焊锡丝常做成管状腺瘤,内部有填充阻焊剂是否正确

焊锡丝含助焊剂吗_百度知道
焊锡丝含助焊剂吗
电子焊接中用的普通的无铅焊锡丝含助焊剂吗?
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焊锡丝含助焊剂。焊锡丝也叫焊锡线、锡线、锡丝,焊锡丝是由锡合金和助剂两部分组成,合金成份分为锡铅、无铅助剂均匀灌注到锡合金中间部位。焊锡丝种类不同助剂也就不同,助剂部分是提高焊锡丝在焊接过程中的辅热传导,去除氧化,降低被焊接材质表面张力,去除被焊接材质表面油污,增大焊接面积。焊锡丝的特质是具有一定的长度与直径的锡合金丝,在电子原器件的焊接中可与电烙铁或激光配合使用。根据不同的情况,焊锡丝有几种分类的方法:按金属合金材料来分类:可分为锡铅合金焊锡丝,纯锡焊锡丝,锡铜合金焊锡丝,锡银铜合金焊锡丝,锡铋合金焊锡丝,锡镍合金焊锡丝及特殊含锡合金材质的焊锡丝按焊锡丝的助剂的化学成份来分类:可分为松香芯焊锡丝,免清洗焊锡丝,实芯焊锡丝,权脂型焊锡丝,单芯焊锡丝,三芯焊锡丝,水溶性焊锡丝,铝焊焊锡丝,不锈钢焊锡丝按熔解温度来分类:可分为低温焊锡丝,常温焊锡丝,高温焊锡丝特点:1、良好的润湿性、导电率、热导率,易上锡。2、按客户所需订制松香含量%,焊接不飞溅。3、助焊剂分布均匀,锡芯里无断助焊剂现象。4、绕线均匀不打结,上锡速度快、残渣极少。5、锡丝线径大小由0.5-3.0mm均可订做生产。锡丝作用:手工电子原器件焊接使用的焊锡丝,是由锡合金和助剂两部分组成,在电子焊接时,焊锡丝与电烙铁配合,优质的电烙铁提供稳定持续的熔化热量,焊锡丝以作为填充物的金属加到电子原器件的表面和缝隙中,固定电子原器件成为焊接的主要成分,焊锡丝的组成与焊锡丝的质量密不可分,将影响到焊锡丝的化学性质和机械性能和物理性质。没有助剂的焊锡丝是不能够进行电子原件的焊接,这是因为它不具备润湿性,扩展性。而进行的焊接会产生飞溅,焊点形成不好,长时间研制得出助剂的性能影响到焊锡丝焊接的性能。
那要看具体的焊锡丝了,有些焊锡丝中间是空的,有一些白色粉末的东西,那就是阻焊剂。可是有些的没有,要看具体情况。最好买一点阻焊剂,又不贵·用起来也方便·
本回答被提问者采纳
不含助焊剂的锡线一般厂家都需要定做!可以买低含量的锡线。
焊锡丝内部含有松香。
有带助焊剂的和没带的
买的时候自己选 焊精细元件还是选带助焊剂的吧
我买的有个什么田的牌子带助焊剂的
大部分都有,也有没有的。
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拆焊的常用方法及其注意事项和自动焊接技术及表面安装技术等。
焊 接材 料
焊料1.常用焊锡
(1)管状焊锡丝
管状焊锡丝由助焊剂与焊锡制作在一起做成管状,在焊锡管中夹带固体助焊剂。助焊剂一般选用特级松香为基质材料,并添加一定的活化剂。管状焊锡丝一般适用于手工焊接。
管状焊锡丝的直径有0.5mm、0.8mm、1.2mm、1.5mm、2.0mm、2.3mm、2.5mm、4.0mm和5.0mm。
(2)抗氧化焊锡
抗氧化焊锡是在锡铅合金中加入少量的活性金属,能使氧化锡、氧化铅还原,并漂浮在焊锡表面形成致密覆盖层,从而保护焊锡不被继续氧化。这类焊锡适用于浸焊和波峰焊。
(3)含银焊锡
含银焊锡是在锡铅焊料中加0.5% ~2.0%
的银,可减少镀银件中银在焊料中的熔解量,并可降低焊料的熔点。
焊膏是表面安装技术中一种重要的材料,它由焊粉、有机物和熔剂制成糊状物,能方便地用丝网、模板或点膏机印涂在印制电路板上。
焊粉是用于焊接的金属粉末,其直径为15~20mm,目前已有Sn-Pb、Sn-Pb-Ag和Sn-Pb-In等。有机物包括树脂或一些树脂熔剂混合物,用来调节和控制焊膏的黏性。使用的熔剂有触变胶、润滑剂、金属清洗剂。
2.常用焊锡的特性及用途
常用焊锡的特性及用途见表6-1。
表6-1 常用焊锡的特性及用途一览表
熔点℃
10锡铅焊料
用于锡焊食品器皿及医药卫生物品
39锡铅焊料
用于锡焊无线电元器件等
50锡铅焊料
锡焊散热器、计算机、黄铜制件
锡焊散热器、计算机、黄铜制件
58-2锡铅焊料
用于锡焊无线电元器件、导线、钢皮镀锌件等
68-2锡铅焊料
用于锡焊电金属护套、铝管
用于锡焊电金属护套、铝管
80-2锡铅焊料
HISnPb 80-2
用于锡焊油壶、容器、散热器
用于锡焊油壶、容器、散热器
90-6锡铅焊料
用于锡焊黄铜和铜
73-2锡铅焊料
用于锡焊铅管
助焊剂主要用于锡铅焊接中,有助于清洁被焊接面,防止氧化,增加焊料的流动性,使焊点易于成形,提高焊接质量。
1.助焊剂的作用
(1)除氧化膜
在进行焊接时,为使被焊物与焊料焊接牢靠,就必须要求金属表面无氧化物和杂质,只有这样才能保证焊锡与被焊物的金属表面固体结晶组织之间发生合金反应,即原子状态的相互扩散。因此在焊接开始之前,必须采取各种有效措施将氧化物和杂质除去。
除去氧化物与杂质,通常有两种方法,即机械方法和化学方法。机械方法是用砂纸和刀将其除掉;化学方法则是用助焊剂清除,这样不仅不损坏被焊物,而且效率高,因此焊接时,一般都采用这种方法。
(2)防止氧化
助焊剂除上述的去氧化物功能外,还具有加热时防止氧化的作用。由于焊接时必须把被焊金属加热到使焊料润湿并产生扩散的温度,而随着温度的升高,金属表面的氧化就会加速,助焊剂此时就在整个金属表面上形成一层薄膜,包住金属使其同空气隔绝,从而起到了加热过程中防止氧化的作用。
(3)促使焊料流动,减少表面张力
焊料熔化后将贴附于金属表面,由于焊料本身表面张力的作用,力图变成球状,从而减小了焊料的附着力,而助焊剂则有减少焊料表面张力、促使焊料流动的功能,故使焊料附着力增强,使焊接质量得到提高。
(4)把热量从烙铁头传递到焊料和被焊物表面
因为在焊接中,烙铁头的表面及被焊物的表面之间存在许多间隙,在间隙中有空气,空气又为隔热体,这样必然使被焊物的预热速度减慢。而助焊剂的熔点比焊料和被焊物的熔点都低,故能够先熔化,并填满间隙和润湿焊点,使电烙铁的热量通过它很快地传递到被焊物上,使预热的速度加快。
2.助焊剂的分类
常用助焊剂分为无机类助焊剂、有机类助焊剂和树脂类助焊剂3大类。
(1)无机类助焊剂
无机类助焊剂的化学作用强,腐蚀性大,焊接性非常好。这类助焊剂包括无机酸和无机盐。它的熔点约为180℃
,是适用于锡焊的助焊剂。由于其具有强烈的腐蚀作用,不宜在电子产品装配中使用,只能在特定场合使用,并且焊后一定要清除残渣。
(2)有机类助焊剂
有机类助焊剂由有机酸、有机类卤化物以及各种胺盐树脂类等合成。这类助焊剂由于含有酸值较高的成分,因而具有较好的助焊性能,但具有一定程度的腐蚀性,残渣不易清洗,焊接时有废气污染,限制了它在电子产品装配中的使用。
(3)树脂类助焊剂
这类助焊剂在电子产品装配中应用较广,其主要成分是松香。在加热情况下,松香具有去除焊件表面氧化物的能力,同时焊接后形成的膜层具有覆盖和保护焊点不被氧化腐蚀的作用。
由于松脂残渣具有非腐蚀性、非导电性、非吸湿性,焊接时没有什么污染,且焊后容易清洗,成本又低,所以这类助焊剂被广泛使用。松香助焊剂的缺点是酸值低、软化点低(55℃左右),且易结晶、稳定性差,在高温时很容易脱羧碳化而造成虚焊。
目前出现了一种新型的助焊剂——氢化松香,它是用普通松脂提炼的。氢化松香在常温下不易氧化变色,软化点高,脆性小,酸值稳定,无毒、无特殊气味,残渣易清洗,适用于波峰焊接。
3.使用助焊剂的注意事项
常用的松香助焊剂在超过60℃时,绝缘性能会下降,焊接后的残渣对发热元器件有较大的危害,所以要在焊接后清除焊剂残留物。另外,存放时间过长的助焊剂不宜使用。因为助焊剂存放时间过长时,其成分会发生变化,活性变差,影响焊接质量。
