麥榮仕
摘 要:在電子元器件的生產中,手工焊接技術是必須掌握的一項基本操作內容,這將直接影響電子產品的質量,因此只有詳細了解手工焊接技術的基本原理,掌握基本操作,熟知操作技巧,根據實踐操作不斷提升技術要求,才能有效提高電子元器件的焊接和維修質量。
關鍵詞:電子元器件;手工焊接;基本操作;操作技巧;質量控制
1 概述
隨著科學技術的進步與發展,回流焊和波峰焊技術在電子元器件生產過程中的得到普遍應用,這不僅大大提高了生產效率,也提升了產品質量,但不論是在電子元器件的生產和維修,還是在教學和科研中,手工焊接仍然占據不可替代的位置。手工焊接技術已經成為電子元器件的生產、調試以及維修的一項基本操作,也是各大高等院校電子類專業學生學習及了解的一項基本技能。
2 手工焊接技術基本原理
電子元器件的手工焊接技術又稱“錫焊”,是一種傳統焊接的方法,基本原理是通過電烙鐵加熱,將固體焊料合金融化,再借助助焊劑將其流入被焊金屬之間,等到冷卻之后形成牢固的焊接點,從而實現被焊接金屬之間電氣與機械相連接的技術。
3 手工焊接技術
3.1 手工焊接工具
手工焊接中的主要工具是電烙鐵,用來加熱需要焊接的部位,以融化焊料,達到將不同材料焊接在一起的目的,大多分為內熱式和外熱式兩種類型。由于電烙鐵的種類很多,選擇時應根據焊件大小來決定,小功率的電烙鐵的烙鐵頭溫度可達300℃~400℃,因此一般電子元器件的焊接用25W內熱式電烙鐵即可。
3.2 焊料與助焊劑
焊接還需要焊料與助焊劑,其中焊料要求具有熔點低、易凝結、吸附能力強、良好的導電性等,多采用熔點為250℃左右的鉛焊合金,稱之為焊錫,通常做成條狀,焊錫絲多為直徑0.3-4mm的細管狀,用來焊接時不用加焊劑,因此使用時十分方便;助焊劑是一種具有化學及物理活化性質的物質,常用的有松香和焊錫膏,能夠去除焊接金屬以及焊錫本身表面的氧化物,或者其他表面膜層,不僅能夠保護被焊金屬表面,還能達到使焊接變牢固的目的。
3.3 手工焊接操作過程
手工焊接操作過程雖然看起來較為簡單,但是人們往往忽略了正確的焊接步驟,這將直接影響焊接質量,嚴重時可能會給電子元器件等留下故障隱患,因此熟練掌握正確的焊接方法,同時注意安全操作是非常重要的。在開始手工焊接操作前,應對元件的焊接部位進行處理,一是清除焊接部位的氧化層;二是在元件的引線上鍍錫。
經過焊前處理后再進行焊接操作,手工焊接時拿電烙鐵握筆方式有三種:反握法、正握法、握筆法。反握法操作時動作較為穩定,但不適合長時間操作,多用于大功率烙鐵的操作;正握法多用于中等功率烙鐵或帶有彎頭烙鐵的操作:握筆法的方式較為簡單方便,焊接時一般采用此法操作。加熱焊劑時也要注意安全問題,加熱發揮出對人體有害的化學物質,操作時烙鐵一般應距離鼻子的距離不少于30cm,通常以40cm為宜,減少吸入有害氣體對身體造成的傷害。
