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1、第 2 章 电子产品工艺实训基础 电子产品工艺实训基础 训练1 锡焊技术训练2 常用仪表、仪器使用训练3 常用电子元器件思考题与练习题 第 2 章 电子产品工艺实训基础 训练1 锡焊技术 一、 训练要求(1) 了解电烙铁的结构、 工作原理与检测方法, 正确使用电烙铁。(2) 根据所焊元器件与电路板的结构特点选择合适的电烙铁。(3) 了解常用的焊剂、 焊料类型, 根据实际选择合适的焊料与焊剂。(4) 掌握常用电子元器件及各种导线的焊接工艺。(5) 掌握电路板的处理与焊接工艺。(6) 掌握常用电子元器件、 插接件的拆焊方法。 第 2 章 电子产品工艺实训基础 二、 主要器材(1) 各式电烙铁。(2
2、) 各种电子元器件(积累实验过程中损坏的元器件、 废弃电器上的元器件)。(3) 各种规格的导线、安装板(铜铆钉板、报废的仪器仪表、 废旧电器的电路板较好)。(4) 焊锡条、锡丝、焊剂(松香)、清洗剂(酒精)、绝缘漆等。(5) 镊子、 吸锡网、 小硬毛刷等。 第 2 章 电子产品工艺实训基础 三、 训练内容1. 电烙铁的选择与检测电烙铁有内热式和外热式两种。 1) 外热式电烙铁外热式电烙铁在铁管的外侧先用数层云母片包裹绝缘, 在云母片上绕制电热丝, 然后再用数层云母绝缘后做成烙铁心, 最后将烙铁紫铜头插入铁管。 通电后电热丝发热, 加热云母片, 云母片将热传给铁管, 铁管再将热传给烙铁紫铜头。
3、外热式电烙铁热效率较低, 温度上升慢, 但坚固耐用且功率比较大, 目前仍被使用。市场上外热式电烙铁有小功率(1530 W) 、 中功率(3080 W)和大功率(80500 W)三种。 第 2 章 电子产品工艺实训基础 2) 内热式电烙铁内热式电烙铁是在外热式电烙铁基础上改进的, 它在瓷管 外绕制电热丝, 在电热丝外再套一层绝缘用瓷管,做成内热式烙 铁心, 将烙铁心插入不锈钢管中, 在不锈钢管外套上焊接用的 电烙铁紫铜头。 通电后,电热丝发热, 加热瓷管, 瓷管将热传 给不锈钢管,不锈钢管再把热传给烙铁紫铜头。内热式电烙铁的 启动时间快,体积小,热效率高,温度上升快，是目前最普遍使用 的锡焊工具
4、; 其缺点是电热心的瓷管较细, 容易摔断。 市场上 内热式电烙铁只有小功率和中功率两种。 电烙铁还可根据烙铁头的形状(直头、弯头、尖头和扁头) 、 功率、使用电压来分类。高压电烙铁使用的电压为220 V, 功率有20 W、25 W、30 W、 35 W、50 W等几种。低压电烙铁使 用的电压常有12 V和24 V两种, 功率有15 W、 20 W等。 第 2 章 电子产品工艺实训基础 3) 电烙铁功率的选用电烙铁的功率应视焊点的面积大小而定。焊点大时散热速度也快, 因此选用的电烙铁功率也应该大些。焊接印刷线路板、 无线电元器件一般采用2545 W的小型电烙铁, 使用大烙铁容易损坏元器件。应根据
5、所焊接的元器件特点来选择烙铁头的形状。 电烙铁的电源线一般采用电灯用的花线(塑料线也可以), 长度约为1.5 m。 正常电烙铁用万用表欧姆挡测其两电极间电阻约在12 k之间。 若电阻无穷大或接近零, 则表示烙铁 心已损毁, 应更换烙铁心。 第 2 章 电子产品工艺实训基础 2. 电烙铁的正确使用与维护电烙铁是焊接电路的主要工具,正确使用电烙铁是焊接技术的关键。在使用电烙铁时要注意下面几点: (1) 新烙铁使用之前, 先用锉刀将其表面镀层去净并露出铜头, 然后将烙铁通电, 等烙铁头部微热时插入松香, 在烙铁头上均匀地“吃上”焊锡。 (2) 使用烙铁时应严禁摔碰, 以免电热丝受振动而断开, 损坏电
