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1、 电子产品手工焊接工艺 焊接原理焊接工艺影响焊接质量的要素 焊接原理 焊接并不是通过熔化的焊料将元器件的引脚与焊盘进行简单的粘合 而是焊料中的锡与铜发生了化学反应 产生了新的介质化合物 放大1000倍的焊点剖面 人们可以清楚的看到在焊盘与焊料之间确实形成了新的物质 经过研究证明这种新物质是由Cu3Sn和Cu5Sn6组成 1 焊接的基本知识及手工焊接的工艺要求 质量分析 2 掌握手工焊接技术和手工焊接的工艺要求 学习要点 焊接工艺 主要内容 焊接的基本知识手工焊接的工艺要求及质量分析接触焊接 一 焊接的基本知识 1 1焊接的种类焊接是使金属连接的一种方法 是电子产品生产中必须掌握的一种基本操作技
2、能 现代焊接技术主要分为下列三类 熔焊 是一种直接熔化母材的焊接技术 钎焊 是一种母材不熔化 焊料熔化的焊接技术 接触焊 是一种不用焊料和焊剂 即可获得可靠连接的焊接技术 1 2焊料 焊剂和焊接的辅助材料 1 焊料焊料是一种熔点低于被焊金属 在被焊金属不熔化的条件下 能润湿被焊金属表面 并在接触面处形成合金层的物质 电子产品生产中 最常用的焊料称为锡铅合金焊料 又称焊锡 它具有熔点低 机械强度高 抗腐蚀性能好的特点 2 焊剂 助焊剂 焊剂是进行锡铅焊接的辅助材料 焊剂的作用 去除被焊金属表面的氧化物 防止焊接时被焊金属和焊料再次出现氧化 并降低焊料表面的张力 有助于焊接 常用的助焊剂有 无机焊
3、剂有机助焊剂松香类焊剂 电子产品的焊接中常用 3 常用的锡铅合金焊料 焊锡 锡铅合金焊料的有多种形状和分类 其形状有粉末状 带状 球状 块状和管状等几种 手工焊接中最常见的是管状松香芯焊锡丝 这种焊锡丝将焊锡制成管状 其轴向芯内是优质松香添加一定的活化剂组成的 4 清洗剂 在完成焊接操作后 要对焊点进行清洗 避免焊点周围的杂质腐蚀焊点 常用的清洗剂有 无水乙醇 无水酒精 航空洗涤汽油三氯三氟乙烷 5 阻焊剂 阻焊剂是一种耐高温的涂料 其作用是保护印制电路板上不需要焊接的部位 阻焊剂的种类热固化型阻焊剂紫外线光固化型阻焊剂 光敏阻焊剂 电子辐射固化型阻焊剂 1 3锡焊的基本过程 锡焊是使用锡铅合
4、金焊料进行焊接的一种焊接形式 其过程分为下列三个阶段 A 润湿阶段 第一阶段 B 扩散阶段 第二阶段 C 焊点的形成阶段 第三阶段 1 4锡焊的基本条件 A 被焊金属应具有良好的可焊性B 被焊件应保持清洁C 选择合适的焊料D 选择合适的焊剂E 保证合适的焊接温度对印制板上的电子元器件进行焊接时 一般选择20W 35W的电烙铁 每个焊点一次焊接的时间应不大于3秒钟 二 手工焊接的工艺要求及质量分析技术 2 1手工焊接技术 手工焊接适合于产品试制 电子产品的小批量生产 电子产品的调试与维修以及某些不适合自动焊接的场合 手工焊接的要点是 保证正确的焊接姿势熟练掌握焊接的基本操作步骤掌握手工焊接的基本
5、要领 正确的焊接姿势 一般采用坐姿焊接 工作台和坐椅的高度要合适 焊接操作者握电烙铁的方法 反握法 适合于较大功率的电烙铁 75W 对大焊点的焊接操作 正握法 适用于中功率的电烙铁及带弯头的电烙铁的操作 或直烙铁头在大型机架上的焊接 笔握法 适用于小功率的电烙铁焊接印制板上的元器件 电烙铁握法的图片 a 反握法 b 正握法 c 笔握法图电烙铁的握法 印制版引线成型 手工焊接操作的基本步骤 焊接操作过程分为四个步骤 一般要求在2 3秒的时间内完成 1 加热 2 加焊料 3 移开焊料 4 移开烙铁 步骤一 步骤二 步骤三 步骤四 步骤二 手工焊接的操作要领 手工焊接的操作要领分以下五个方面 焊前准
6、备电烙铁的操作方法焊料的供给方法掌握合适的焊接时间和温度焊接后的处理 电烙铁接触焊点方法的图片 图电烙铁接触焊点的方法 电烙铁撤离方向的图片 图电烙铁的撤离方向与焊料的留存量 焊料供给方法的图片 图焊料的供给方法 2 2手工焊接的工艺要求 1 保持烙铁头的清洁2 采用正确的加热方式3 焊料 焊剂的用量要适中4 烙铁撤离方法的选择5 焊点的凝固过程6 焊点的清洗 2 3焊点的质量分析 1 对焊点的质量要求电气接触良好机械强度可靠外形美观 2 焊点的常见缺陷及原因分析 虚焊 假焊 拉尖桥接球焊印制板铜箔起翘 焊盘脱落导线焊接不当 常见焊接缺陷的图片 a b 虚焊 c 拉尖 d 桥接图常见的焊接缺陷
