第十三章 电子元器件焊接技术

第十三章 电子元器件焊接技术 第十三章 电子元器件焊接技术 [考纲 要求 对教师党员的评价套管和固井爆破片与爆破装置仓库管理基本要求三甲医院都需要复审吗 ] 掌握基本的焊接技术，会用电烙铁焊接常用的电子原器件。 [考点解析] 一、 焊接材料: 1、 焊料:能熔合两种或两种以上的金属，使之成为一个整体的易熔金属或合金都叫焊料。 焊料的种类很多，焊接不同的金属使用不同的焊料。在一般电子产品装配中，通常使 用锡铅焊料，俗称“焊锡”。 锡是一种质软、低熔点的金属，其熔点为232?，质脆而机械性能差;在常温下，锡的抗氧化性强。铅是一种浅青色的软金属，熔点为327?，机械性能差，可塑性好，有较高的抗氧化性和抗腐蚀性。我们把锡铅合金焊料中锡占63%、铅占37%的焊锡称为“共晶焊锡”，它是比较理想的焊锡，是我们一般常使用的焊锡。在183?时由固体直接变成液体没有半液体状态。 2、共晶焊锡的优良特点 (1)熔点低 :铅的熔点为327?，锡的熔点为232?，而“共晶焊锡”的熔点只有183?，焊接温度低，防止损害元器件。 (2)无半液态: 由于熔点和凝固点一致而无半液体状态，可使焊点快速凝固从而避免虚焊。这点对自动焊接有重要意义。 (3)表面张力低 :表面张力低焊料的流动性就强，对被焊物有很好的润湿作用，有利于提高焊点质量。 (4)抗氧化能力强 :锡和铅合在一起后，其化学稳定性大大提高了。 (5)机械特性好 :共晶焊锡的拉伸强度、折断力、硬度都较大，并且结晶细密，所以，其机械强度高。在电子产品装配中，使用的焊锡多为“共晶焊锡”。 3、焊锡成分与电导率的关系 焊锡的电导率是一个很重要的参数，但往往被忽略。共晶焊锡具有铜线1/10的电导率，即具有铜线10倍的电阻率。所以，当有大电流流经焊接部位时，就必须要注意它的压降及发热。因此，对大电流通过的部位，印制导线除了要加宽加厚外，被焊物还应采取绕焊(例如，一个电子产品，某部位需通过10A以上的大电流，但有一工人将粗导线剪短了，不能绕接了，就用一堆焊锡代替粗导线连上了，在长时间通电后印制电路板上该部位烧糊了，险些起火)。 二、助焊剂 助焊剂是进行锡铅焊时所必需的辅助材料，是焊接时添加在焊点上的化合物，参与焊接的整个过程。 1、助焊剂的作用: (1)除去氧化物;(2)防止工件和焊料加热时氧化;(3)可以减小熔化后焊料的表面张力，增加其流动性，有利于浸润。 2、对助焊剂的要求: (1)常温下必须稳定，熔点应低于焊料。 (2)在焊接过程中具有较高的活化性，较低的表面张力，粘度和比重应小于焊料。 1 (3)不产生有刺激性的气味和有害气体，熔化时不产生飞溅或飞沫。 (4)绝缘好、无腐蚀性、残留物无副作用，焊接后的残留物易清洗。 (5)形成的膜光亮(加消光剂的除外)、致密、干燥快、不吸潮、热稳定性好，具有保护工件表面的作用。 3、常用助焊剂简介: 助焊剂一般可分为有机、无机和树脂三大类。电子装配中常用的是松香和松香酒精溶液。 (1)松香:在常温下，松香是固态物质，可直接在焊接中使用，起助焊作用。但烙铁头吸附固体松香时，容易挥发，沾到焊点上的数量较少，不能充分发挥作用。 (2)松香酒精溶液:将松香溶于酒精之中，重量比例为3?1，可与焊料同时使用，制成管状焊锡丝。 三、焊接工具 :电烙铁 1、电烙铁的种类:常用的有内热式、外热式的电烙铁。 (1)外热式电烙铁的特点是结构简单、价格便宜，但热效率低、升温慢、体积较大，而且烙铁的温度不能有效地控制。 (2)内热式电烙铁具有热效率高、升温快、体积小、质量轻、耗电低等优点，因而在电子装配中得到了广泛的应用。20W的内热式电烙铁的实用功率相当于25~40W的外热式电烙铁。 必须注意:一般烙铁有三个接线柱，其中一个接金属外壳，接线时应用三芯线将外壳接保护零线。 2、电烙铁的选用: 一般遵从以下原则:(1)烙铁头的形状要适应被焊物面的要求和焊点及元器件密度;(2)电烙铁的热容量应满足被焊件的要求;(3)烙铁头顶端温度应能适应焊锡的熔点。 3、 电烙铁的选择: 一般印制电路板、安装导线:20W内热式、30W外热式 集成电路:20W内热式 焊片、电位器、2,8W电阻、大电解电容器、大功率管:30,50W内热式50,75W外热式 8W以上的电阻，2mm以上的导线:100W内热式、150,200W外热式 4、 烙铁头的选用: 烙铁头按照材料分为合金头和纯铜头。 (1)合金头又称长寿式电烙铁头，它的寿命是一般纯铜电烙铁寿命的10倍。因为焊接时是利用烙铁头上的电镀层焊接，所以合金头不能用锉刀锉。如果电镀层被磨掉，烙铁头将不能再粘锡导热;若电镀层在使用中有较多氧化反应物和杂质时，可以在烙铁架上轻轻擦除。 (2)纯铜头在空气中极易氧化，故应进行镀锡处理。具体做法是:先用锉刀锉出铜色，然后上松香镀锡。有些纯铜烙铁头在连续使用过程中，其刀刃发生氧化而凹陷发黑，需要拔下电源插头，用锉刀重新锉好并上锡。如果不是连续使用，应将烙铁头蘸上焊锡置于烙铁架上，拔下电源插头。否则，由于烙铁头上焊锡过少而氧化发黑(烧死)，烙铁不再粘锡。 烙铁头有直形和弯形，功率大的一般用弯头;功率小的一般使用直头。 2 5、 电烙铁的握法: (1)握笔法:此法适用于小功率的电烙铁，焊接散热热量小的被焊件; (2)正握法:采用此握法的电烙铁功率也比较大，且多为弯形烙铁头; (3)反握法:适用于大功率电烙铁，焊接散热量较大的被焊件。 四、焊接技术 1、对焊接的要求: (1)焊点的机械强度要足够;(2)焊接可靠，保证导电性能;(3)焊点表面要光滑、清洁。 2、用电烙铁的焊接步骤: (1)准备;(2)加热被焊件;(3)熔化焊料;(4)移开焊锡丝;(5)移开电烙铁。 3、印制电路板的装焊顺序:元器件的装焊顺序依次是电阻器、电容器、二极管、三极管、集成电路、大功率管，其它元器件是先小后大。 4、常见焊点缺陷及分析: 外观特点 危害 原因分析 (1)焊料面呈凸形 浪费焊料且可能包含缺陷 焊丝熔化时间过长(焊料过多) (2)导线或元器件引线可移动 导通不良或不导通 焊锡未凝固前引线移动造成空隙引线未处理好(浸润差或不浸润) (3)出现尖端 容易造成桥接现象 助焊剂过少，而加热时间过长 ，烙铁撤离角度不当 (4)焊料未形成增滑面 机械强度不足 焊丝撤离过早 (5)焊缝中夹有松香渣 强度不足，导通不良，有可能时通时断 加焊剂过多，或已失效焊接时间不足，加热不足表面氧化膜未去除 (6)焊点发白，无金属光泽，表面较粗糙 焊盘容易剥落，强度降低 烙铁功率过大，加热时间过长 (7)表面呈豆腐渣状颗粒，有时会有裂纹 强度低，导电性不好 焊料未凝固前焊件抖动或烙铁功率过低 (8)焊料与焊件相邻处接触角过大，不平滑 强度低，不通或时通时断 焊件清理不干净，助焊剂不足或质量差，焊件未充分加热 (9)焊锡未流满焊盘 强度不足 焊料流动性不好，助焊剂不足或流动性差，加热不足 (10)相邻导线连接 电气短路 焊锡过多，烙铁撤离方向不当 (11)引线根部有喷火式焊料隆起，内部藏有空洞 暂时能导通，但长时间容易引起导 通不良 引线与孔间隙过大或引线浸润性不良 (12)焊点剥落(不是铜箔剥落) 断路 焊盘镀层不良 5、好的焊点应当:焊锡适当、焊点表面无裂纹、无针孔夹渣、外表具有金属光泽，表面平整成半弓形下凹，焊料与焊件交界处平滑过度，外形以焊点为中心，均匀、成裙形拉开 6、 拆焊:在更换元器件时就需要拆焊，下面介绍几种拆焊的方法: (1)选用合适的医用空心针拆焊:一边用烙铁熔化焊点，一边把针头套在被焊的元器件引线上，直到焊点熔化后，将针头迅速插入印制电路板的孔内，使元器件的引线脚与印制板的焊盘脱开。 3 (2)用铜编织线进行拆焊:将铜编织线的部分吃上松香焊剂，然后放在将要拆焊的焊点上，再把电烙铁放在铜编织线上加热焊点，待焊点上的焊锡熔化后，就被铜编织线吸去 (3)用吸锡器进行拆焊:先将吸锡器里面的气压出并卡住，再将被拆的焊点加热，使焊料熔化，然后把吸锡器的吸嘴对准熔化的焊料，然后按一下吸锡器上的小凸点，焊料就被吸进吸锡器内 (4)采用专用拆焊电烙铁拆焊 (5)用吸锡电烙铁拆焊 7、焊接安全知识: (1)电烙铁金属外壳必须接地。 (2)使用中的电烙铁不可搁置在木板上，要搁置在金属丝制成的搁架上。 (3)不可用烧死的烙铁头焊接，以免烧坏焊件 (4)不准甩动使用中的电烙铁，以免锡珠溅出伤人。 [典型例题] 一、 单项选择题: [例1]:焊接一只低频小功率三极管应选用的电烙铁是( ) A、20W内热式 B、35W内热式 C、50W外热式 D、75W外热式 [解析]:小功率三极管的功耗小，散热慢，对烙铁头温度要求低，一般采用20W内热式或30W外热式电烙铁。 [答案]:A、20W内热式 [举一反三]:20W内热式电烙铁主要用于焊接( ) A、8W以上电阻 B、大电解电容器 C、集成电路 D、以上答案都不对 [例2]:75W外热式电烙铁( ) A、一般做成直头，使用时采用握笔法 B、一般做成弯头，使用时采用正握法 C、一般做成弯头，使用时采用反握法 D、一般做成直头，使用时采用正握法 [解析]:烙铁头功率大的一般用弯头;功率小的一般使用直头;握笔法:此法适用于小功率的电烙铁;正握法:采用此握法的电烙铁功率也比较大，且多为弯形烙铁头;反握法:适用于大功率电烙铁。外热式电烙铁45W以下属小功率，100W以上属大功率。 [答案]:B、一般做成弯头，使用时采用正握法 [举一反三]:下列电烙铁适合用反握法的是( ) A、20W B、35W C、60W D、150W [例3]:焊点表面粗糙不光滑( ) A、电烙铁功率太大或焊接时间过长 B、电烙铁功率太小或焊丝撤离过早 C、焊剂太多造成的 D、焊剂太少造成的 [解析]:焊料未形成增滑面原因是焊丝撤离过早;焊缝中夹有松香渣是由于加焊剂过多，或已失效，焊接时间不足;焊点发白，无金属光泽是由于烙铁功率过大，加热时间过长; 表面呈豆腐渣状颗粒原因是烙铁功率过低;综合以上情况分析可知: [答案]:B、电烙铁功率太小或焊丝撤离过早 [举一反三]:焊点出现弯曲的尖角是由于( ) A、 焊接时间过长，烙铁撤离方向不当 B、焊剂太多，烙铁撤离方向不当 C、电烙铁功率太大造成的 D、电烙铁功率太小造成的 4 [能力训练]: 一、 单项选择题: 1、共晶焊锡的熔点为( ) A、327? B、232? C、183? 2、不属于共晶焊锡的优良特点的是( ) A、熔点低 B、无半液态 C、表面张力低 D抗氧化能力低 3、不属于对助焊剂的要求的是( ) A、常温下必须稳定，熔点应低于焊料 B、在焊接过程中具有较高的活化性，较低的表面张力，粘度和比重应小于焊料 C、绝缘差、无腐蚀性、残留物无副作用，焊接后的残留物难清洗 D、不产生有刺激性的气味和有害气体，熔化时不产生飞溅或飞沫 4、松香酒精溶液的松香和酒精的比例为( ) A、1:3 B、3:1 C、任何比例均可 5、对内热式、外热式的电烙铁叙述正确的是( ) A、内热式电烙铁的特点是结构简单、价格便宜，但热效率低、升温慢、体积较大 B、外热式电烙铁具有热效率高、升温快、体积小、质量轻、耗电低等优点 C、内热式电烙铁具有热效率高、升温快、体积小、质量轻、耗电低等优点，但烙铁的温度不能有效地控制 D、外热式电烙铁的特点是结构简单、价格便宜，但热效率低、升温慢、体积较大，烙铁的温度不能有效地控制 6、烙铁头按照材料分为合金头和纯铜头，容易出现烧死现象的烙铁头是( ) A、合金头 B、纯铜头 7、烙铁头上锡量太多时正确的做法是( ) A、用力甩掉 B、在烙铁架上擦掉 C、用湿布擦拭掉 8、焊接大电解电容器时，应选用的电烙铁是( ) A、 20W内热式 B、25W内热式 C、60W外热式 D、100W外热式 9、20W内热式电烙铁采用的握法是( ) A、正握法 B、反握法 C、握笔法 10、印刷电路板的装焊顺序正确的是( ) A、电阻器、电容器、二极管、三极管、集成电路、大功率管，其它元器件是先小后大。 B、电阻器、二极管、三极管、电容器、集成电路、大功率管，其它元器件是先大后小。 C、二极管、三极管、电阻器、电容器、集成电路、大功率管，其它元器件是先小后大。 D、电阻器、电容器、二极管、三极管、集成电路、大功率管，其它元器件是先大后小。 11、焊料与焊件相邻处接触角过大，不平滑的原因是( ) A、助焊剂不足或质量差，焊件未充分加热 B、加焊剂过多，或已失效，焊接时间不足 C、引线与孔间隙过大或引线浸润性不良 D、烙铁功率过大，加热时间过长 12、在更换元器件时就需要拆焊，不属于拆焊用的工具的是 A、电烙铁 B、铜纺织线 C、镊子 D、螺丝刀 5 二、简答题: 1、焊剂的作用是什么, 2、 电烙铁的握法有哪几种,大功率电烙铁常采用什么握法, 3、 焊接时，选择电烙铁的原则是什么, 4、 用电烙铁焊接工件时的焊接步骤是什么, 5、 焊接时出现此种焊点是由什么原因造成的, 6