第四章 手工锡焊技术手工锡焊是传统的焊接方法，是电工实践训练的一项基本技术在电子工艺中，锡焊技术很重要，它不但能固定元件，而且能保证可靠的电流通路，焊接好坏将直接影响电子产品的质量4.1 电烙铁的正确使用电烙铁是手工焊接的主要工具它主要由烙铁头和烙铁芯两部分组成，烙铁芯采用镍铬电阻丝绕在陶瓷管上制成烙铁芯直接用220V交流电源加热常用电烙铁分内热式和外热式两种，外观如1-4-1所示内热式电烙铁的烙铁芯安装在烙铁头的里面，发热快，体积小且重量轻，但功率一般较小，适合焊接小元件外热式电烙铁的烙铁芯是在烙铁头的外面，加热虽然较慢，但相对比较牢固电烙铁的功率有15W、20W、25W、30W……300W等多种一般来说电烙铁的功率越大，热量越大，烙铁头的温度越高应根据焊接对象合理选用不同类型的电烙铁使用的烙铁功率过大容易烫坏电子元器件或使焊盘从基板上脱落；如果功率太小，则焊锡不能充分熔化，焊点不牢固，易造成虚焊一般印制线路板的焊接通常选用20W或25W的内热式电烙铁它的烙铁头是直的，头端锉成一个斜面或圆锥状的，适宜焊接面积较小的焊盘焊接大焊件时可选用 100W 以上的大功率外热式电烙铁烙铁头一般用紫铜材料制成。
为保护在焊接高温条件下不被氧化生锈，常将烙铁头经电镀处理，有的烙铁头还采用不易氧化的合金材料制成 (a) 内热式 (b) 外热式 图1-4-1 电烙铁 图1-4-2 烙铁架 电烙铁使用前要进行清洁处理并上锡，具体方法是：将电烙铁烧热，待刚刚能熔化焊锡时，涂上助焊剂，再用焊锡均匀地涂在烙铁头上，使烙铁头各个面均匀的镀上一层光亮的焊锡（俗称吃锡）电烙铁经过长时间使用后，烙铁头部会生成一层氧化物，这时不容易吃锡，可用砂布擦去或用小锉刀轻锉去表面氧化层，在露出紫铜的光亮后再进行镀锡处理对于有镀层的烙铁头，一般不要锉或打磨使用电烙铁焊接时要用焊锡和助焊剂手工锡焊常采用含有松香芯的焊锡丝，其材料为锡铅合金(锡63%，铅37%)，这种焊锡丝的熔点较低(183℃)，而且内含松香助焊剂，使用起来很方便焊锡丝的直径有0.5、0.8、1.0……5.0mm等多种规格，要根据焊点的大小选用，一般应使焊锡丝的直径略小于焊盘的直径焊剂的作用主要是去除被焊金属表面的氧化物，提高焊锡的流动性，起到助焊的作用，同时又可保护烙铁头。
常用的助焊剂是松香或松香水（将松香溶于酒精中）电烙铁使用注意事项：(1) 每次使用电烙铁时必须保证电烙铁头是干净的，并且在使用过程中经常维护，保证烙铁头上始终挂上一层薄锡烙铁头上焊锡过多时，可用湿布擦掉，不可乱甩2) 电烙铁通电后温度高达250℃以上，不用时一定要稳妥放在烙铁架上（见图1-4-2），并要注意导线尤其是电烙铁的电源线等物不要碰烙铁头，以免造成事故但较长时间不用时应切断电源，防止高温“烧死”烙铁头（被氧化变黑），不再“吃锡”3) 电烙铁使用中，不能用力敲击，并防止摔落，以免震断电烙铁内部电热丝或引线而产生故障4) 操作完毕后，要及时切断电源尽量不要用断电后的余热焊接4.2 手工焊接操作姿势掌握正确的操作姿势，可以保证操作者的身心健康，减轻劳动伤害焊剂加热挥发出的化学物质对人体有害为减少有害气体的吸入量，一般情况下，烙铁到鼻子的距离应该不少于20cm ，通常以30cm 为宜电烙铁有三种拿法，如图1-4-3 所示1）握笔法，即大拇指、食指、中指三个手指拿住电烙铁此法适用于轻巧型的小功率电烙铁，焊接散热量小的被焊件一般在操作台上焊接元器件及维修电路板时，多采用握笔法；（2）正握法，适于中功率电烙铁或带弯头电烙铁的操作，多用于线路板垂直桌面情况下的焊接；（3）反握法，就是用五指把电烙铁的柄握在掌内。