正确合理地选择助焊剂,还应注意以下两点。
在元器件加工时,若引线表面状态不太好,又不便采用最有效的清洗手段时,可选用活化性强和清除氧化物能力强的助焊剂。
在总装时,焊件基本上都处于可焊性较好的状态,可选用助焊剂性能不强、腐蚀性较小、清洁度较好的助焊剂。
阻焊剂是一种耐高温的涂料。在焊接时,可将不需要焊接的部位涂上阻焊剂保护起来,使焊料只在需要焊接的焊接点上进行。阻焊剂广泛用于浸焊和波峰焊。
1.阻焊剂的优点
可避免或减少浸焊时桥接、拉尖、虚焊和连条等弊病,使焊点饱满,大大减少板子的返修量,提高焊接质量,保证产品的可靠性。
使用阻焊剂后,除了焊盘外,其余线条均不上锡,可节省大量焊料;另外,由于受热少、冷却快、降低印制电路板的温度,起了保护元器件和集成电路的作用。
由于板面部分为阻焊剂膜所覆盖,增加了一定硬度,是印制电路板很好的永久性保护膜,还可以起到防止印制电路板表面受到机械损伤的作用。
2.阻焊剂的分类
阻焊剂的种类很多,一般分为干膜型阻焊剂和印料型阻焊剂。现广泛使用印料型阻焊剂,这种阻焊剂又可分为热固化和光固化两种。
热固化阻焊剂的优点是附着力强,能耐300℃高温;缺点是要在200℃高温下烘烤2h,板子易翘曲变形,能源消耗大,生产周期长。
光固化阻焊剂(光敏阻焊剂)的优点是在高压汞灯照射下,只要2min~3min就能固化,节约了大量能源,大大提高了生产效率,便于组织自动化生产。另外,其毒性低,减少了环境污染。不足之处是它溶于酒精,能和印制电路板上喷涂的助焊剂中的酒精成分相溶而影响印制电路板的质量。
手工焊接技术
焊接操作姿势与注意事项
1 .电烙铁的握法
使用电烙铁的目的是为了加热被焊件而进行锡焊,绝不能烫伤、损坏导线和元器件,因此必须正确掌握电烙铁的握法。
手工焊接时,电烙铁要拿稳对准,可根据电烙铁的大小、形状和被焊件的要求等不同情况决定电烙铁的握法。电烙铁的握法通常有3种,如图6-1所示。
(a)反握法&&&&
&&&&&&&&&&&&&(b)正握法&&&&
&&&&&&&&&&&&(c)握笔法
图6-1& 电烙铁的握法
(1)反握法
反握法是用五指把电烙铁柄握在手掌内。这种握法焊接时动作稳定,长时间操作不易疲劳。它适用于大功率的电烙铁和热容量大的被焊件。
(2)正握法
正握法是用五指把电烙铁柄握在手掌外。它适用于中功率的电烙铁或烙铁头弯的电烙铁。
(3)握笔法
这种握法类似于写字时手拿笔一样,易于掌握,但长时间操作易疲劳,烙铁头会出现抖动现象,因此适用于小功率的电烙铁和热容量小的被焊件。
2.焊锡丝的拿法
手工焊接中一手握电烙铁,另一手拿焊锡丝,帮助电烙铁吸取焊料。拿焊锡丝的方法一般有两种:连续锡丝拿法和断续锡丝拿法,如图6-2所示。
(a)连续锡丝拿法&&&
&&&&&&&&&&&&&&&(b)断续锡丝拿法
图6-2& 焊锡丝的拿法
(1)连续锡丝拿法
连续锡丝拿法是用拇指和四指握住焊锡丝,三手指配合拇指和食指把焊锡丝连续向前送进。它适用于成卷(筒)焊锡丝的手工焊接。
(2)断续锡丝拿法
断续锡丝拿法是用拇指、食指和中指夹住焊锡丝,采用这种拿法,焊锡丝不能连续向前送进。它适用于用小段焊锡丝的手工焊接。
3.焊接操作的注意事项
由于焊丝成分中铅占一定比例,众所周知,铅是对人体有害的重金属,因此操作时应戴手套或操作后洗手,避免食入。
焊剂加热时挥发出来的化学物质对人体是有害的,如果在操作时人的鼻子距离烙铁头太近,则很容易将有害气体吸入。一般鼻子距烙铁的距离不小于30cm,通常以40cm为宜。
使用电烙铁要配置烙铁架,一般放置在工作台右前方,电烙铁用后一定要稳妥地放于烙铁架上,并注意导线等物不要碰烙铁头。
手工焊接的要求
通常可以看到这样一种焊接操作法,即先用烙铁头沾上一些焊锡,然后将烙铁放到焊点上停留等待加热后焊锡润湿焊件。应注意,这不是正确的操作方法。虽然这样也可以将焊件焊起来,但却不能保证质量。
当把焊锡熔化到烙铁头上时,焊锡丝中的焊剂附在焊料表面,由于烙铁头温度一般都在250℃~350℃,在电烙铁放到焊点上之前,松香焊剂不断挥发,而当电烙铁放到焊点上时,由于焊件温度低,加热还需一段时间,在此期间焊剂很可能挥发大半甚至完全挥发,因而在润湿过程中会由于缺少焊剂而润湿不良。
同时,由于焊料和焊件温度差得多,结合层不容易形成,很容易虚焊。而且由于焊剂的保护作用丧失后焊料容易氧化,焊接质量也得不到保证。
(1)焊接点要保证良好的导电性能
图6-3& 虚焊
与引线浸润不好
与引线浸润不好
虚焊是指焊料与被焊物表面没有形成合金结构,只是简单地依附在被焊金属的表面上,如图6-3
所示。为使焊点具有良好的导电性能,必须防止虚焊。
虚焊用仪表测量很难发现,但却会使产品质量大打折扣,以致出现产品质量问题,因此在焊接时应杜绝产生虚焊。
(2)焊接点要有足够的机械强度
焊点要有足够的机械强度,以保证被焊件在受到振动或冲击时不至于脱落、松动。为使焊点有足够的机械强度,一般可采用把被焊元器件的引线端子打弯后再焊接的方法。
为提高焊接强度,引线穿过焊盘后可进行相应的处理,一般采用3种方式,如图6-4所示。其中图6-4(a)所示为直插式,这种处理方式的机械强度较小,但拆焊方便;图6-4(b)所示为打弯处理方式,所弯角度为45°左右,其焊点具有一定的机械强度;图6-4(c)所示为完全打弯处理方式,所弯角度为90°左右,这种形式的焊点具有很高的机械强度,但拆焊比较困难。
(a)直插式&
&&&&&&&&&&&&&&&&(b)弯成45°&&&&&&&&&&
&&&&&&&(c)弯成90°
图6-4& 引线穿过焊盘后的处理方式
(3)焊点表面要光滑、清洁
为使焊点表面光滑、清洁、整齐,不但要有熟练的焊接技能,而且还要选择合适的焊料和焊剂。焊点不光洁表现为焊点出现粗糙、拉尖、棱角等现象。
(4)焊点不能出现搭接、短路现象
如果两个焊点很近,很容易造成搭接、短路的现象,因此在焊接和检查时,应特别注意这些地方。
五步操作法
对于一个初学者来说,一开始就掌握正确的手工焊接方法并养成良好的操作习惯是非常重要的。手工焊接的五步操作法如图6-5所示。
(a)准备&&&&&&&&
(b)加热焊件&&&&&
(c)熔化焊料&&&&&
(d)移开焊锡&&&&&&
(e)移开烙铁
图6-5& 手工焊接五步操作法
(1)准备施焊
将焊接所需材料、工具准备好,如焊锡丝、松香焊剂、电烙铁及其支架等。焊前对烙铁头要进行检查,查看其是否能正常“吃锡”。如果吃锡不好,就要将其锉干净,再通电加热并用松香和焊锡将其镀锡,即预上锡,如图6-5(a)所示。
(2)加热焊件
加热焊件就是将预上锡的电烙铁放在被焊点上,如图6-5(b)所示,使被焊件的温度上升。烙铁头放在焊点上时应注意,其位置应能同时加热被焊件与铜箔,并要尽可能加大与被焊件的接触面,以缩短加热时间,保护铜箔不被烫坏。
(3)熔化焊料
待被焊件加热到一定温度后,将焊锡丝放到被焊件和铜箔的交界面上(注意不要放到烙铁头上),使焊锡丝熔化并浸湿焊点,如图6-5(c)所示。
(4)移开焊锡
当焊点上的焊锡已将焊点浸湿时,要及时撤离焊锡丝,以保证焊锡不至过多,焊点不出现堆锡现象,从而获得较好的焊点,如图6-5(d)所示。
(5)移开电烙铁
移开焊锡后,待焊锡全部润湿焊点,并且松香焊剂还未完全挥发时,就要及时、迅速地移开电烙铁,电烙铁移开的方向以45°角最为适宜。如果移开的时机、方向、速度掌握不好,则会影响焊点的质量和外观。
完成这五步后,焊料尚未完全凝固以前,不能移动被焊件之间的位置,因为焊料未凝固时,如果相对位置被改变,就会产生假焊现象。
上述过程对一般焊点而言,大约需要两三秒钟。对于热容量较小的焊点,例如印制电路板上的小焊盘,有时用三步法概括操作方法,即将上述步骤(2)、(3)合为一步,(4)、(5)合为一步。实际上细微区分还是五步,所以五步法有普遍性,是掌握手工焊接的基本方法。
