手工焊接技术与技巧

摘 要：本文介绍了电子产品制作和维修过程中,手工焊接和手工拆焊的一些技术方法和技巧,工具的选择与使用,以及需要注意的问题.

关 键 词：电子制作手工焊接手工拆焊

在电子产品开发、企业小规模生产以及工程技术人员电子产品维修等领域,手工焊接仍是不可缺少的.

1焊料和工具选择

1.1焊料的选择

焊料是连结被焊金属的材料.

1.1.1松香焊锡丝.手工焊接常使用免清洗活性松香焊锡丝,使铅锡合金芯管中填满助焊剂松香.松香在74℃时呈活性,随温度上升,使金属表面氧化物以金属皂形式激离,温度超过300℃松香失去活性.锡中加铅可提高流动性和强度,降低成本,锡62.7%、铅37.3%的配比使熔点和凝固点都在183℃,称为共晶点焊锡.焊丝的线径根据焊盘的大小选择,现在的电子产品小焊盘居多,一般选用0.5-0.8mm的松香焊丝.

市场上松香焊丝质量差别较大,相差也较多,正规大厂家的质量好、价高,检测冒的也多,选购时应注意甄别.商标要清晰,标有A#的表示质量等级高,更重要的是要进行外观检查和火焰测试.表面润泽光亮有金属晶莹感的质量好,发黑发暗光泽度差的、有拉伸痕纹或发白而缺乏光泽的不好使用.用打火机烧锡丝头并观察,有松香喷雾并形成光亮润泽剔透球珠的质量过关.

1.1.2焊锡膏,由焊料金属粉末溶于浓助焊剂中制成,简称焊膏.在表面帖装中充当焊料和助焊剂,同时起粘结作用,一般选用中度活性.

其它材料.①助焊剂（松香水或助焊膏）,一般使用笔式或针式容易控制用量.②清洁剂（清板水或无水酒精）,用于清除元器件和电路板上残留的助焊剂,使用时用镊子夹持脱脂棉球,在棉球上打上清洁剂.

1.2焊接工具的选用与控制

1.2.1电烙铁和烙铁架.普通焊接工具为电烙铁,功率一般选择20-30瓦,分内热式和外热式两种,调节烙铁头与烙铁芯之间的插入深度,可调整烙铁头温度.还有可调温电烙铁,更好的是恒温焊台,具有良好的接地装置,通过调节电流控制温度.烙铁头温度一般控制在200-400℃之间.温度过低会增加加热时间,容易损伤器件,温度过高也会伤害元器件及电路板,需要根据焊接对象和环境温度等加以调节,原则上应用尽可能低的焊接温度,以避免损坏主件.使用电烙铁配备较好的烙铁架,可以保护导线、桌面物品和人体不被烫伤,有助于散热.

烙铁头选择三要素.加热头的接触面积、热容、长度与形状.常用烙铁头形状有锥形、凿型、蹄型、刀型等几种.加热头接触面积影响传热速度,应由焊接面积决定加热头类型,原则是,在不大于焊接区域前提下尽可能选择面积大的烙铁头.足够的热容可以保持热量,在保证足够润湿下使焊接尽快完成.合适的烙铁头长度,可以将烙铁伸到元件密集的区域进行焊接.

烙铁头上锡.购写电烙铁要选择正规电工工具厂家生产的,经过认证的质量有保证.烙铁头使用前和使用结束要上锡,即在加热头上镀一薄层焊锡,使其容易吸附焊锡、增加热传递效率和阻止氧化.上锡温度220℃为宜,可以在烙铁架的金属盒里融一些松香和一个稍大一点的锡球,方便上锡.长寿型烙铁头的尖端表面渗镀了一层铁镍合金,不容易在高温下氧化锈蚀,不要将其锉掉.普通烙铁头用铜制成,用久形成氧化层会降低热传递速度,需用锉刀清除并镀锡.

1.2.2专用烙铁头.专用烙铁头可以安在普通电烙铁上,用于片式元器件的焊接和拆焊,可对元器件所有引脚同时加热,但对于片式集成块不同的尺寸要有与其对应的烙铁头.