手工焊接時,通常采用五步操作法,見圖1。(a)準備焊接:首先準備好焊接工具,焊錫絲和烙鐵,烙鐵頭部需要保持干凈,然后把被焊元件的表面清除干凈。(b)加熱焊件:將烙鐵頭接觸焊點,放在引線和焊盤接觸處,對它們同時加熱,需要注意的是將烙鐵頭的扁平部分接觸焊件比熱容較高的部分,其側面或邊緣部分接觸比熱容較低的焊件,以保持均勻加熱。(c)加焊錫絲:當加熱焊件到一定溫度后,即能融化焊料的溫度,將錫絲放到焊點融化并加入適量的焊料,焊料開始融化并濕潤焊點,需要注意的是焊錫不是直接放在烙鐵頭端,而是焊件上與烙鐵頭對稱的一側。(d)移開焊錫絲:融化一定量的錫絲后,將其以45°迅速移開。(e)移開烙鐵:當焊料融化擴散將焊點完全濕潤后,移開烙鐵,方向大約為45°,撤離方向以及速度的快慢對焊接質量有著直接影響。
對一般焊點而言,焊接時間大約在3-4s,操作步驟也不一定是嚴格按照五步法,根據實際情況有時會把步驟(b)(c)或者(d)(e)合為一步,但本質上還是一樣的,操作時各個步驟之間的停留時間也是對焊接質量有著直接影響的,只有通過實際操作,多加練習才能熟練掌握。最后焊接操作結束后應及時做好清理工作,清除剪掉的導線頭以及焊接時掉落的錫渣等,防止落入產品中帶來安全隱患。
3.4 電子元器件的拆卸方法
在焊接的實際操作中可能會出現焊錯或者焊反一些元器件的情況,因此會需要對其進行拆卸處理,在維修電子元器件時也需要對隱患部位進行拆卸處理。拆卸方法有電烙鐵直接拆卸、手動吸錫器拆卸、電動吸錫槍拆卸等方法,其中電烙鐵直接拆卸方法多用于管腳較少的元器件中,如電阻、穩壓管、二極管等,可用電烙鐵直接加熱元器件管腳部位,用鑷子取下即可;使用手動吸錫器拆卸元器件較為方便,在利用電烙鐵加熱引腳焊錫后,用吸錫器吸取焊錫,即可完成拆卸;電動吸錫槍拆卸可用于拆卸直插式安裝的元器件,操作較為簡便,有防靜電、溫度可調、真空度高等優點。進行拆卸操作時無論采用哪種方法,都應該做到迅速且準確,避免元器件二次損壞。
4 手工焊接的質量控制
手工焊接對焊點有一定的質量要求,要求焊點有一定的機械強度,良好的導電性能,表面圓滑光亮,無空隙、毛刺。影響焊接質量的因素也有多種,包括焊接溫度、焊接時間、焊絲用量等。焊接溫度一般以松香融化較快但又沒有較大的煙冒出為適,可以將烙鐵頭放到松香上檢驗;焊接時間則根據焊點大小一般在三秒的時間內完成,時間過長可能會損壞焊點,若過短可能會造成焊絲不能充分熔化,影響焊接質量;焊絲的用量也應控制在一定范圍內,若焊絲用量過多,可能會流到板子底部,增加管腳間的導電性或者造成短路,焊絲用料過少,可能會造成虛焊;另外焊接過程中要避免觸動到焊接點,否則會導致焊點變形或者出現虛焊。
對于焊點質量檢查的方法常見的有目視法、手觸法和通電法,目視法主要對焊點的外觀進行檢查,看是否符合規范要求;手觸法主要是來檢查元器件在電路板上是否牢固,焊接是否牢靠,可用鑷子小心撥動焊接部位來檢查;通過以上檢查都合格,另外電源以及線路檢查都沒有問題之后再進行通電檢查,看是否還有其他問題。焊接的質量將會對電子元器件的質量有著直接影響,因此焊接過程中要嚴格按照正確的操作步驟來進行操作,以保證電子元器件的質量。
5 結束語
為了提高手工焊接的質量安全性,不僅需要操作人員制定出合理的工藝流程,還需要操作人員數顯掌握焊接的操作步驟和技巧。手工焊接是應用較廣、實踐操作性較強、較為基礎的一項操作技能,需要在實際操作中不斷練習,熟練掌握正確的操作方法,才能提高自己的操作水平,從而提高電子元器件的焊接質量。
參考文獻
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