各步骤之间停留的时间对保证焊接质量至关重要,只有通过实践才能逐步掌握。
焊接的操作要领
(1)焊前准备
&视被焊件的大小,准备好电烙铁、镊子、剪刀、斜口钳、尖嘴钳、焊剂等工具。
&焊前要将元器件引线刮净,最好是先挂锡再焊。对被焊件表面的氧化物、锈斑、油污、灰尘、杂质等要清理干净。
(2)焊剂要适量
使用焊剂的量要根据被焊面积的大小和表面状态适量施用。用量过少会影响焊接质量,过多会造成焊后焊点周围出现残渣,使印制电路板的绝缘性能下降,同时还可能造成对元器件和印制电路板的腐蚀。合适的焊剂量标准是既能润湿被焊物的引线和焊盘,又不让焊剂流到引线插孔中和焊点的周围。
(3)焊接的温度和时间要掌握好
在焊接时,为使被焊件达到适当的温度,并使固体焊料迅速熔化润湿,就要有足够的热量和温度。如果温度过低,焊锡流动性差,很容易凝固,形成虚焊;如果温度过高,将使焊锡流淌,焊点不易存锡,焊剂分解速度加快,使金属表面加速氧化,并导致印制电路板上的焊盘脱落。
特别值得注意的是,当使用天然松香焊剂且锡焊温度过高时,很容易使锡焊的时间随被焊件的形状、大小不同而有所差别,但总的原则是看被焊件是否完全被焊料所润湿(焊料的扩散范围达到要求后)。通常情况下,烙铁头与焊点的接触时间以使焊点光亮、圆滑为宜。如果焊点不亮并形成粗糙面,说明温度不够,时间太短,此时需要提高焊接温度,只要将烙铁头继续放在焊点上多停留些时间即可。
(4)焊料的施加方法
焊料的施加方法可根据焊点的大小及被焊件的多少而定,如图6-6
当引线焊接于接线柱上时,首先将烙铁头放在接线端子和引线上,当被焊件经过加热达到一定温度时,先给烙铁头位置少量焊料,使烙铁头的热量尽快传到焊件上,当所有的被焊件温度都达到了焊料熔化温度时,应立即将焊料从烙铁头向其他需焊接的部位延伸,直到距电烙铁加热部位最远的地方,并等到焊料润湿整个焊点,一旦润湿达到要求,要立即撤掉焊锡丝,以避免造成堆焊。
图6-6& 施加焊料
如果焊点较小,最好使用焊锡丝,应先将烙铁头放在焊盘与元器件引脚的交界面上,同时对二者加热。当达到一定温度时,将焊锡丝点到焊盘与引脚上,使焊锡熔化并润湿焊盘与引脚。当刚好润湿整个焊点时,及时撤离焊锡丝和电烙铁,焊出光洁的焊点。焊接时应注意电烙铁的位置,如图6-7所示。
图6-7& 电烙铁在焊接时的位置
如果没有焊锡丝,且焊点较小,可用电烙铁头沾适量焊料,再沾松香后,直接放于焊点处,待焊点着锡并润湿后便可将电烙铁撤走。撤电烙铁时,要从下面向上提拉,以使焊点光亮、饱满。要注意把握时间,如时间稍长,焊剂就会分解,焊料就会被氧化,将使焊接质量下降。
如果电烙铁的温度较高,所沾的焊剂很容易分解挥发,就会造成焊接焊点时焊剂不足。解决的办法是将印制电路板焊接面朝上放在桌面上,用镊子夹一小粒松香焊剂(一般芝麻粒大小即可)放到焊盘上,再用烙铁头沾上焊料进行焊接,就比较容易焊出高质量的焊点。
(5)焊接时被焊件要扶稳
在焊接过程中,特别是在焊锡凝固过程中不能晃动被焊元器件引线,否则将造成虚焊。
(6)撤离电烙铁的方法
掌握好电烙铁的撤离方向,可带走多余的焊料,从而能控制焊点的形成。为此,合理地利用电烙铁的撤离方向,可以提高焊点的质量。
不同的电烙铁撤离方法,产生的效果也不一样。图6-8(a)所示是烙铁头与轴向成45°角(斜上方)撤离,此种方法能使焊点成形美观、圆滑,是较好的撤离方式;图6-8(b)所示是烙铁头垂直向上撤离,此种方法容易造成焊点的拉尖及毛刺现象。
图6-8(c)所示是烙铁头以水平方向撤离,此种方法将使烙铁头带走很多的焊锡,将造成焊点焊量不足;图6-8(d)所示是烙铁头垂直向下撤离,烙铁头将带走大部分焊料,使焊点无法形成,常常用于在印制电路板面上淌锡;图6-8(e)所示是烙铁头垂直向上撤离,烙铁头要带走少量焊锡,将影响焊点的正常形成。
(a)与轴向成
(b)垂直向上撤离&&&
(c)水平方向撤离&&&
(d)垂直向下撤离& (e)垂直向上撤离
图6-8& 电烙铁的撤离方法
(7)焊点的重焊
当焊点一次焊接不成功或上锡量不够时,要重新焊接。重新焊接时,必须等上次的焊锡一同熔化并熔为一体时,才能把电烙铁移开。
(8)焊接后的处理
在焊接结束后,应将焊点周围的焊剂清洗干净,并检查电路有无漏焊、错焊、虚焊等现象。用镊子将每个元器件拉一拉,看有无松动现象。
实用焊接技术
掌握原则和要领对正确操作是必要的,但仅仅依照这些原则和要领并不能解决实际操作中的各种问题。具体工艺步骤和实际经验是不可缺少的。借鉴他人的经验、遵循成熟的工艺是初学者掌握好焊接技术的必由之路。
印制电路板的焊接
印制电路板的装焊在整个电子产品的制造中处于核心地位,可以说,一个整机产品的“精华”部分都装在印制电路板上,其质量对整机产品的影响是不言而喻的。尽管在现代生产中印制板的装焊已经日臻完善,实现了自动化,但在产品研制、维修领域主要还是手工操作,且手工操作经验也是自动化获得成功的基础。
1.焊接前的准备
焊接前要将被焊元器件的引线进行清洁和预挂锡。
清洁印制电路板的表面,主要是去除氧化层、检查焊盘和印制导线是否有缺陷和短路点等不足。同时还要检查电烙铁能否吃锡,如果吃锡不良,应进行去除氧化层和预挂锡工作。
熟悉相关印制电路板的装配图,并按图纸检查所有元器件的型号、规格及数量是否符合图纸的要求。
2.装焊顺序
元器件装焊的顺序原则是先低后高、先轻后重、先耐热后不耐热。一般的装焊顺序依次是电阻器、电容器、二极管、三极管、集成电路、大功率管等。
3.常见元器件的焊接
(1)电阻器的焊接
按图纸要求将电阻器插入规定位置,插入孔位时要注意,字符标注的电阻器的标称字符要向上(卧式)或向外(立式),色码电阻器的色环顺序应朝一个方向,以方便读取。插装时可按图纸标号顺序依次装入,也可按单元电路装入,依具体情况而定,然后就可对电阻器进行焊接。
(2)电容器的焊接
将电容器按图纸要求装入规定位置,并注意有极性电容器的阴、阳极不能接错,电容器上的标称值要易看可见。可先装玻璃釉电容器、金属膜电容器、瓷介电容器,最后装电解电容器。
(3)二极管的焊接
将二极管辨认正、负极后按要求装入规定位置,型号及标记要向上或朝外。对于立式安装二极管,其最短的引线焊接要注意焊接时间不要超过2s
,以避免温升过高而损坏二极管。
(4)三极管的焊接
按要求将e 、b 、c 3
个引脚插入相应孔位,焊接时应尽量缩短焊接时间,并可用镊子夹住引脚,以帮助散热。焊接大功率三极管,若需要加装散热片时,应将散热片的接触面加以平整,打磨光滑,涂上硅脂后再紧固,以加大接触面积。要注意,有的散热片与管壳间需要加垫绝缘薄膜片。引脚与印制电路板上的焊点需要进行导线连接时,应尽量采用绝缘导线。
(5)集成电路的焊接
将集成电路按照要求装入印制电路板的相应位置,并按图纸要求进一步检查集成电路的型号、引脚位置是否符合要求,确保无误后便可进行焊接。焊接时应先焊接4
个角的引脚,使之固定,然后再依次逐个焊接。
4.焊接注意事项
焊接印制电路板时,除应遵循锡焊要领外,还要注意以下几点。
①电烙铁。一般应选内热式20W~35W或调温式电烙铁,电烙铁的温度以不超过300℃为宜。烙铁头形状应根据印制电路板焊盘大小采用凿形或锥形。目前印制电路板发展趋势是小型密集化,因此一般常用小型圆锥烙铁头。
大焊盘电烙铁焊接
金属化孔的焊接
②加热方法。加热时应尽量使烙铁头同时接触印制电路板上的铜箔和元器件引线。对较大的焊盘(直径大于5mm),焊接时可移动烙铁,即电烙铁绕焊盘转动,以免长时间停留于一点,导致局部过热,如图6-9所示。
③金属化孔的焊接。两层以上印制电路板的孔都要进行金属化处理。焊接时不仅要让焊料润湿焊盘,而且孔内也要润湿填充,如图6-10所示。因此,金属化孔的加热时间长于单层面板。