7、 导线焊接缺陷的图片 a 芯线过长 b 焊料浸过导线外皮 c 外皮烧焦 d 摔线 e 芯线散开图导线的焊接缺陷 2 4拆焊 解焊 拆焊是指把元器件从原来已经焊接的安装位置上拆卸下来 当焊接出现错误 损坏或进行调试维修电子产品时 就要进行拆焊过程 1 拆焊工具和材料 拆焊工具 普通电烙铁 镊子 吸锡器 吸锡电烙铁等 吸锡材料 屏蔽线编织层 细铜网等 2 拆焊方法分点拆焊法集中拆焊法断线拆焊法 三 接触焊接 无锡焊接 接触焊接是一种不需要焊料和焊剂 即可获得可靠连接的焊接技术 电子产品中 常用的接触焊接种类有 压接绕接穿刺螺纹连接 压接 压接是使用专用工具 在常温下对导线和接线端子施加足够的压力
8、使两个金属导体 导线和接线端子 产生塑性变形 从而达到可靠电气连接的方法 压接适用于导线的连接 手动压接钳及压接的图片 a 手动压接钳外形图 b 导线与压接端子压接示意图图压接示意图 1 压接的特点 工艺简单 操作方便 不受场合 人员的限制 连接点的接触面积大 使用寿命长 耐高温和低温 适合各种场合 且维修方便 成本低 无污染 无公害 缺点 压接点的接触电阻大 因而压接处的电气损耗大 2 压接工具的种类 手动压接工具 其特点是压力小 压接的程度因人而异 气动式压接工具 其特点是压力较大 压接的程度可以通过气压来控制 电动压接工具 其特点是压接面积大 最大可达325mm2 自动压接工具 绕接 绕
9、接是用绕接器 将一定长度的单股芯线高速地绕到带棱角的接线柱上 形成牢固的电气连接 绕接通常用于接线柱子和导线的连接 电动型绕接枪及绕接示意图 图 a 电动型绕接枪 b 绕接示意图 绕接的特点 接触电阻小 抗震能力比锡焊强 工作寿命长 达40年之久 可靠性高 不存在虚焊及焊剂腐蚀的问题 不会产生热损伤 操作简单 对操作者的技能要求低 对接线柱有特殊要求 且走线方向受到限制 多股线不能绕接 单股线又容易折断 穿刺 穿刺工艺适合于以聚氯乙稀为绝缘层的扁平线缆和接插件之间的连接 穿刺焊接的特点 节省材料 不会产生热损伤 操作简单 质量可靠 工作效率高 约为锡焊的3 5倍 穿刺焊接图片 图穿刺焊接 螺纹
10、连接 螺纹连接是指 用螺栓 螺钉 螺母等紧固件 把电子设备中的各种零 部件或元器件连接起来的工艺技术 螺纹连接的工具包括 不同型号 不同大小的螺丝刀 扳手及钳子等 1 常用紧固件的类型及用途 用于锁紧和固定部件的零件称为紧固件 在电子设备中 常用的紧固件有 螺钉螺母螺栓垫圈 常用紧固件图片 a 一字槽圆柱螺钉 b 十字槽平圆头螺钉 c 一字槽沉头螺钉 d 十字槽平圆头自攻螺钉 e 锥端紧定螺钉 f 六角螺母 g 弹簧垫圈图部分常用紧固件示意图 2 螺纹连接方式 螺栓连接螺钉连接双头螺栓连接紧定螺钉连接 3 螺钉的紧固顺序 当零部件的紧固需要两个以上的螺钉连接时 其紧固顺序 或拆卸顺序 应遵循
11、交叉对称 分步拧紧 拆卸 的原则 螺钉的紧固或拆卸顺序图片 图螺钉的紧固或拆卸顺序 4 螺纹连接的特点 连接可靠 装拆 调节方便 但在振动或冲击严重的情况下 螺纹容易松动 在安装薄板或易损件时容易产生形变或压裂 5 防止紧固件松动的措施 A 加双螺母B 加弹簧垫片C 蘸漆D 点漆E 加开口销钉 影响焊接质量的要素 每个焊点的完成时间要尽可能的快 合适功率的电烙铁合适形状与大小的烙铁设定能完成优质焊点的最低温度值 清洁 一个良好的焊点是干净 光亮 平滑的 焊点表层有顺暢连续明显的边缘 管脚的轮廓清晰可辨 并没有助焊剂殘留物 了解FLUX的型号和用量来决定清洁的方法用ESD硬毛刷沾清洁液刷去殘留物在焊接后应立刻清洗 最长间隔时间不能超过2小时 烙铁头的正常保养 在使用电烙铁之前 要用干净的刷子来刷烙铁头 这会把烙铁头上的锈圬及多余的锡渣刷掉 将烙铁加热到315度 再将热的烙铁头在湿的耐高温海绵上轻轻地 快速地擦两下 去除殘留的氧化物 不用烙铁时 将其放在烙铁架上 且烙铁头干净并涂有薄薄的锡层 每天结束工作后 在烙铁头上涂薄薄的一层锡以防烙铁头的氧化保证烙铁头的热传导功能可靠并避免将杂质遗留在烙铁头上 然后将其从烙铁上取下 防止大量的氧化物堆聚在加热单元与烙铁头及安装螺钉之间