6、烙铁。 (3) 不要将烙铁头在金属上刻划或用力去除粗硬导线的绝 缘套, 以免使烙铁头出现损伤或缺口, 减少其使用寿命。 第 2 章 电子产品工艺实训基础 (4) 经常用测电笔检查烙铁是否漏电, 电源线的绝缘层是否完好, 防止发生触电事故。 (5) 焊接一些特殊元件时, 必须按要求接地线。 (6) 电烙铁经过长时间使用后, 烙铁头部会生成一层氧化物, 不容易吃锡。 如果烙铁口呈灰白色,可以用钢丝刷去。 如果烙铁口呈棕黄色,可用锉刀锉掉氧化层,按照处理新烙铁头的方法涂上焊锡即可继续使用。当烙铁头严重磨损时, 将影响焊接质量， 此时必须更换新的烙铁头。 第 2 章 电子产品工艺实训基础 (7) 在焊
7、接过程中, 电烙铁如果用用停停, 则烙铁上集结的热量就不能及时散失,当热量储存过多时,容易将烙铁头“热死”(即全部被氧化物覆盖而“吃”不上锡),从而影响焊接质量并缩短电烙铁的使用寿命。为了避免发生烙铁头“热死”现象而影响焊接速度,最好在不焊时将烙铁降温, 使用时又能较快地达到焊接温度。 (8) 电烙铁不用时, 宜放在烙铁架上。 第 2 章 电子产品工艺实训基础 3. 焊料、 焊剂的选用与烙铁温度的控制锡焊是利用高温使锡熔化,用于接合金属(包含导线、 元器件与电路板)的技术。焊锡是低熔点的铅锡合金, 锡与铅的比例不同, 焊锡的熔点也不相同。 焊锡的质量直接影响焊接的质量, 焊锡丝的选择要视具体焊
8、接对象而定, 焊点较大的元器件可用较粗的焊锡丝, 引脚较细的元件、焊点较小的焊盘宜用细焊锡丝。一般焊接电子元件应选用低熔点焊锡丝(常用0.8 mm、 65%的含松香焊锡丝)。焊剂在常温或焊件温度升高时能成为薄层分布到焊缝上, 形成保护层, 防止与空气中的氧气起作用, 改善焊接性能。 第 2 章 电子产品工艺实训基础 焊接工艺不同, 助焊剂也不同。 在电路板的焊接中, 选用低熔点的焊锡丝和没有腐蚀性的助焊剂(比如松香、 活性松香等)能满足大部分电子产品的装配要求, 不宜采用工业焊锡和有腐蚀性的酸性焊油。 如果采用含有松香的焊锡丝, 使用起来会非常方便。 第 2 章 电子产品工艺实训基础 在实际焊
9、接中, 可以根据需求自制助焊剂, 下面是三种助焊剂配方。(1) 松香酒精焊剂: 松香20 g, 酒精70 g, 澳化水杨酸15 g。 (2) 中性焊剂: 医用凡士林100 g, 三乙醇胺10 g, 无水酒精40 g, 水杨酸10 g。 (3) 无机焊剂: 氧化锌40 g, 氯化胺5 g, 盐酸5 g, 水50 g。 第 2 章 电子产品工艺实训基础 在电子元器件及PCB(印刷电路板)的焊接中, 固体松香就是很好的助焊剂。 烙铁温度直接影响焊接质量。 焊接时, 应使电烙铁的温度高于焊锡的温度, 但也不能太高, 过高时焊锡容易流淌, 且可能使元件过热, 损坏甚至破坏电路板上的铜皮。 温度过低时,
10、焊锡不能充分熔化, 焊点粗糙, 会造成虚焊、 堆焊现象。 一般保持烙铁头温度比焊料熔化温度高50较为适宜。 烙铁产生的温度与烙铁的功率和焊接的时间有关, 同一功率的烙铁, 焊接点尺寸小, 其焊接时间要短一些; 反之, 则要增加焊接时间。 第 2 章 电子产品工艺实训基础 在实际焊接中, 常用普通焊锡丝, 烙铁温度一般控制在320350之间。 烙铁烧到什么程度合适可用烙铁头与松香接触来判断, 烙铁头和松香接触冒出柔顺的白烟, 松香向烙铁头上扩展又不“吱吱”作响, 这就是烙铁最好的焊接状态。 第 2 章 电子产品工艺实训基础 4. 焊接1) PCB(印刷电路板)焊接技术在电子实验、实习、电子产品制
11、作过程中, 焊接工作是必不可少的。焊接不但要将元件固定在电路板上, 而且要求焊点必须牢固、圆滑, 不能有虚焊、假焊、堆焊现象。焊接的质量直接影响到电子实验、实习及制作的成功与否,因此, 焊接技术是每一 位学习电子应用的学生和电子制作爱好者必须掌握的基本功。 锡焊中, 锡和焊点结合紧密, 焊点圆滑、 光亮是锡焊的基本要求。 正确的操作步骤是: 烙铁头接触松香沾锡烙铁沾锡的地方接触焊点23秒钟移开烙铁使锡凝固, 焊锡凝固前 焊件不能乱动, 以免造成假焊。 第 2 章 电子产品工艺实训基础 电子元器件、电路板保存在空气中, 由于氧化作用, 元件引脚、 电极、 焊盘上附有一层氧化膜, 同时还有其它污垢