④焊接时不要用烙铁头摩擦焊盘的方法增强焊料润湿性能,而要靠表面清理和预焊。
导线的焊接
导线焊接在电子产品装配中占有重要的位置。实践中发现,在出现故障的电子产品中,导线焊点的失效率高于印制电路板,所以有必要对导线的焊接工艺给予特别的重视。
预焊在导线的焊接中是关键的步骤,尤其是多股导线,如果没有预焊的处理,焊接质量很难保证。导线的预焊又称为挂锡,方法与元器件引线预焊方法一样,需要注意的是,导线挂锡时要边上锡边旋转。多股导线的挂锡要防止“烛心效应”,即焊锡浸入绝缘层内,造成软线变硬,容易导致接头故障,如图6-11所示。
良好的镀层&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
烛心效应导致软线变硬
图6-11& 烛心效应
焊接方法因焊接点的连接方式而定,通常有3种基本方式:绕焊、钩焊和搭焊,如图6-12所示。
a)绕焊&&&&&
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&b)钩焊&&&&&&&&&&&&&&
图6-12& 导线的焊接
绕焊是将被焊元器件的引线或导线等线头绕在被焊件接点的金属件上,然后进行焊接,以增加焊接点的强度,如图6-12(a)所示。
导线一定要紧贴端子表面,绝缘层不接触端子,一般L=1mm~3mm,这种连接可靠性最好。
钩焊是将导线弯成钩形,钩在接线点的眼孔内,使引线不脱落,然后施焊,如图6-12(b)所示。钩焊的强度不如绕焊,但操作简便,易于拆焊。
搭焊是把经过镀锡的导线或元器件引线搭接在焊点上,再进行焊接,如图6-12(c)所示。搭与焊是同时进行的,因此无绕头工艺。这种连接方法最简便,但强度可靠性最差,仅用于临时连接或焊接要求不高的产品。
易损元器件的焊接
1.铸塑元器件的锡焊
各种有机材料,包括有机玻璃、聚氯乙烯、聚乙烯、酚醛树脂等材料,现在已被广泛用于电子元器件的制造,例如各种开关、插接件等。这些元器件都是采用热铸塑方式制成的,它们的最大弱点就是不能承受高温。
当对铸塑在有机材料中的导体的接点施焊时,如不注意控制加热时间,极容易造成塑性变形,导致元器件失效或降低性能,造成隐性故障。因此,这类元器件在焊接时必须注意以下几点。
在元器件预处理时,尽量清理好接点,一次镀锡成功,不要反复镀,尤其将元器件在锡锅中浸镀时,更要掌握好浸入深度及时间。
焊接时,烙铁头要修整得尖一些,焊接一个接点时不能碰相邻接点。
镀锡及焊接时加助焊剂量要少,防止侵入电接触点。
烙铁头在任何方向均不要对接线片施加压力。
焊接时间在保证润湿的情况下越短越好。实际操作时,在焊件预焊良好的情况下只需用挂上锡的烙铁头轻轻一点即可。焊后不要在塑壳未冷前对焊点作牢固性试验。
2.瓷片电容器、中周、发光二极管等元器件的焊接
这类元器件的共同弱点是加热时间过长就会失效,其中瓷片电容器、中周等元器件是内部接点开焊,发光二极管则是管芯损坏。焊接前一定要处理好焊点,施焊时强调一个“快”字。采用辅助散热措施(如图6-13所示)可避免过热失效。
图6-13& 辅助散热
3.FET及集成电路的焊接
MOS场效应管或CMOS工艺的集成电路在焊接时要注意防止元器件内部因静电击穿而失效。一般可以利用电烙铁断电后的余热焊接,操作者必须戴防静电手套,在防静电接地系统良好的环境下焊接,有条件者可选用防静电焊台。
集成电路价格高,内部电路密集,要防止过热损坏,一般温度应控制在200℃以下。
.4& 焊接质量的检查
焊接是电子产品制造中最主要的一个环节,在焊接结束后,为焊接保证质量,都要进行质量检查。由于焊接检查与其他生产工序不同,没有一种机械化、自动化的检查测量方法,因此主要是通过目视检查和手触检查发现问题。一个虚焊点就能造成整台仪器的失灵,要在一台有成千上万个焊点的设备中找出虚焊点来是很困难的。
焊点缺陷及质量分析
桥接是指焊料将印制电路板中相邻的印制导线及焊盘连接起来的现象。明显的桥接较易发现,但细小的桥接用目视法是较难发现的,往往要通过仪器的检测才能暴露出来。
明显的桥接是由于焊料过多或焊接技术不良造成的。当焊接的时间过长使焊料的温度过高时,将使焊料流动而与相邻的印制导线相连,以及电烙铁离开焊点的角度过小都容易造成桥接。
对于毛细状的桥接,可能是由于印制电路板的印制导线有毛刺或有残余的金属丝等,在焊接过程中起到了连接的作用而造成的,如图6-14所示。
图6-14& 桥接
处理桥接的方法是将电烙铁上的焊料抖掉,再将桥接的多余焊料带走,断开短路部分。
拉尖是指焊点上有焊料尖产生,如图6-15所示。焊接时间过长,焊剂分解挥发过多,使焊料黏性增加,当电烙铁离开焊点时就容易产生拉尖现象,或是由于电烙铁撤离方向不当,也可产生焊料拉尖。最根本的避免方法是提高焊接技能,控制焊接时间。对于已造成拉尖的焊点,应进行重焊。
焊料拉尖如果超过了允许的引出长度,将造成绝缘距离变小,尤其是对高压电路,将造成打火现象。因此,对这种缺陷要加以修整。
图6-15& 拉尖
堆焊是指焊点的焊料过多,外形轮廓不清,甚至根本看不出焊点的形状,而焊料又没有布满被焊物引线和焊盘,如图6-16所示。
堆焊&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
图6-17& 空洞
造成堆焊的原因是焊料过多,或者是焊料的温度过低,焊料没有完全熔化,焊点加热不均匀,以及焊盘、引线不能润湿等。
避免堆焊形成的办法是彻底清洁焊盘和引线,适量控制焊料,增加助焊剂,或提高电烙铁功率。
空洞是由于焊盘的穿线孔太大、焊料不足,致使焊料没有全部填满印制电路板插件孔而形成的。除上述原因以外,如印制电路板焊盘开孔位置偏离了焊盘中点,或孔径过大,或孔周围焊盘氧化、脏污、预处理不良,都将造成空洞现象,如图6-17所示。出现空洞后,应根据空洞出现的原因分别予以处理。
浮焊的焊点没有正常焊点光泽和圆滑,而是呈白色细粒状,表面凸凹不平。造成的原因是电烙铁温度不够,或焊接时间太短,或焊料中杂质太多。浮焊的焊点机械强度较弱,焊料容易脱落。出现该种焊点时,应进行重焊,重焊时应提高电烙铁温度,或延长电烙铁在焊点上的停留时间,也可更换熔点低的焊料重新焊接。
虚焊(假焊)就是指焊锡简单地依附在被焊物的表面上,没有与被焊接的金属紧密结合,形成金属合金。从外形上看,虚焊的焊点几乎是焊接良好,但实际上松动,或电阻很大甚至没有连接。由于虚焊是较易出现的故障,且不易被发现,因此要严格焊接程序,提高焊接技能,尽量减少虚焊的出现。
造成虚焊的原因:一是焊盘、元器件引线上有氧化层、油污和污物,在焊接时没有被清洁或清洁不彻底而造成焊锡与被焊物的隔离,因而产生虚焊;二是由于在焊接时焊点上的温度较低,热量不够,使助焊剂未能充分发挥,致使被焊面上形成一层松香薄膜,这样造成焊料的润湿不良,便会出现虚焊,如图6-18所示。
图6-18& 虚焊
7.焊料裂纹
焊点上焊料产生裂纹,主要是由于在焊料凝固时,移动了元器件引线位置而造成的。
8.铜箔翘起、焊盘脱落
铜箔从印制电路板上翘起,甚至脱落,如图6-19所示。主要原因是焊接温度过高,焊接时间过长。另外,维修过程中拆除和重插元器件时,由于操作不当,也会造成焊盘脱落。有时元器件过重而没有固定好,不断晃动也会造成焊盘脱落。
(a)安装的铜箔翘起&&&&&&&
&&&&&&&&&&&(b)电路铜箔剥离
图6-19& 安装的铜箔翘起和电路铜箔剥离
从上面焊接缺陷产生原因的分析中可知,焊接质量的提高要从两个方面着手:
第一,要熟练地掌握焊接技能,准确地掌握焊接温度和焊接时间,使用适量的焊料和焊剂,认真对待焊接过程的每一个步骤。
第二,要保证被焊物表面的可焊性,必要时采取涂敷浸锡措施。
