层或部分形成合金的焊点被称为虚焊。虚焊的焊点在短期内可能发现不了问题，但是时间一长，未形成合金的表面经过氧化，使接触电阻变大，就会出现通过的电流变小或通不过电流造成短路。此时，焊点的外观（表面）未发生变化，用眼睛不易检查出来，即使用仪器检查也不容易准确判断。因此，要想使电子产品能长期可靠的工作，至关重要的是一定要消灭虚焊现象。焊接的基本要求2焊点应具有足够的强度为使焊件不致脱落，焊点必须具有足够的机械强度。锡铅焊料的主要成分是锡和铅，这两种金属的机械强度都比较低，为增加焊点的强度，一般要求被焊件端子的表面形成合金层的面积要足够大，以增加焊接点的机械强度。焊点的焊料太少，强度当然不够。焊料过多，不但不会增加焊点的强度，反而会增加焊料的消耗，还容易造成短路或虚焊等其它问题。焊接的基本要求3焊点的外观应美观焊点表面应呈现出光滑状态，不应出现棱角或拉尖等现象。产生拉尖的原因与焊接温度、时间、撤去烙铁头的方向（运动轨迹）、速度及焊剂等因素有关。焊接的条件1被焊件必须具备可焊性2被焊件表面应保持清洁3使用合适的助焊剂4一定的温度和时间焊接的条件1被焊件必须具备可焊性从焊接的定义可知，焊接的质量主要取决于焊料润湿被焊件表面的能力，即两种金属材料的可润湿性或者说可焊性。可焊性这个问题对电子产品的装配来说，是一个重要质量影响因素，如果被焊件的可焊性差就不可能焊出合格的焊点。abc焊接的条件可焊性通常有三种机理：完全润湿、半润湿、不润湿。图aα≥90°，表示不润湿，即焊料只是碓附在被焊件的表面上，未形成合金层。图bα＜90°，但远远大于0°，只能表示半润湿，即部分形成合金。图cα≈0°，表示完全润湿，即形成了完全的合金层。可焊性好差的评定标准就是看焊点是否全部润湿接触。良好的焊接没有半润湿和不润湿。焊接的条件2被焊件表面应保持清洁即使选用可焊性好的材料做为被焊件，但由于各种原因任然会影响合金层的形成。例如：被焊件表面附有指纹、油污、灰尘和杂质。被焊件由于储存时间较长或保管不善等原因，使其生成氧化膜。因此在进行焊接前必须保证被焊件表面清洁。对于油脂和灰尘等物质，可用溶剂清洗方法去处，对于氧化膜一类物质，可借助于助焊剂将它除掉，对于氧化严重的也可用酸性清洁剂进行去除。但清洁后必须彻底冲洗并干燥。焊接的条件3使用合适的助焊剂前面我们讲述助焊剂有溶解氧化物、减少表面张力，增加焊锡的流动性等功能，所以使用助焊剂有助于提高被焊件的可焊性。但焊剂的种类繁多，其效果也不一样，使用时必须根据被焊件的材料，表面状态和焊接工具的类型来选择，焊剂的用量越大，助焊效果越大，可焊性就越好，但焊剂残渣不仅会腐蚀被焊件，而且还会使产品的绝缘性能变差，因此，在焊接完成后，必须对其残渣进行彻底清洗。焊接的条件4一定的温度和时间焊接温度和时间是影响焊接质量的主要工艺参数，通过实验我们知道，焊接强度并不是随着温度和时间的增加而不断的增加，而是当达到一定值后，强度不但不增加，反而减小。从实验中可以看出，使一个焊点的焊接强度最高时的焊接工艺参数应是：焊接温度220℃～240℃焊接时间3s～5s手工焊接的基本技术（简称五步法）手工焊接的基本技术（简称五步法）1准备（图1）首先把被焊件、焊锡丝和焊铁准备好。也就是说，左手拿焊锡丝，右手握住焊铁。2预热（图2、图3）把焊铁头放在元器件和焊盘之间，进行预热。预热时可以在焊铁头与被焊物之间加少许焊锡，以增加焊铁头与被焊物的接触面积，便于热传递。