目前電子元器件的焊接主要采用焊錫技術(shù)。焊錫技術(shù)采用以錫為主的錫合金材料作焊料,在一定溫度下焊錫熔化,金屬焊件與錫原子之間相互吸引、擴(kuò)散、結(jié)合,形成浸潤的結(jié)合層。外表看來印刷板銅鉑及元器件引線都是很光滑的,實(shí)際上它們的表面都有很多微小的凹凸間隙,熔流態(tài)的錫焊料借助于毛細(xì)管吸力沿焊件表面擴(kuò)散,形成焊料與焊件的浸潤,把元器件與印刷板牢固地黏合在一起,而且具有良好的導(dǎo)電性能。
一、手工焊接工具
1. 電烙鐵
手工焊接的主要工具是電烙鐵。電烙鐵的種類很多,有直熱式、感應(yīng)式、儲能式及調(diào)溫式多種,電功率有15W、20W、35W、……、300W多種,主要根據(jù)焊件大小來決定。一般元器件的焊接以20W內(nèi)熱式電烙鐵為宜;焊接集成電路及易損元器件時可以采用儲能式電烙鐵;焊接大焊件時可用150W~300W大功率外熱式電烙鐵。大功率電烙鐵的烙鐵頭溫度一般在300~400℃之間。還有一種吸錫電烙鐵,是在直熱式電烙鐵上增加了吸錫機(jī)構(gòu)構(gòu)成。在電路中對元器件拆焊時要用到這種電烙鐵。
2. 烙鐵頭.
烙鐵頭一般采用柴銅材料制造。為保護(hù)在焊接的高溫條件下不被氧化生銹,常將烙鐵頭經(jīng)電鍍處理,有的烙鐵頭還采用不易氧化的合金材料制成。新的烙鐵頭在正式焊接前應(yīng)先進(jìn)行鍍錫處理。方法是將烙鐵頭用細(xì)紗紙打磨干凈,然后浸入松香水,沾上焊錫在硬物(例如木板)上反復(fù)研磨,使烙鐵頭各個面全部鍍錫。若使用時間很長,烙鐵頭已經(jīng)氧化時,要用小銼刀輕銼去表面氧化層,在露出柴銅的光亮后可同新烙鐵頭鍍錫的方法一樣進(jìn)行處理。當(dāng)僅使用一把電烙鐵頭的溫度。烙鐵頭從烙鐵芯拉出的越長,烙鐵頭的溫度相對越低,反之溫度越高。也可以利用更換烙鐵頭的大小及形狀達(dá)到調(diào)節(jié)溫度的目的:烙鐵頭越細(xì),溫度越高;烙鐵頭越粗,相對濕度越低。根據(jù)所焊元件種類可以選擇適當(dāng)形狀的烙鐵頭。烙鐵頭的頂端形狀有圓錐形,斜面橢圓形及鑿形或圓柱形的。
3. 焊錫
焊錫是焊接的主要用料。焊接電子元器件的焊錫實(shí)際上是一種錫鉛合金,不同的錫鉛比例焊錫的熔點(diǎn)溫度不同,一般為180~230℃。手工焊接中最合適使用的是管狀焊錫絲,焊錫絲中間夾有優(yōu)質(zhì)松香與活化劑,使用起來異常方便。管狀焊錫絲有0.5、0.8、1.0、1.5、……等多種規(guī)格,可以方便地選用。
將金屬鉛用作低溫焊料已有多年的歷史,其優(yōu)點(diǎn)在于鉛錫合金在較低溫度下易熔化,而且鉛的儲量豐富、價格便宜。但Pb是一種有毒的金屬,已經(jīng)廣為人知:對人體有害,并且對自然環(huán)境的破壞性很大,尤其廢棄的電子器件垃圾中鉛的滲透產(chǎn)生的污染,含鉛器件的再利用過程中有毒物質(zhì)的擴(kuò)散等。隨著人們環(huán)保意識日益增強(qiáng),作為污染土壤和地表水的潛在因素,人們對鉛限制使用的呼聲越來越高;盡管電子組裝與封裝行業(yè)所用的鉛占不到世界鉛耗量的1%,但行業(yè)所廢棄的焊接件占廢棄鉛元素比例迅速增加,因此表面貼裝業(yè)的無鉛化也成為一項(xiàng)迫切的課題。
4. 焊劑
