胡鳳燕
[摘 要] 手工焊接是傳統的焊接方法,雖然批量電子產品生產已較少采用手工焊接了,但對電子產品的維修、調試以及小批量生產研制都不可避免地會用到手工焊接,因此,提高職高學生手工焊接的質量仍然意義重大。
[關 鍵 詞] 手工焊接;焊點;質量;表面組裝件
[中圖分類號] TN605 [文獻標志碼] A [文章編號] 2096-0603(2017)05-0033-01
手工焊接是傳統的焊接方法,雖然批量電子產品生產已較少采用手工焊接了,但對電子產品的維修、調試以及小批量生產研制都不可避免地還會用到手工焊接。因此,手工焊接仍是中職教育電工電子專業的一門必修課程,掌握手工焊接操作技術是學生學好專業技能的基礎。
一、學生焊接常見的質量問題及原因分析
在實驗教學過程中,學生手工焊接訓練往往會出現以下問題,這些問題不僅影響外觀,而且會造成電氣故障或者隱患,需要引起注意。
(一)錫多或錫過少
這是學生焊接最常見的問題,錫量過多使焊點過于飽滿成球形,不僅影響美觀而且可能會因錫過多而出現焊點橋連現象,同時堆得焊錫多仍可造成虛焊現象;錫過少,不僅機械強度低,而且由于表面氧化層逐漸加深,容易導致焊接失效,影響焊點的電氣連接強度。
(二)拉尖、毛刺
電烙鐵離開焊接點時,焊錫和電烙鐵不能很好地分離,使焊接點不圓潤。這多是由于電烙鐵溫度控制不當或是加熱時間不足引起的。拉尖及有毛刺的焊點嚴重的會造成尖端放電而導致短路。
(三)虛焊
未形成金屬化合物的簡單堆附或只有部分形成合金的錫焊稱為虛焊。由于焊接時有松動,或焊接時間短、溫度低,或者焊料少,造成焊接點與焊盤脫離,與引腳脫離,使元件引腳與焊盤沒有真正形成電氣連接。虛焊在外觀上很難發現,所以一旦因虛焊而造成電氣故障往往很難確定故障點,這在焊接時需要特別注意,爭取避免。
(四)焊錫連橋
指焊錫量過多,造成元器件的焊點之間短路。這在學生剛開始練習手工焊接以及對小元器件或細小印刷電路板進行焊接時比較常見。
(五)銅箔脫落
這是由焊接時間過長或電烙鐵功率過大造成的,學生在拆焊或焊點修正時出現的比較多。銅箔脫落直接的影響就是使電路中斷,加熱時間過長即使沒有使焊盤的銅箔脫落,也會使銅箔的附著力變差,影響整個電路的機械強度,造成故障隱患。
(六)焊點表面不清潔
這多是由于助焊劑(松香)用量過多,造成焊點表面有污垢。另一種原因是由于加熱時間過長,造成松香碳化而使焊點周圍發黑。過多的助焊劑或者碳化物殘留,在達到一定濕度時會產生漏電的現象,從而影響電路的正常工作,尤其是高壓或者精密測量電路影響尤其明顯。其實現在的焊錫中都是含有松香的,這個量足以對焊點進行浸潤和活化,通常不需要進行額外的補充,而學生在焊接練習初期因為方法未完全掌握,焊接成功率較低,所以特別喜歡用松香,從而造成焊點周圍有大量的松香殘留。
二、提高焊接點質量的方法
(一)選擇合適的焊接工具
電子焊接最常用的工具是電烙鐵,但電烙鐵的種類非常多,根據焊接對象要進行合理的選用。選用電烙鐵一般遵循以下原則:(1)烙鐵頭的形狀要適應被焊件物面要求和產品裝配密度。(2)烙鐵頭的頂端溫度要與焊料的熔點相適應,一般要比焊料熔點高30~80℃(不包括在電烙鐵頭接觸焊接點時下降的溫度)。(3)電烙鐵的功率要根據被焊接對象的特點進行合理的選擇,如焊接集成電路、晶體管及其他受熱易損件的元器件時,考慮選用20W內熱式或25W外熱式電烙鐵。
如果有條件的,可以采用恒溫烙鐵或更好的恒溫焊臺進行焊接,以焊臺為例,通常焊臺的最大功率為60W,但根據實際焊接的對象,可以調節功率以產生相應的溫度,而且焊臺通常有多種烙鐵頭可選擇、更換,這樣從體積很小的貼片元件到大尺寸的焊點都可以很好的適應,所以選擇性能優異的焊接工具對提高焊接質量有很大的幫助。
(二)必備的輔助工具
1.鑷子。用于直插件成型以及在焊接時夾持被焊件以防止其移動和幫助散熱。選擇合適的鑷子對提高焊接微小器件(貼片元件)的焊接質量有很大的影響。
2.電子斜口鉗。用于剪切導線,以及剪掉元器件多余的引線。在焊接完部分元器件后把多余的管腳引線及時剪掉,便于另外元件的焊接。
3.熱風臺。主要用于元件拆焊以及部分封裝(如0603)的貼片元件焊接。
(三)采用合理的焊接方法
通常學生焊接采用焊錫絲焊接法。焊錫絲焊接法在教學中常采用五步法(準備、加熱焊接面、加熱焊錫絲、移開焊錫、移開電烙鐵)和三步法(準備、同時加熱焊接面與焊錫絲、同時移開焊錫與烙鐵),五步法適合熱容量比較大的焊點,但速度較慢;三步法適合熱容量小的焊點,但速度是最快的。這兩種方法雖然看似很簡單,但學生在練習過程中焊點質量卻各有差異。經過長期的實驗教學總結,我發現學生在練習焊接時出現各種問題,主要是因為加熱時間及焊錫量控制方面存在問題。這一點正好是與各種焊點質量問題的產生原因相吻合的。
手工焊接是一門操作性很強的課程,要掌握精湛的焊接技術不是一朝一夕可以練就的,事實證明只有經過嚴格和大量的焊接訓練,學生才可以熟練地掌握焊接的技巧,焊出優秀的焊點,生產出合格的產品。
參考文獻:
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