1.2.3热风焊机（热风）.利用热风进行片式元器件的焊接和拆焊,焊接元器件一般使用管状头,使用时嘴垂直电路板并保持一定距离.开机时热量较大,容易将电路板吹焦,需预热30秒后使用.一般选择风力1-3档、热量5档,因产品而异.选择技巧是,观察电热丝应呈暗红色,用头对着废板吹能听到风哨声,无声或“唰唰”声为风力不足或过大.

1.2.4其它.吸锡电烙铁或吸锡器.镊子、尖嘴钳、剥线钳、吸锡带.烙铁擦（高强度纤维棉）,用于清洁电烙铁上的氧化物残渣,用水浸泡后挤干水分使用.棉线手套,可以减小焊接时热量对手的热灼和锡丝中铅对皮肤的污染.电钻用于补钻焊孔,在需要时使用.如有手虎钳或台虎钳,则更方便电路板的夹持与固定.

2手工焊接技术与技巧

电路板如有污染需用清洁剂或橡皮清洁,元器件引脚若有氧化锈蚀应先刮除锈斑,引脚成型后可以焊接.

2.1分立直插元器件的焊接

五步焊接法.①准备：电烙铁调至合适温度并预热,将被焊元器件插入电路板,准备好焊锡丝.②加热：用烙铁头对焊盘和引脚同时加热.③送锡：将焊锡丝送入烙铁头加热的另一侧引线与焊盘之间,焊锡开始融化流动并润湿焊盘.④撤锡：加锡量合适时撤离焊锡丝.⑤撤电烙铁：焊锡充满焊盘和焊孔成锥形并呈润泽状态时,沿45°方向移开电烙铁.

安装元器件要注意位置准确、极性正确、高度合适.合适的锡量,是焊点呈圆锥形并略向内凹曲,焊锡过少会降低导电性能和机械强度,过多不仅浪费还容易形成虚焊.沿与电路板成45°角方向移开电烙铁,可避免出现拉尖现象.手要稳,电烙铁移开后,焊锡凝固过程不应受到任何振动,否则会形成渣焊（虚焊）降低导电性和机械强度.合适的加热时间,焊锡充分融合,与被焊金属表面形成原子互相渗透的合金层,凝固后形成表面润泽光亮的锥形焊点,导电性能和强度良好.加热时间不足容易形成冷焊点,导电性和强度降低,未蒸发的助焊剂埋裹在焊点里,成为日后电化学腐蚀的诱因.加热时间过长,容易损伤元器件和电路板.

初学者可在加热过程心中默数1、2,送锡过程心中默数3、4,移开锡丝默数5后移开电烙铁.可通过练习加以熟练,使整个过程不超过3秒钟.半导体器件一次加热时间不能超过3秒,如需修整,要在冷却后进行.如需对焊接后的焊点二次焊接,原有松香已经蒸发,需加少量松香增加焊锡的流动性.小的元器件焊接,可用三步焊接法,即将五步焊接法中的第2、3步合为一步,将4、5步合为一步.常有人急于求成,嫌焊锡融化太慢,用电烙铁搬运焊锡.将焊锡丝先在电烙铁上融化,然后将融化的焊锡用电烙铁移到焊点上,并用悬浮的烙铁头拨动焊锡,使焊锡包裹引线粘满焊盘.松香在搬运过程中已经挥发,焊盘和引线没有足够热度,不能形成合金层,容易形成冷焊点,这种被称为转移焊接的做法是不可取的,但在贴片元件焊接中是一种可靠的方法.

现代手工焊接技术中流行的做法,是建立焊桥.将焊锡丝头部置于引线与焊盘之间,用烙铁头加热,焊锡融于引线与焊盘及加热头之间,成为加热的桥梁,加快了导热速度,焊桥形成后,迅速将焊锡丝移到另一侧加锡.这样,大大提高了焊接速度.

对于有安装螺丝的器件,应先安装定位螺丝,以免焊接后螺孔与板孔错位影响安装.对于像双联或四联可变电容器的片状引线,应在定位安装后将片状引线折倒压平后再焊接.像电阻等长引线元器件,焊接后应用斜口钳剪除多余的引线,原则是应根据引线的粗细,在焊锡的锥顶留有0.3-0.5mm,一般最长不超过1mm.像变压器、滤波器等器件,露出的引脚较短,不要剪除.掰动陶瓷元件的引脚容易掰列器件,如果焊孔间距不合适,应用电钻修整.对于双列直插集成块,可用拖焊方式进行焊接.