3焊接（图4）被焊件经过预热达到一定温度后(大约220度)，立即将左手中的焊锡丝放在被焊件上熔化适量的焊锡，焊锡丝应加到被焊件上焊铁头对称的一侧，而不是直接加在焊铁头上。4移开焊锡丝（图5）当焊锡丝熔化一定量后，迅速移开焊锡丝。焊锡量是由焊点的润湿角来决定的，一般焊点的润湿角应控制在15-30度为好。5移开烙铁（图6）当焊料的润湿角和扩散范围达到要求后，移开焊铁。移开焊铁的方向和速度的快慢将影响到焊接质量，操作时应特别注意。焊台的选择1焊台的性能2经济性3供货的服务焊台的性能一般使用者在选择焊铁的时候，会先考虑焊铁的功率(WATT瓦特)，并以此来衡量一支焊铁的性能，功率越大便越好，其实这个观念是不正确的。一支焊铁的性能是取决于多种条件的，这包括：1热量／温度提供2焊接温度的管理3安全性焊台的性能1热量／温度提供a回热速度b热容量c温度准确度d温度精密度热量／温度提供a回热速度在焊接一个焊点的时候，由于有大量的热量传送到焊点上，焊铁头的温度会稍为下降。当焊接完毕，焊铁头离开焊点的时候，温度会逐渐回升至原有的温度。那么这个从焊接完毕到温度回升到原有温度的这个过程的就叫做“回热速度”。一支回热速度快和一支回热速度慢的焊铁有什么分别呢？它们的分别在连续焊接时特别明显。连续焊接是指当完成一个焊点后，马上焊接第二个焊点，如此不停地进行焊接工作。350050200150100300250C°4004503504图1.1268t(分）050200100150250300C°45040084图1.226t(分）热量／温度提供回热速度如图1.1及1.2显示了它们的分别。这两幅图是显示焊铁头随时间的温度变化（由室温开始接通电源，待温度稳定后开始进行连续焊接的工作。工作完毕后，待温度回升至原本的温度。横轴是代表时间，纵轴是代表温度。）图1.1表示一支回热速度快的焊铁，图1.2表示的是一支回热速度慢的焊铁。热量／温度提供•回热速度与工作的配合如果是进行一些间断式焊接一两个焊点的话，可以使用一些回热速度不高的焊铁。但如果是做连续焊接的话，就需要回热速度高的焊铁。另外如果需要利用一些特别的焊铁头来拖焊PLCC、QFP等芯片的话，由于要在短时间内连续焊接芯片上多个焊点，必需使用回热速度高的焊铁才能进行（图1.3）。如要使用回热速度低的焊铁进行连续焊接，就要使用高温，但高温会破坏敏感的电子元件，用回热速度高的焊铁就可以使用低温焊接。快速回热使在低温下也可以充分焊接，减少对电路板及敏感电子元件的破坏，延长焊铁头寿命，并且能增加连续焊接的工作效率。减低焊接时温度的大幅变动，使焊接工作容易掌握。K型烙铁头PLCC芯片PCB图1.3白光电焊台及电焊铁回热速度的比较快1.白光940B电焊台2.白光931电焊台3.白光929电焊台4.白光936/937电焊台5.白光MACH-I恒温电焊铁6.白光933/934调温电焊铁7.白光DASH定温电焊铁8.白光红柄电焊铁慢t(分）24866842t(分）8t(分）642B75秒150A500100250200300C50C°B140秒350400450C°D180秒E40秒150A500100250200300350400C°450450C°400350300200250100050150C60C°E20秒D180秒C90C°D180秒AE16秒B42秒图1.4大型焊铁头图1.5中型焊铁头图16小型焊铁头热量／温度提供b热容量大小不同的焊铁头，它们的热容量都不同。