目视检查(可借助放大镜、显微镜观察)就是从外观上检查焊接质量是否合格,也就是从外观上评价焊点有什么缺陷。目视检查主要有以下内容。
是否有漏焊,漏焊是指应该焊接的焊点没有焊上。
② 焊点的光泽好不好。
③ 焊点的焊料足不足。
④ 焊点周围是否有残留的焊剂。
⑤ 有没有连焊。
⑥ 焊盘有没有脱落。
⑦ 焊点有没有裂纹。
⑧ 焊点是不是凹凸不平。
⑨ 焊点是否有拉尖现象。
图6-20所示为正确的焊点形状,其中图(a)所示为直插式焊点形状,图(b)所示为半打弯式的焊点形状。
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&(b)
图6-20& 正确的焊点形状
手触检查主要有以下内容。
用手指触摸元器件时,有无松动、焊接不牢的现象。
用镊子夹住元器件引线轻轻拉动时,有无松动现象。
焊点在摇动时,上面的焊锡是否有脱落现象。
通电检查必须在外观检查及连线检查无误后才可进行,它是检验电路性能的关键步骤。如果不经过严格的外观检查,通电检查不仅困难较多,而且有损坏设备仪器、造成安全事故的危险。例如电源连线虚焊,那么通电时就会发现设备加不上电,当然也就无法检查。
通电检查可以发现许多微小的缺陷,例如用目测观察不到的电路桥接,但对于内部虚焊的隐患就不容易觉察。所以根本的问题还是要提高焊接操作的技术水平,不能把问题留给检查工作。
图6-21所示为通电检查时可能存在的故障与焊接缺陷的关系,可供参考。
图6-21& 通电检查及分析
在调试和维修中常需要更换一些元器件,如果方法不得当,就会破坏印制电路板,也会使换下而并没失效的元器件无法重新使用。
一般像电阻器、电容器、晶体管等引脚不多,且每个引线可相对活动的元器件可用电烙铁直接拆焊。如图6-22所示,将印制电路板竖起来夹住,一边用电烙铁加热待拆元器件的焊点,一边用镊子或尖嘴钳夹住元器件引线轻轻拉出。
图6-22& 一般元器件拆焊
重新焊接时,须先用锥子将焊孔在加热熔化焊锡的情况下扎通。需要指出的是,这种方法不宜在一个焊点上多次使用,因为印制导线和焊盘经反复加热后很容易脱落,造成印制电路板损坏。
当需要拆下多个焊点且引线较硬的元器件时,以上方法就不行了,为此,下面介绍几种拆焊方法。
1.选用合适的医用空芯针头拆焊
将医用针头用钢挫挫平,作为拆焊的工具,具体方法是:一边用电烙铁熔化焊点,一边把针头套在被焊的元器件引线上,直至焊点熔化后,将针头迅速插入印制电路板的孔内,使元器件的引线与印制电路板的焊盘脱开,如图6-23所示。
图6-23& 用空芯针头拆焊
2.用气囊吸锡器进行拆焊
将被拆的焊点加热,使焊料熔化,再把吸锡器挤瘪,将吸嘴对准熔化的焊料,然后放松吸锡器,焊料就被吸进吸锡器内,如图6-24所示。
用气囊吸锡器拆焊
3.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。如焊点上的焊料一次没有被吸完,则可进行第二次、第三次,直至吸完。铜编织线吸满焊料后,就不能再用,需要把已吸满焊料的部分剪去。
4.采用吸锡电烙铁拆焊
吸锡电烙铁是一种专用于拆焊的烙铁,它能在对焊点加热的同时,把锡吸入内腔,从而完成拆焊。
拆焊是一项细致的工作,不能马虎从事,否则将造成元器件的损坏和印制导线的断裂以及焊盘的脱落等不应有的损失。为保证拆焊的顺利进行,应注意以下两点:
第一,烙铁头加热被拆焊点时,焊料熔化就应及时按垂直印制电路板的方向拔出元器件的引线,不管元器件的安装位置如何、是否容易取出,都不要强拉或扭转元器件,以避免损伤印制电路板和其他元器件。
第二,在插装新元器件之前,必须把焊盘插线孔内的焊料清除干净,否则在插装新元器件引线时,将造成印制电路板的焊盘翘起。
清除焊盘插线孔内焊料的方法是:用合适的缝衣针或元器件的引线从印制电路板的非焊盘面插入孔内,然后用电烙铁对准焊盘插线孔加热,待焊料熔化时,缝衣针从孔中穿出,从而清除了孔内焊料。
6.6& 自动焊接技术
浸焊有生产效率高、生产程序简单的特点。浸焊可分为手工浸焊和机器自动浸焊两种方式。焊点以外不需连接的部分通过在印制电路板上涂阻焊剂来实现。
1.手工浸焊
手工浸焊是指操作人员手持夹具将已插好元器件的待焊印制电路板浸入熔化焊料的锡槽进行焊点焊接。手工浸焊的操作过程如下。
对锡槽加热。将锡槽内的焊料加热至230℃~250℃,温度过高或过低,都将影响焊接质量,而且温度过高还会损坏元器件和印制电路板。加热时要随时加入松香焊剂,以去掉焊锡表面的氧化层。
涂助焊剂。为提高焊点的可焊性,对将要浸焊的印制电路板涂助焊剂,助焊剂一般是松香酒精溶液。
浸焊。用夹具夹住待焊的印制电路板,并将它先倾斜,再水平地置入锡槽中,以避免在印制电路板上面形成气泡造成漏焊。浸入深度是印制电路板厚度的50%~70%,浸焊时间为3s~5s。
冷却。在浸焊完毕后,把印制电路板从焊锡槽中取出,并马上对其进行风冷。
检查焊接质量。对已进行风冷的印制电路板便可进行焊点质量的检查,看是否有漏焊、拉尖和虚焊等现象。如有,则要进行手工补焊。由于浸焊的可靠性较波峰焊低,因此检查更为重要。
2.自动浸焊
自动浸焊是用机械设备进行浸焊,代替操作人员完成浸焊的一切工序。自动浸焊的工艺流程是:将待焊印制电路板送入泡沫助焊剂涂助焊剂→通过加热器烘干印制电路板→将印制电路板送入锡槽浸焊2s~3s→开启振动器振动2s~3s并将多余的焊料抖掉→送入切头机将过长的引脚切掉。
3.浸焊的注意事项
浸焊前将未装元器件的插孔用胶带贴上,以避免浸锡时焊锡堵塞。
在浸焊前将不耐高温或半开放式元器件用耐高温胶带封好,以避免损坏。
对锡槽中的高温焊锡,要适时加入松香焊剂,以避免氧化层的形成,影响焊接质量。
④ 操作人员必须注意安全,带好防护设备。
1.波峰焊的工艺过程
波峰焊是采用波峰焊接机一次完成印制电路板上全部焊点的焊接。波峰焊接机的主要结构是一个温度能自动控制的熔锡缸,缸内装有机械泵和具有特殊结构的喷嘴。
机械泵能根据焊接要求,连续不断地从喷嘴压出液态锡波,当印制电路板由传送机以一定速度进入时,焊锡以波峰的形式不断地溢出至印制电路板面进行焊接。波峰焊的工艺流程为:焊前准备→装→涂敷焊剂→预热→波峰焊接→冷却→清洗→卸。
焊前准备。焊前准备主要是对印制电路板进行去油污处理,去除氧化膜和涂阻焊剂。
装。从插件台送来的已装有元器件的印制电路板夹具,经传送链输送到波峰焊接机的自动控制器上。
涂敷焊剂。由控制器将印制电路板送入波峰焊接机的涂敷焊剂装置,把焊剂均匀地涂敷到印制电路板上,涂敷的形式有发泡式、喷流式、浸渍式、喷雾式等,其中发泡式是最常用的形式。涂敷的焊剂应注意保持一定的浓度,焊剂浓度过高,印制电路板的可焊性好,但焊剂残渣多,难以清除;焊剂浓度过低,则印制电路板的可焊性变差,容易造成虚焊。
预热。预热是给印制电路板加热,使焊剂活化并减少印制电路板与锡波接触时遭受的热冲击。预热时应严格控制预热温度,预热温度高,会使桥接、拉尖等不良现象减少;预热温度低,对插装在印制电路板上的元器件有益。一般预热温度为70℃~90℃,预热时间约为40s。印制电路板预热后可提高焊接质量,防止虚焊、漏焊。
波峰焊接。印制电路板经涂敷焊剂和预热后,由传送带送入焊料槽,印制电路板的板面与焊料波峰接触,完成印制电路板上所有焊点的焊接。波峰焊分为单波峰焊(如图6-25所示)和双波峰焊(如图6-26所示)。
图6-25& 单波峰焊示意图
图6-26& 双波峰焊示意图
双波峰焊时,焊接部位先接触第一个波峰,然后接触第二个波峰。第一个波峰是由高速喷嘴形成的窄波峰,它流速快,具有较大的垂直压力和较好的渗透性,同时对焊接面具有擦洗作用,提高了焊料的润湿性,克服了因元器件的形状和取向复杂带来的问题。