此法的动作稳定，长时间操作不易疲劳，适于大功率电烙铁的操作，焊接散热量大的被焊件 (a) 握笔法 (b)正握法 (c)反握法图1-4-3 电烙铁拿法(a)连续焊接时 (b) 断续焊接时 图1-4-4 焊锡丝拿法焊锡丝一般有两种拿法，如图1-4-4所示由于焊锡丝中含有一定比例的铅，而铅是对人体有害的一种重金属，因此操作时应该戴手套或在操作后洗手，避免食入铅尘4.3 手工锡焊的基本步骤焊接前，电烙铁要充分预热并上锡，然后并对被焊接物体(即焊件)的金属表面进行清洁处理，如在引线上镀一层锡或清除焊接部位的氧化物等焊件通常是元器件引脚、电路板焊盘和导线等一般手工焊接操作过程可分为以下五个基本步骤，简称锡焊五步法，如图1-4-5 所示⑴ 准备施焊：左手拿焊锡丝，右手握电烙铁，进入备焊状态，见图1-4-5 (a)⑵ 加热焊件：烙铁头靠在两焊件的连接处，加热整个焊件全体，时间大约为1～2秒钟对于在印制电路板上焊接元器件来说，注意烙铁头要同时接触元件引脚和焊盘，保持焊件均匀受热，见图1-4-5 (b)⑶ 送入焊丝：焊件的焊接面被加热到一定温度时，焊锡丝从烙铁对面接触焊件，见图1-4-5 (c)。
注意：不要把焊锡丝送到烙铁头上！⑷ 移开焊丝：当焊锡熔化一定量散满焊盘时，立即向左上45°方向移开焊丝，见图1-4-5 (d)⑸ 移开烙铁：待焊锡完全浸润焊点后，向右上45°方向移开烙铁，如图1-4-5 (e) 所示，结束焊接从第三步开始到第五步结束，时间大约也是1至2s注意：烙铁离开焊点后，焊锡还不会立即凝固，应稍等片刻后才可移动焊接元件，如果未凝固前移动焊接件，焊锡会凝成沙状，造成附着不牢固而引起假焊 (a) 准备焊接 (b) 送烙铁 (c) 送焊丝 (d) 移焊丝 (e) 移烙铁图1-4-5 锡焊五步法对于热容量较小的焊件，例如印制电路板上的小焊盘，可以简化为锡焊三步操作法，即将上述步骤2，3合为一步，4，5合为一步如图1-4-6所示⑴ 准备：同以上步骤一，见图1-4-6 (a)⑵ 加热与送焊丝：烙铁头放在焊件上后立即放入焊丝，见图1-4-6 (b)⑶ 去焊丝移烙铁：焊锡在焊接面上浸润扩散达到预期范围后，立即拿开焊丝并移开烙铁，如图1-4-6 (c) 所示注意：移去焊丝的时间不得滞后于移开烙铁的时间！ (a) 准备焊接 (b) 送烙铁、焊丝 (c) 移焊丝、烙铁图1-4-6 锡焊三步法对于一般焊点而言，上述整个过程的时间不过2至3秒钟，各步骤的节奏控制，顺序的准确掌握，动作的熟练协调，需要通过大量的实践操作练习才能逐步掌握。
4.4 手工锡焊的技术要点焊接是一个在高温下两个物体表面分子相互浸透“扩散”的过程，是让溶化的焊锡分别浸透到两个被焊物体的金属表面分子中，然后让其冷却凝固使之结合只有严格控制好锡焊条件，把握好焊锡用量，才能得到良好的焊点一、掌握锡焊条件为了保证焊接质量，必须掌握好适当的焊接温度和时间其次，要保持烙铁头的清洁，做好焊件表面处理，焊件有污物或锈蚀都不能焊接焊接时应使电烙铁的温度高于焊锡的温度，但也不能太高，一般经验是烙铁头温度比焊锡熔点高50℃较为适宜，以烙铁头接触松香刚刚冒烟为好焊接时间太短，热量供应不足，焊锡流动性差，很容易凝固，造成焊点锡面粗糙，结晶粗脆，象豆腐渣一样，形成虚焊反之焊接时间过长，焊锡容易流淌，可能烫坏元件及印刷电路板或使元器件的焊点之间短路在焊接时正确方法是用电烙铁的搪锡面去接触焊点，这样传热面积大，焊接速度快不要将电烙头在焊接点上来回移动或者加力加热在保证焊料润湿焊件的前提下，时间越短越好，一般不超过3秒钟在焊锡未凝固以前，不得摇动焊接元件，以免造成虚焊二、焊锡用量适中焊接点上的焊锡量要适中，太少了焊接不牢，机械强度差；用量太多容易造成外观一大堆而内部未接通，由于焊锡里外温度不均而造成虚焊，同时容易引起相邻焊点之间搭锡造成短路。