烙铁头选择.小焊盘可选用锥形烙铁头,大的可选用蹄型、凿型或刀型,总的原则是加热时接触面不应超出焊盘,否则会伤及电路板.

焊接完成后应清洗并检查,看是否有虚焊、短路、错焊和漏焊等需要修补.焊接完成,应清洁剂擦净残留的助焊剂.

手工焊接常见不良习惯：①用力过大,焊接时用力下压,至焊盘翘起或变形,正确做法是轻轻地保证烙铁头和焊点的良好接触.②焊桥不合适.③错误的加热头尺寸.④温度过高.⑤助焊剂使用过量,容易产生焦渣,残留的助焊剂极具腐蚀性和导电性,发生电子迁移长出金属须造成短路.⑥转移焊接,最大危害是在通孔焊接时使焊锡失去流动性.⑦不必要的修饰和返工,焊点的外观不能作为判定是否需要返工的唯一标准,除非连接有发生故障的可能性,对连接处的每一次加热都会增加金属间化合层的增长,降低强度.

2.2贴片式元器件的焊接

贴片元器件一般使用热风焊接,元件引脚和焊盘上应有锡丘,或将焊盘涂上焊膏,将元器件对正在焊盘上,热风先将周围预热一下,然后对元件焊接.也可以使用专用烙铁头焊接.只使用电烙铁也可以焊接多引脚芯片,元件引脚和焊盘涂上助焊剂后对正,先用点焊方式焊接对角两个焊点将元器件定位,然后用转移焊接或拖焊方式进行焊接,用吸锡带吸除多余焊锡.

3手工拆焊技术与技巧

分立元件的拆焊.常用工具是吸锡电烙铁,一般为35瓦,可靠的接地线接地,可以消除静电对元器件可能带来的损伤.使用时先预热,然后按下活塞按钮排除吸锡腔内的空气,将烙铁嘴对准被拆元器件引线插入,吸嘴传递热量将焊盘上的焊锡融化时,按下吸锡开关,活塞向外弹射使吸锡腔产生负压,在大气压作用下,焊锡进入吸嘴进入吸锡腔,此时可用镊子在另一侧向外轻轻拉动元器件引脚,将引线拔出,切勿向电路板铜箔面方向推引线,容易将铜箔推离基板（脱层）.如果元器件不便单个引脚拔出,可将各引脚都吸锡后整体拔出.元器件拆除后要清理焊盘和焊孔余锡,以备安装新元件.

使用吸锡电烙铁,吸嘴应垂直于电路板并略有倾斜,才有利于焊锡被吸入,千万不要在吸锡时有提拉动作,吸嘴吸住铜箔时提拉会产生撕扯力,将铜箔拉离电路板基板或扯断,造成电路板损伤,片式芯片引脚遇此情况也会被折断.使用吸锡电烙铁,应通过按压将停留在吸锡管内的焊锡及时排出,否则会在冷却后将吸管焊死,通过加热难以全部融化而不能使用.一旦吸锡管被焊死,可先用手电钻钻出焊锡,但细钻头较短,如没有通透,可用剪断的探针（剪口朝前）代替钻头,可达到通透效果.要定期拆卸吸锡腔,清理内部积累的锡渣,保证使用效果.使用电烙铁与吸锡器配合,可达到与吸锡电烙铁同样的效果.

拆焊过程如有医用注射针头配合使用,可收到更完美效果.吸锡后将针头套在引线上并穿过焊接孔,在焊锡凝固过程中快速捻动针头,使元件引线与焊孔在余锡凝固过程中彻底脱离焊接.

贴片式元器件的拆焊.一般使用热风或专用烙铁头拆焊.使用普通电烙铁拆焊的方法是,将引脚列加满焊锡,拖焊使引脚列焊锡整体融化,即可撬起拆除.

[3]恒达维修连锁.热风使用技巧[DB/OL].http：//.56./

u68/v_Njc3ODNjU..2012-4-26/.

作者简介：

张耀华（1964-）,男,河北滦南人,现就职于黑龙江生态工程职业学院应用技术系,副教授,从事应用电子技术研究.