另外,高速波峰向上的喷射力足以使焊剂气体排出,大大地减少了漏焊、桥接和焊缝不充实等焊接缺陷,提高了焊接的可靠性。第二个波峰是一个平滑的波峰,流动速度慢,有利于形成充实的焊缝,同时可有利于去除引线上过量的焊料,修正焊接面,消除桥接和虚焊,确保焊接的质量。
冷却。印制电路板焊接后,板面温度很高,焊点处于半凝固状态,轻微的震动都会影响焊接的质量,另外印制电路板长时间承受高温也会损伤元器件。因此,焊接后必须进行冷却处理,一般是采用风冷。
清洗。波峰焊接完成后,要对板面残存的焊剂等污物及时清洗,否则既不美观,又会影响焊件的电性能。其清洗材料要求只对焊剂的残留物有较强的溶解和去污能力,而对焊点不应有腐蚀作用。目前普遍使用超声波清洗。
卸。卸就是由自动卸板机装置把清洗好的印制电路板从波峰焊设备上取下送往硬件装配线。
2.波峰焊的注意事项
为提高焊接质量,进行波峰焊时应注意以下几点。
按时清除锡渣。熔融的焊料长时间与空气接触,会生成锡渣,从而影响焊接质量,使焊点无光泽,所以要定时(一般为4h)清除锡渣;也可在熔融的焊料中加入防氧化剂,这不但可防止焊料氧化,还可使锡渣还原成纯锡。
波峰的高度。焊料波峰的高度最好调节到印制电路板厚度的1/2~2/3处,波峰过低会造成漏焊,过高会使焊点堆锡过多,甚至烫坏元器件。
焊接速度和焊接角度。传送带传送印制电路板的速度应保证印制电路板上每个焊点在焊料波峰中的浸渍有必需的最短时间,以保证焊接质量;同时又不能使焊点浸在焊料波峰里的时间太长,否则会损伤元器件或使印制电路板变形。焊接速度可以调整,一般控制在0.3~1.2m/min为宜。印制电路板与焊料波峰的倾角约为6°。
焊接温度。一般指喷嘴出口处焊料波峰的温度,通常焊接温度控制在230℃~260℃,夏天可偏低一些,冬天可偏高一些,并随印制电路板板质的不同可略有差异。
为保证焊点质量,不允许用机械的方法去刮焊点上的焊剂残渣或污物。
1.回流焊的原理
回流焊操作方法简单,效率高、质量好、一致性好,节省焊料(仅在元器件的引脚下有很薄的一层焊料),是一种适合自动化生产的电子产品装配技术。回流焊工艺目前已经成为表面贴装技术(SMT
)的主流。
回流焊的加热过程可以分成预热、焊接(回流)和冷却3个最基本的温度区域,主要有两种实现方法:一种是沿着传送系统的运行方向,让印制电路板顺序通过隧道式炉内的各个温度区域;另一种是把印制电路板停放在某一固定位置上,在控制系统的作用下,按照各个温度区域的梯度规律调节、控制温度的变化。
控制与调整回流焊设备内焊接对象在加热过程中的时间—温度参数关系(常简称为焊接温度曲线,主要反映印制电路板组件的受热状态),是决定回流焊效果与质量的关键。回流焊的理想焊接温度曲线如图6-27所示。
典型的温度变化过程通常由4个温区组成,分别为预热区、保温区、回流区与冷却区。
预热区:焊接对象从室温逐步加热至150℃左右的区域,缩小与回流焊的温差,焊膏中的熔剂被挥发。
保温区:温度维持在150℃~160℃,焊膏中的活性剂开始作用,去除焊接对象表面的氧化层。
回流区:温度逐步上升,超过焊膏熔点温度30%~40%(一般Sn-Pb焊锡的熔点为183℃),峰值温度达到220℃~230℃的时间短于10s,焊膏完全熔化并湿润元器件焊端与焊盘。这个范围一般被称为工艺窗口。
冷却区:焊接对象迅速降温,形成焊点,完成焊接。
图6-27& 回流焊的理想焊接温度曲线
由于元器件的品种、大小与数量不同以及印制电路板尺寸等诸多因素的影响,要获得理想而一致的曲线并不容易,需要反复调整设备各温区的加热器,才能达到最佳温度曲线。
为调整最佳工艺参数而测定焊接温度曲线,是通过温度测试记录仪进行的,这种记录测量仪一般由多个热电偶与记录仪组成,参数送入计算机,用专用软件描绘曲线。
生产线使用的回流焊炉的结构主体是一个热源受控的隧道式炉膛,涂敷了膏状焊料并贴装了元器件的印制电路板随传动机构直线匀速进入炉膛,顺序通过预热、焊接(回流)和冷却这3个基本温度区域。
2.回流焊的工艺
回流焊的一般工艺流程可用图6-28表示。
在这个流程中,印刷焊膏、贴装元器件、回流焊是最重要的工艺过程。
其中,印刷焊膏要使用焊膏印刷机,焊膏印刷机有自动印刷机和手动印刷机,目前都在使用;贴装元器件是将元器件贴装在印刷有焊膏的印制电路板上,贴装要求高精度,否则元器件贴不到位,就会形成错焊,因此在生产线上大都采用自动贴片机;回流焊的主要设备是回流焊接机,回流焊接机通过对印制电路板进行符合要求的加热,使焊膏熔化,将元器件焊接在印制电路板上。
回流焊的工艺要求有以下几点。
要设置合理的温度曲线。如果温度曲线设置不当,会引起焊接不完全、虚焊、元器件翘立(“竖碑”现象)、锡珠飞溅等焊接缺陷,影响产品质量。
SMT电路板在设计时就要确定焊接方向,并应当按照设计方向进行焊接。一般应该保证主要元器件的长轴方向与印制电路板的运行方向垂直。
③ 在焊接过程中,要严格防止传送带振动。
必须对第一块印制电路板的焊接效果进行判断,检查焊接是否完全、有无焊膏熔化不充分或虚焊和桥接的痕迹、焊点表面是否光亮、焊点形状是否向内凹陷、是否有锡珠飞溅和残留物等现象,还要检查印制电路板的表面颜色是否改变。只有在第一块印制电路板完全合格后,才能进行批量生产。在批量生产过程中,要定时检查焊接质量,及时对温度曲线进行修正。
图6-28& 回流焊工艺流程
3.回流焊的特点
与波峰焊技术相比,回流焊中元器件不直接浸渍在熔融的焊料中,所以元器件受到的热冲击小;能在前道工序里控制焊料的施加量,减少了虚焊、桥接等焊接缺陷,所以焊接质量好,焊点的一致性好,可靠性高。
回流焊还具有一定的自动位置校正功能。如果前道工序在印制电路板上施放焊料的位置正确而贴放元器件的位置有一定偏离,在回流焊过程中,当元器件的全部焊端、引脚及其相应的焊盘同时浸润时,由于熔融焊料表面张力的作用,能够把元器件拉回到近似准确的位置。
回流焊的焊料是商品化的焊锡膏,能够保证正确的组分,一般不会混入杂质,这是波峰焊接难以做到的。
因此总地说来,回流焊接工艺简单,返修的工作量很小,但由于回流焊的精度要求高,回流焊接设备一般是比较昂贵的。
焊接技术的发展
现代电子焊接技术有以下几个主要特点。
1.焊件微型化。
2.焊接方法多样化。
3.设计生产计算机化。
4.生产过程绿色化。
表面安装技术与工艺
表面安装技术
电子产品采用表面安装技术后,与传统的通孔插装技术相比,具有如下优点。
2.高可靠性
表面贴装元器件
表面贴装工艺流程
1.表面贴装的种类
2.SMT 的焊接工艺
(1)波峰焊工艺
中的波峰焊,一般采用双波峰焊接工艺,以避免采用单波峰焊接时出现的质量问题,如漏焊、桥接、焊缝不充实等缺陷。
双波峰焊接的优点是对传统的印制电路板焊接工艺有一定的继承性,但在高密度组装中,双波峰焊接仍无法完全消除桥接等焊接缺陷,特别是不适合热敏元件和一些体积大而引脚多的SMD,因此双波峰焊接在SMT的应用中也有一定的局限性。
(2)回流焊工艺
回流焊又称再流焊,是先将焊料加工成粉末,并加上液态黏合剂,使之成为有一定流动性的糊状焊膏,用它将元器件粘在印制电路板上,通过加热使焊膏中的焊料熔化而再次流动,达到将元器件焊接到印制电路板的目的。
再流焊的加热方法有红外线加热、热风循环加热、激光加热、加热工具(如热棒)等多种形式。
红外线加热。目前应用最普遍的再流焊加热方式,采用吸收红外线热辐射加热,升温速度可控,具有较好的焊接可靠性;缺点是材料不同,热吸收量不同,因而要求元器件外形差异不可太大,热敏元件要屏蔽起来。
热风循环加热。利用普通热板隧道炉的热板传导加热。其特点是结构简单,投资少,温度曲线可变,但传热不均匀,不适合双面装配及大型基板、大元器件的装配。
激光加热。这是辐射加热的一种特殊方法,利用激光的热能加热,焊接可局部进行,集光性良好,适用于高精度焊接,但设备昂贵。