焊锡应该刚好将焊接点上的元件引脚全部浸没，其轮廓又隐约可见为好，如图1-4-7所示 (a) 锡量过多 (b) 锡量过少 (c) 锡量适中图1-4-7 焊锡用量示意图三、保证焊点质量对焊点的质量要求，包括电气接触良好、机械结合牢固和光洁整齐的外观三个方面一个好的焊点应是光亮而圆润、焊件紧密结合、焊锡不多但能浸没接头保证焊点质量最重要的一点，就是必须避免虚焊和假焊虚焊是焊点处只有少量锡焊住，造成接触不良，时通时断假焊是指表面上好像焊住了，但实际上并没有焊上，有时用手一拔，引线就可以从焊点中拔出一般来说，造成焊点缺陷的主要原因是：被焊接处表面未预先清洁好，镀锡不牢；烙铁头的温度过高或过低，表面有氧化层；焊接时间太长或太短；焊锡丝撤离过早或过迟；焊锡量过多；焊点焊好后拿开烙铁，焊锡尚未凝固时焊接元件抖动等等从外观看，焊点大小要合适，形状应为近似圆锥而表面稍微凹陷，呈漫坡状，平滑过渡，表面光亮而无毛刺，如图1-4-8所示而虚焊点的表面往往向外凸出，表面粗糙焊接时元器件的引脚要垂直，不要将其掰弯一般对焊点的要求是：高大约为1.5mm，直径与焊盘一致锡焊中常见的缺陷有：虚焊、桥接、剥离、冷焊、针孔、拉尖等。
图1-4-9是常见焊点缺陷的示意图其中：图(a)虚焊的原因是焊件清理不干净，助焊剂不足或质量差，焊件加热不充分等此缺陷造成机械强度低，焊点不通或时通时断；图(b)桥接的原因是焊锡过多，电烙铁施焊撤离方向不当此缺陷导致相邻导线搭接，造成短路；图(c)焊点剥离的原因是加热时间过长或焊盘镀层不良此缺陷造成断路；图(d)是冷焊，外观表面呈豆腐渣状颗粒，是由于焊锡未凝固时焊件抖动造成的；图(e)目测有针孔，是由于焊盘孔与引线间隙太大造成的；图(f)外观出现尖端，原因是加热时间不足，焊锡不合格等图1-4-8 标准焊点外观示意图 (a) 虚焊(c) 剥离(b) 桥接(e) 针孔(d) 冷焊(f) 拉尖图1-4-9 常见焊点缺陷示意图四、易损元器件的焊接易损元器件是指受热或接触电烙铁时容易造成损坏的元器件，例如，有机铸塑元器件、MOS集成电路等易损元器件在焊接前要认真作好表面清洁、镀锡等准备工作，焊接时切忌长时间反复烫焊，确保一次焊接成功此外，要少用焊剂，防止焊剂浸人元器件的电接触点焊接MOS集成电路最好使用储能式电烙铁，以防止由于电烙铁的微弱漏电而损坏集成电路由于集成电路引线间距很小，要选择合适的烙铁头及温度，防止引线间连锡。
焊接集成电路最好先焊接地端、输出端、电源端，再焊输入端对于那些对温度特别敏感的元器件，最好用小平嘴钳或镊子夹上蘸有酒精的棉球保护元器件引脚根部，使热量尽量少传到元器件上五、焊接后的处理焊接结束后必须检查有无漏焊、虚焊以及是否有与周围元器件连焊的现象并检查焊点，看是否圆润、光亮、牢固，进而修补缺陷虚焊较难发现，可用镊子夹住元件引脚轻轻拉一下，看看是否松动，如果发现松动应立即重新焊接检查后将元器件的多余引脚剪去，只留下焊点六、拆焊（解焊）由于焊接错误对元器件进行更换时就需拆焊，也叫解焊拆焊方法不当，往往会造成元器件的损坏、印制导线的断裂或焊盘的翘起、脱落从电路板上拆卸元件时，可一边用镊子或尖嘴钳夹住元器件的引脚，一边用烙铁头贴在其焊点上加热待焊点上的锡熔化后，将元件轻轻地拔出也可用专用拆焊电烙铁或吸锡电烙铁拆焊4.5 印制电路板其元器件的。