焊铁头越大，热容量越大，在焊接时，热的流失就越少，相反，焊铁头越细，热容量就越少，在焊接时，热的流失就会越多。图1.4、1.5、1.6表示了３种大小不同的焊铁头在工作时的温度变化，图1.4的焊铁头是最大的，图1.6的焊铁头是最小的，从这３幅图的比较可以看出焊铁头越大，热容量越高，下降的温度越少，相反也是。所以在焊接时，如果使用比较小型的焊铁头，温度要比平常调高一些，在焊接时才有足够的温度，如果使用比较大型的焊铁头，就可使用比较低的温度做焊接热量／温度提供•热容量与工作的配合在选择焊铁的时候，要考虑焊铁头的大小，如使用的焊铁头是大的，就可以配合比较低温的焊铁，如果使用的是小型的焊铁头，就需要使用温度比较高的焊铁来配合。如果焊接的工作需要更换大及小的焊铁头，应该使用带有调温的焊铁，不管焊铁头的大小，只需要利用调温功能做配合就可以。小型的焊铁头，因为热容量比较少，所以需要使用高温焊接，从以提供足够热量，但高温会使焊铁头容易氧化，降低焊铁头寿命，所以在使用小型焊铁头时要特别注意保养，经常清洁焊铁头，用后马上把温度调底。白光附有调温功能的焊铁1.白光940B电焊台2.白光936电焊台3.白光937电焊台4.白光931电焊台5.白光929电焊台6.白光933/934调温电焊铁热量／温度提供C焊铁头温度准确性现在焊接的电子元件起来越细小及精密，对温度的要求起来越严格，所以焊铁的温度准确性亦相当重要。有很多人认为如果设定的温度与焊铁头的实际温度有差别时，就是电焊铁的性能有问题或损坏，其实并不是这样。焊铁头温度与实际温度的相差主要是由两个因素影响的，这包括：一.焊铁头的大小及形状二.焊铁头及发热芯的损耗焊铁头温度准确性一焊铁头的大小及形状不同焊铁头的温度相差是受焊铁头的形状、体积等各种条件影响，其中影响最大的是发热芯与焊铁头之间的距离。发热芯与焊铁头尖端的距离越长，焊铁头的温度就越低。焊铁头的温度会因焊铁头形状的不同而有所差异。例如白光900M系列的焊铁头。如果现在使用900M-T-B焊铁头，当换上900M-T-H的焊铁头后，他们的温度就会有所不同，从下表就可以知道它们相差的温度是20℃。焊铁头温度准确性•焊铁头的大小及形状不同焊铁头的温度相差是受焊铁头的形状、体积等各种条件影响，其中影响最大的是发热芯与焊铁头之间的距离。发热芯与焊铁头尖端的距离越长，焊铁头的温度就越低。焊铁头的温度会因焊铁头形状的不同而有所差异。例如白光900M系列的焊铁头。如果现在使用900M-T-B焊铁头，当换上900M-T-H的焊铁头后，他们的温度就会有所不同，从下表就可以知道它们相差的温度是20℃。900M-T-1.2LD-10°C/-18°F900M-T-SB0°C900M-T-H-20°C/-36°F900M-T-1.8H-10°C/-18°F900M-T-S40°C900M-T-B0°C焊铁头温度准确性•不同形状及大小烙铁头的温差表焊铁头的大小及形状与工作的配合如果焊接的工作需要经常更换不同形状的焊铁头，并对焊铁头的温度要求严谨的话，就需要在每次更换不同形状的焊铁头时，根据表上所表示的温度补正值进行温度调较。这有两种方法，一是使用附有调温功能的焊铁。另一个方法是利用有校准功能的焊铁，再配合焊铁头温度计。先把焊铁头放在温度计上，然后阅读显示器上数字，当与所设定的温度