加热工具(热棒)。通过各种形状加热工具的接触,利用热传导进行加热。其特点是加热工具的形状自由变化,可持续加热,对其他元器件的热影响小,热集中性良好,但工具的加压易引起元器件位置偏离,且温度均匀性差。
上述加热方法各有优点,在表面安装中应根据实际情况合理地选择使用。其中,红外线、热风、热棒等加热方式可使贴装在印制电路板上的元器件同时完成焊接,效率高,也可使印制电路板及元器件避免不需焊接部位或元器件产生热应力的危险,但效率低。
3.SMT的工艺流程
不同的SMT安装方式有不同的工艺流程。下面介绍各种不同安装方式的典型工艺流程。
(1)完全表面安装工艺流程
完全表面安装有单面表面安装和双面表面安装之分。
单面表面安装工艺流程为:固定基板→涂敷焊膏→贴装SMD→焊膏烘干→再流焊→清洗→检测。
双面表面安装工艺流程为:固定基板→印制电路板A面涂敷焊膏→涂胶粘剂→贴装SMD→烘干→胶粘剂固化→再流焊→清洗→翻板→印制电路板B面涂敷焊膏→贴装SMD→烘干→再流焊→清洗→检测。
在双面表面安装的工艺流程中,印制电路板的两面都采用了再流焊工艺,这样A面安装的SMD经过了两次再流焊接。当进行B面安装时,A面向下,已经焊接好的A面上的SMD在B面进行再流焊接时,其焊料会再熔融,这些SMD在传送带轻微振动时会发生移位,甚至脱落,所以A面涂敷焊膏后还需要用胶粘剂固定。
双面表面安装还可采用另一种工艺流程,即印制电路板A面采用再流焊工艺,印制电路板B面采用双波峰焊接工艺。工艺流程为:固定基板→A面涂敷焊膏→涂敷胶粘剂(选用)→贴装SMD→焊膏烘干,胶粘剂固化→A面再流焊接→清洗→翻板→B面涂敷胶粘剂→贴装SMD→胶粘剂固化→B面双波峰焊→清洗→检测。
(2)单面混合安装工艺流程
该安装方式有两种类型的工艺流程,一种采用先贴法,另一种采用后贴法。其工艺流程中都采用了双波峰焊接工艺。
先贴法工艺流程:固定基板→B面涂敷胶粘剂→贴装SMD→胶粘剂固化→翻板→A面插入THC→波峰焊→清洗→检测。
后贴法工艺流程:固定基板→A面插入THC→翻板→B面涂敷胶粘剂→贴装SMD→胶粘剂固化→翻板→波峰焊→清洗→检测。
(3)双面混合安装工艺流程
双面混合安装有两种安装方式,一种是SMD 和THC
同在印制电路板A 面的安装方式(表3.2 中第5 种方式);另一种是印制电路板A 面和B 面都有SMD ,而THC 只在A
面的安装方式(表3.2 中第6 种方式)。
第5种安装方式的工艺流程:固定基板→A面涂敷焊膏→贴装SMD→焊膏烘干→再流焊→熔剂清洗→插装THC→波峰焊→清洗→检测。
第6种安装方式的工艺流程:固定基板→A面涂敷焊膏→贴装SMD→焊膏烘干→再流焊→插装THC→翻板→B面涂敷胶粘剂→贴装SMD→胶粘剂固化→翻板→双波峰焊→清洗→检测。
在安装时,把焊膏涂在基板焊盘处,贴装SMD,焊膏有一定的黏度,以使SMD保持在基板上。
以上介绍了几种典型的表面安装工艺流程,在实际安装中还要根据客观条件,综合多种因素确定合适的工艺流程。
4.手工直接焊接SMT元器件
对于引脚较少的SMT元器件,如电阻器、电容器、三极管等,可采用直接焊接的方法:先将印制电路板元器件面朝上放在桌上,用镊子将元器件夹放到印制电路板上相应的位置上,注意引脚要与焊盘对准,然后用拇指将元器件按住,用电烙铁沾少量焊锡和松香将其一只引脚简单焊住(因为拇指受热,一般难以焊得很好)。
紧固件连接、胶接、无锡焊接工艺
紧固件连接工艺
用螺纹连接件(如螺钉、螺栓、螺母)及垫圈将元器件和零、部件紧固地连接起来,称为螺纹连接,简称螺接。这种连接方式的优点是结构简单、便于调试、装卸方便、工作可靠,因此在电子产品装配中得到广泛的应用。
(1)紧固件的选用
十字槽螺钉紧固强度高,外形美观,有利于采用自动化装配。
面板应尽量少采用螺钉紧固,必要时可采用半沉头螺钉,以保持平面整齐。
当要求结构紧凑、连接强度高、外形平滑时,应尽量采用内六角螺钉。
安装部件全是金属件时采用钢性垫圈,对瓷件、胶木件等易碎零件应使用软垫圈。
(2)拧紧方法
拧紧长方形工件的螺钉组时,须从中央开始逐渐向两边对称扩展。拧紧方形和圆形工件的螺钉组时,应按交叉顺序进行。无论是配哪一种螺钉组,都应先按顺序装上螺钉,然后分步逐渐拧紧,以免发生结构件变形和接触不良现象。
(3)螺纹连接的质量标准
① 螺钉、螺栓紧固后,螺尾外露长度一般不得少于1.5
扣,螺纹连接有效长度一般不得少于3 扣。
沉头螺钉紧固后,其头部应与被紧固的表面保持平整,允许略微偏低,但不应超过0.2mm 。
螺纹连接要求拧紧,不能松动,但对非金属件拧紧要适度。
④ 弹簧垫圈四周要均被螺帽压住。
⑤ 螺纹连接要牢固、防震和不易退扣。
被装元器件上的标志应尽量露在看得见的一面。
⑦ 为便于检修拆卸,应无滑帽现象。
装配紧固后的螺钉,必须在螺钉末端涂上紧固漆,以表示产品属原装配,并防止螺钉松动。
(4)螺纹连接的注意事项
要根据不同情况合理使用螺母、平垫圈和弹簧垫圈。弹簧垫圈应装在螺母与平垫圈之间。
装配时,螺钉旋具的规格要选择适当。操作时应始终保持垂直于安装孔表面的方位旋转,避免摇摆。
拧紧或拧松螺钉、螺帽或螺栓时,应尽量用扳手或套筒使螺母旋转,不要用尖嘴钳松紧螺线母。
最后用力拧紧螺钉时,切勿用力过猛,以防止滑帽。
(5)自动连接的防松动
螺纹连接一般都具有自锁性,在静态和工作温度变化不大时,不会自行松脱。但当受到振动、冲击和变载荷作用时,或在工作温度变化很大时,螺纹间的摩擦力就会出现瞬时减小的现象,如果这种现象多次重复出现,就会使连接逐渐松脱。
为了防止紧固件松动和脱落,可采用如图6-29所示的几种措施。
图6-29(a)所示为双螺母防松动。它利用两个螺母互锁起到止动作用,一般在机箱接线板上用得较多。
图6-29(b)所示为弹簧垫圈防松动。它利用弹簧垫圈的弹性变形,使螺纹间轴向胀紧而起到防松动作用。其特点是结构简单、使用方便,常用于紧固部位为金属的元器件。
图6-29(c)所示为蘸漆防松动。它是在安装紧固螺钉时,先将螺纹连接处蘸上硝基磁漆再拧紧螺纹,通过漆的黏合作用,增加螺纹间的摩擦阻力,防止螺纹松动。
图6-29(d)所示为点漆防松动。它是靠在露出的螺钉尾上涂紧固漆来止动的,涂漆处不少于螺钉半周及两个螺钉高度。这种方法常用于电子产品的一般安装件上。
图6-29(e)所示为开口销钉防松动。所用的螺母是带槽螺母,在螺杆末端钻有小孔,螺母拧紧后槽应与小孔相对,然后在小孔中穿入开口销钉,并将其尾部分开,使螺母不能转动。这种方法多用于有特殊要求元器件的大螺母上。
双螺母&&&&&&
弹簧垫圈&&&&&&
蘸漆&&&&&&&&&
点漆&&&&&&&&&&
(e) 开口销钉
图6-29& 防止紧固件松动的措施
通过机械方法,用铆钉将两个以上的零、部件连接起来的操作叫做铆接。它有冷铆和热铆两种方法。在电子产品装配中,通常是用铜或铝制作铆钉,采用冷铆法进行铆接。
(1)对铆接的要求
对半圆头铆钉铆接时,铆钉应完全平贴于被铆的零件上,并应与铆窝形状一致,不允许有凹陷、缺口和明显的开裂。
铆接后不应出现铆钉杆歪斜和被铆件松动的现象。
用多个铆钉连接时,应按对称交叉顺序进行。
沉头铆钉铆接后应与被铆平面保持平整,允许略有凹下,但不得超过0.2mm。
空芯铆钉铆紧后扩边应均匀、无裂纹,管径不应歪扭。
(2)铆钉长度和铆钉直径
铆接时所用铆钉长度适当,才能做出符合要求的铆接头,保证足够的铆接强度。如果铆钉杆太长,在铆合时铆接头容易偏斜;如果铆钉杆太短,做出的铆接头就不会圆满完整,并且会降低结构的坚固性。铆钉长度应等于被铆件总厚度与留头长度之和。半圆头铆钉的留头长度为铆钉直径的1.25
~1.5 倍,沉头铆钉的留头长度为铆钉直径的0.8 ~1.2 倍。
铆接时,铆钉直径大小与被连接件的厚度有关,铆钉直径应大于铆接厚度的1/4,一般应取板厚的1.8倍。