焊劑又稱助焊劑,是一種在受熱后能對施焊金屬表面起清潔保護(hù)作用的材料??諝庵械慕饘俦砻婧苋菀咨裳趸ぃ@種氧化膜能阻止焊錫對焊接金屬的浸潤作用。適當(dāng)?shù)厥褂弥竸┛梢匀コ趸?,使焊接質(zhì)量更可靠,焊點(diǎn)表面更光滑、圓潤。
焊劑有無機(jī)系列、有機(jī)系列和松香系列三種,其中無機(jī)焊劑活性最強(qiáng),且對金屬有強(qiáng)腐蝕作用,電子元器件的焊接中不允許使用。有機(jī)焊劑(例如鹽酸二乙膠)活性次之,也有輕度腐蝕性。應(yīng)用最廣泛的是松香助焊劑。將松香溶于酒精(1:3)形成“松香水”,焊接時在焊點(diǎn)處蘸以少量松香水,就可以達(dá)到良好的助焊效果。用量過多或多次焊接,形成膜是,松香已失去助焊作用,需清理干凈后再行焊接。對于用松香焊劑難于焊接的金屬元器件,可以添加4%左右的鹽酸二乙膠或三乙醇膠(6%)。至于市場上銷售的各種助焊劑,一定要了解其成分和對元器件的腐蝕作用后,再行使用。
二、 手工焊接方法
手工焊接是傳統(tǒng)的焊接方法,雖然批量電子產(chǎn)品生產(chǎn)已很少采用手工焊接了,但對電子產(chǎn)品的維修、調(diào)試中不可避免地還會用到手工焊接。手工焊接是一項(xiàng)實(shí)踐性很強(qiáng)的技能,在了解一般方法后,要多練習(xí)、多實(shí)踐,才能有較好的焊接質(zhì)量。
三、 焊接質(zhì)量不高的原因
焊接的條件
焊件表面應(yīng)是清潔的,油垢、銹斑都會影響焊接;
能被錫焊料潤濕的金屬才具有可焊性,對黃銅等表面易于生成氧化膜的材料,可以借助于助焊劑,先對焊件表面進(jìn)行鍍錫浸潤后,再行焊接;
要有適當(dāng)?shù)募訜釡囟龋购稿a料具有一定的流動性,才可以達(dá)到焊牢的目的,但溫度也不可過高,過高時容易形成氧化膜而影響焊接質(zhì)量。
焊接對焊的要求
電連接性能良好
有一定的機(jī)械強(qiáng)度
光滑圓潤
造成焊接質(zhì)量不高的常見原因
焊錫用量過多,形成焊點(diǎn)的錫堆積;焊錫過少,不足以包裹焊點(diǎn)。
冷焊。焊接時烙鐵溫度過低或加熱時間不足,焊錫未完全熔化、浸潤、焊錫表面不光亮、有細(xì)小裂紋。
夾松香焊接,焊錫與元器件或印刷板之間夾雜著一層松香,造成電鏈接不良。
焊錫過橋。指焊錫量過多,造成元器件的焊點(diǎn)之間短路。
焊劑過量,焊點(diǎn)同松香淺渣很多。
焊點(diǎn)表面的焊錫形成尖銳的突光。
四、小結(jié)
綜上,手工焊接時,不僅要選擇合適的焊接工具,設(shè)置適當(dāng)?shù)臏囟?,選擇適當(dāng)?shù)睦予F頭形狀、大小,而且要操作正確,才能準(zhǔn)確的完成焊接工作。焊接工具的選擇要考慮多個方面,例如可控溫度范圍,烙鐵頭形狀、功率等等。另外還需要根據(jù)不同廠商的芯片的規(guī)格、材料,不同的焊接標(biāo)準(zhǔn)等選擇合適的焊接工具,在焊接工具方面,原來歐美和日本等公司的技術(shù)比較領(lǐng)先,但隨著技術(shù)的不斷成熟,我們國家的焊接工具也逐漸達(dá)到焊接標(biāo)準(zhǔn),所以,我們北京海洋興業(yè)科技有限公司簽約國產(chǎn)品牌——深圳安泰信公司,提供各種焊接工具及配套設(shè)施,為您的實(shí)驗(yàn)室提供全套解決方案。
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