12、, 焊接前可用小刀或细砂纸打磨掉氧化膜, 并且立即涂上松香或其他焊剂, 然后上一层焊锡(俗称搪锡)。 搪锡就是将要锡焊的元器件引线或导电的焊接部位预先用焊锡润湿, 一般也称为镀锡、 上锡等。 搪锡是否合理是焊接成功的关键, 它是靠金属的扩散形成结合层后而使焊件表面“镀”上一层焊锡的。 搪锡并非锡焊不可缺少的操作,但对手工烙铁焊接, 特别是维修、 调试、 研制工作, 几乎是必不可少的。 元器件引线搪锡的方法如图2-1所示。 第 2 章 电子产品工艺实训基础 图 2-1 元器件引线搪锡的方法(a) 元件移动； (b) 烙铁移动 第 2 章 电子产品工艺实训基础 经过搪锡处理后的元件容易焊牢,不容易
13、出现虚焊现象。 焊接时， 先把被焊元件引脚插到PCB(印刷电路板)的应插位置, 调整到合适的高度, 用烙铁头沾取适量焊锡, 接触焊点, 待焊点上的焊锡全部熔化并浸没元件引线头后,电烙铁头沿着元器件的引脚轻轻往上一提离开焊点。高质量的焊点应呈正弦波波峰状, 表面光亮圆滑, 无锡刺, 锡量适中。 焊接点上的焊锡量太少, 焊接不牢, 机械强度也差。 而过量的焊锡则会增加焊接时间, 降低工作速度, 毫无必要地消耗较贵的锡, 更为严重的是, 在高密度的电路中, 过量的锡很容易造成不易察觉的短路。 焊锡应该刚好将焊接点上的元件 引脚全部浸没, 轮廓隐约可见为好。 焊接点上焊剂的用量如图2-2所示。 第 2
14、 章 电子产品工艺实训基础 图 2-2 焊剂用量比较 (a) 焊锡过多， 浪费; (b) 焊锡过少， 焊点强度差 ; (c) 合适的焊锡量，合格的焊点 第 2 章 电子产品工艺实训基础 焊接过程中, 焊点的形成与烙铁撤离时的角度和方向也有一定关系。图2-3所示是烙铁在不同撤离方向时对焊点的影响示意图。 撤烙铁时轻轻旋转一下, 可保持焊点有适当的焊料, 当然, 这需要在实际练习焊接操作中去体会。 第 2 章 电子产品工艺实训基础 图 2-3 不同撤离方向对焊点的影响 (a) 烙铁轴向45撤离； (b) 向上撤离; (c) 水平方向撤离 ； (d) 垂直向下撤离; (e) 垂直向上撤离 第 2 章
15、 电子产品工艺实训基础 助焊剂的用量也应适宜。 过多, 焊点不美观, 还会腐蚀元件; 过少, 会造成虚焊。电路焊好后, 切记将多余的焊剂用乙醇(无水酒精)或异丙醇清洗掉, 以防碳化后的助焊剂影响电路正常工作。 焊接结束后,必须检查有无漏焊、虚焊以及由于焊锡流淌造成的元件短路。虚焊较难发现,可用镊子夹住元件引脚轻轻拉动, 如发现摇动应立即补焊。 另外, 焊接时流动的焊锡容易掉在板子上, 焊接完毕后要仔细检查， 清理残锡, 防止通电后造成短路。 第 2 章 电子产品工艺实训基础 2) PCB焊接练习(1) 元器件的成形。 电子元件在安装焊接之前一般都必须把元件的引脚整理成合适的形状, 通常把这一步
16、骤叫做“弯脚”或“窝腿”。 由于元件与引脚的连接部(或称根部)比较脆弱, 经不起太大的机械应力, 因而在弯脚时应用镊子夹住引脚靠根部的部分(起保护根部的作用), 而用另一只手把引脚压弯。 弯曲点与根部的距离不得小于3 mm; 不要弯成直角; 引脚弯曲半径不得小于2 mm。 第 2 章 电子产品工艺实训基础 (2) 表面处理与搪锡。 电子元件表面处理与搪锡时, 要特别注意对三极管或集成电路的引脚以及电路板的操作。 三极管或集成电路的引脚外层只有一层很薄的金层或银层, 里面的金属丝很难上锡,引脚有锈就更不容易上锡, 切不能用力刮或打磨, 只能用细砂纸轻轻打几下, 即使锈蚀没有全部去掉, 也不要再处理。 应当用沾有大锡球的烙铁去“蹭”引脚, 让引脚“埋”在熔化的锡球里。如果“蹭”后引脚上了锡, 那还可以使用。 如果引脚上只有少数地方上锡, 这样的器件就不能再使用了。 第 2 章 电子产品工艺实训基础 集成电路焊接时,电烙铁要可靠接地, 或断电后