铆孔直径与铆钉直径的配合必须适当。若孔径过大,铆钉杆易弯曲;若孔径过小,铆钉杆不易穿入,强行打进时又容易损坏被铆件。
(3)铆装工具
手锤。通常用圆头手锤,其大小应按铆钉直径的大小来选定。
② 压紧冲头。压紧冲头的外形如图6-30
所示。当铆钉插入铆钉孔后,用它来压紧被铆接件。
半圆头冲头。半圆头冲头的外形如图6-31所示,用于铆接铆钉的圆头。其工作部分是凹形半圆球面,按半圆头铆钉头部尺寸,用钢料车制后经淬火和抛光制成。
垫模。用作垫板,其凹孔与铆钉头的形状一致。铆接时把铆钉头放入垫模凹孔使之受力均匀,并可防止铆钉头变形。
⑤ 平头冲头。铆接沉头铆钉时使用。
⑥ 尖头冲头。又称样冲,用于空芯铆钉扩孔。
凸芯冲头。用于空芯铆钉扩边的成形及轧紧。
图6-30& 压紧冲头的外形
图6-31& 半圆头冲头的外形
销接是利用销钉将零件或部件连接在一起,使它们之间不能互相转动或移动。其优点是便于安装和拆卸,并能重复使用。销接按用途可分为紧固销和定位销两种;按结构形式可分为圆柱销、圆锥销和开口销。在电子产品装配中,圆柱销和圆锥销较常使用。
销钉连接时应注意以下几点。
销钉的直径应根据强度确定,不得随意改变。
销钉孔配做前,应将连接件的位置精确地调整好,保证性能可靠,然后再一起钻铰。
销钉多是靠过盈配合装入销孔中的,但不宜过松或过紧。圆锥销通常采用1∶50的锥度,装配时如能用手将圆锥销塞进孔深80%~85%,可获得正常过盈。
装配前应将销孔清洗干净,涂油后再将销钉塞入,注意用力要垂直、均匀,不能过猛,防止头部镦粗或变形⑤
对于定位要求较高或较常装卸的连接,宜选用圆锥销连接。.8.2&
用胶粘剂将各种材料粘接在一起的安装方法称为胶接。在无线电整机装配中常用来对轻型元器件及不便于螺接和铆接的元器件或材料进行胶接。
胶接与铆接、焊接及螺接相比,具有如下优点。
应用范围广。任何金属、非金属几乎都可以用胶粘剂来连接,也可以连接很薄的材料或厚度相差很大的材料。
胶接变形小。它克服了铆接时受冲击力和焊接时受高温的作用,使工件易产生变形的缺点,常用于金属薄板、轻型元器件和复杂零件的连接。
胶接处应力分布均匀,避免了其他连接存在的应力集中现象,因此具有较高的抗剪、抗拉强度。
④ 具有良好的密封、绝缘、耐腐蚀特性。
用胶粘剂对设备和零、部件进行修复,工艺简便,成本低。
尽管胶接方法有以上诸多优点,但其性能脆,胶接接头抗剥离和抗冲击能力差。
无锡焊接工艺
无锡焊接是焊接技术的组成部分,其特点是不需要焊料和助焊剂即可获得可靠的连接,解决了被焊件清洗困难和焊接面易氧化的问题。本节就目前使用较多的压接和绕接两种无锡焊接方法作简单介绍。
压接有冷压接和热压接两种,目前冷压接使用较多。冷压接是借助较大的挤压力和金属间的位移,使连接器触脚或接线端子与电线间实现机械和电气连接。压接的主要特点如下。
操作简便。将导线端头放入压接触脚或端头焊片,用压接钳或其他工具用力夹紧即可。
② 适宜在任何场合进行操作。
生产效率高、成本低、无污染。压接与锡焊相比,省去了浸锡、清洗等工序,既提高了生产效率,又节省了材料,降低了成本,且无有害气体和助焊剂残留物的污染。
维护简便。压接点损坏后,只要剪断导线重新脱头后再压接即可。
压接的缺点是接触电阻比较大;手工压接时,难于保证压接力一致,因而造成质量不够稳定。此外,很多接点不能采用压接方法。
绕接的基本原理是对两个金属表面施加足够的压力,使之产生塑性变形,因而在两金属表面引起金属扩散作用,像焊接一样也产生合金层,使两金属间完全结合。在实际应用中,是利用绕线轮将两金属表面紧紧地缠绕在带有棱角的接线上,使它们在接触处形成合金层,从而保证电气和机械接触。
(1)绕接用的材料
绕接用的接线端子(又称缠绕柱、缠绕杆)是用铜或铜合金制成的,其截面一般为正方形、矩形和梯形等带棱角的形状。接线端子通常焊接在绝缘板上。
绕接用的导线一般是采用单股硬质绝缘线,芯线直径为0.4mm~1.3mm。为保证连接性能良好,接线端子或导线均应镀金或银。
(2)绕接器的构造
1—芯线孔;2—套筒;3—绕线轴;4—缠绕柱孔;5—凹槽
图6-32& 绕线器的结构
绕接通常是在绕接器上进行的。绕接器按动力分有气动和电动两种;按外形分有直棒形和手枪形两种。绕接器由旋转驱动部分和绕线机构两部分组成。绕线机构又由绕线轴和套筒构成,如图6-32
所示。在绕线轴端面的稍偏中心部位开有接线端子插入孔,在绕线轴和套筒之间开有芯线孔,在套筒的端部开有凹槽。导线从芯线孔插入,从凹槽引出。
(3)绕接器的操作
绕接器的操作十分简便。在绕接前,只要将导线的芯线插入芯线孔,绕线轴套在接线端子上(但不要套到底),转动绕接器即可,如图6-33
图6-33& 绕接器的操作
第一类绕接&&&&&&&&&&&&&&&
(b)第二类绕接
图6-34& 正确的绕接
绕接的具体操作步骤及注意事项如下。
准备导线。根据线材规格、接线端子的截面积和绕接必需的圈数(不少于5圈),确定导线剥头长度。剥头时不要损伤导线,最好采用热剥离法进行剥头。
插入芯线。将剥头后的芯线全部插入芯线孔。如果芯线不直,可让芯线轴旋转,同时将芯线插入。
打弯导线。利用套筒上的凹槽将导线折弯,并用手压住剩余导线。
插入接线端子。将接线端子插入孔对准接线端子并插入。注意绕接器不得压在绝缘板上,否则会划伤芯线。
绕接芯线。握紧拉块,开启电源,待绕线轴转动时松开拉块。
⑥ 取下绕接器。沿接线端子轴向取下绕接器。
正确的绕接如图6-34所示,其中图6-34(a)所示为第一类绕接,导线的绝缘层不接触接线端子;图6-34(b)所示为第二类绕接,导线的绝缘层在接线端子上缠绕一圈,以防止芯线从颈部折断。
(4)绕接不良实例
绕接不良实例如图6-35
所示,其中,图6-35(a)所示为导线绝缘部分绕接少于一圈,这主要是由于芯线未全部插入芯线孔造成的;图6-35(b)和图6-35(c)所示为线匝间出现间隙,这是由于操作时绕接器移动造成的;图6-35(d)所示为叠绕,其接触面减少,抗拉强度低,电气连接差。
绕接与焊锡焊接比较具有如下特点:可靠性高,无虚焊,接触电阻小;操作安全,无污染;无热损伤;操作简单,易于熟练掌握。其不足之处是必须使用单股导线和特殊形状接线端子,连接方向受接线端子的限制,因而绕接的应用有一定的局限性。目前,绕接主要用于电子产品机内的互连。
(a)&&&&&&&&&&&
(b)&&&&&&&&&&&&
(c)&&&&&&&&&&&&&&&&
图6-35& 绕接不良实例
接插件连接工艺
在现代电子产品的生产中,为便于组装、维修及更换,通常采用分立单元或分机结构。在单元与单元、分机与分机及分机与机柜之间,多采用各类接插件进行电气连接。这种连接形式利用了插拔式结构,具有结构简单、机箱紧凑、维修方便、有利于大量生产等特点。
1.对接插件连接的要求
① 接触可靠。
② 导电性能良好。
③ 具有足够的机械强度。
④ 绝缘性能良好。
2.提高接插件连接性能的工艺措施
为获得良好的连接,应根据使用电压和频率的高低以及使用要求等,选择合适的接插件。例如,高频部分要选用高频插头座,并要考虑采用良好的屏蔽。在机械力的作用下,容易使接插件接触不良或完全不能接触,如显像管管脚跳出,印制电路板从插座中跳出或松脱等。因此必须考虑接插件接触处的机械强度和插拔力,以满足使用要求。
接插件安装要正确。通常接插件是由多个零件装配而成的,装配时不要把安装顺序和方向搞错。
接点焊接要可靠,并防止接点间相碰而造成短路。
④ 接插件须固定牢靠,防止松脱。
⑤ 要保持插件的清洁,防止金属件氧化。
⑥ 插头与插座要配套。
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