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剥线钳:用于剥去导线的绝缘层,它由钳头和手柄组成,手柄是绝缘的工作电压为
500V,其规格以全长表示,有140 和180mm两种,钳头有直径为0.5~3mm的多个切口,使用时,选择的切口直径必须稍大于线芯直径,以免切伤芯线。 螺丝刀:分为一字形和十字形两种,专用于拧紧螺钉,在拧时用力不宜过猛,以免
螺钉滑扣。
镊 子:用于夹持导线和元器件。有时焊接某些怕热元器件时,可用作散热。 吸锡器:用于电器元件的拆卸,并保证印制板和元器件的不被损坏。分为两种,一
种可以自行加热,一种需要电烙铁的配合使用。后者结构简单,故障率低。使用时,把活塞推下,会自动被卡住,用烙铁加热需要拆卸的焊点,使焊锡溶化,把吸锡器接近溶化的焊锡,按下活塞释放按钮,活塞由于弹簧作用迅速上升,产生内抽气流,把溶化的焊锡抽入吸锡器内。前者区别在于可以独立完成拆卸工作,在预热后,吸头可以同时完成加热和抽吸过程。在多次使用后两者都需要清除内部积存的焊锡,保证下次抽气的通畅。
二、焊接材料
焊接材料包括焊料(焊锡)和焊剂(助焊剂),它对焊接质量的保证有决定性的影响。 1.焊料:焊料是易熔金属,熔点应低于被焊金属。焊料溶化时,在被焊金属表面形成合金而与被焊金属连接到一起,目前主要使用锡铅焊料,也称焊锡。锡铅焊料(锡与铅熔合成合金),具有一系列锡与铅不具备的优点:
(1) 熔点低,有利于焊接。锡的熔点在232℃,铅的熔点在327℃,但是作成合金之后,
它开始熔化的温度可以降到183℃。
(2) 提高机械强度,锡和铅都是质软、强度小的金属,如果把两者熔为合金,则机械强
度就会得到很大的提高。
(3) 表面张力小,粘度下降,增大了液态流动性,利于焊接时形成可靠接头。 (4) 抗氧化性好,铅具有抗氧化性的优点在合金中继续保持,使焊料在溶化时减少氧化量。
(5) 降低价格,锡是非常贵的金属,而铅很便宜,铅的成分越多,焊锡的价格也越便宜。 表2-1-1列出几种常用低温焊锡:
表2-1-1 常用焊锡组成
序号 1 2 3 4 Sn(%) 40 40 32 42 Pb(%) 20 23 50 35 Bi(%) Cd(%) 40 37 23 18 熔点(℃) 110 125 145 150 9
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手工烙铁焊接常用管状焊锡丝,它是将焊锡制成管状而内部充加助焊剂,为了提高焊锡的性能,在优质松香中加入活性剂。焊料成分一般是含锡量60~65%的锡铅合金。焊锡丝直径有0.5、0.8、0.9、1.0、1.2、1.5、2.0、2.3、2.5、3.0、4.0、5.0mm等。
2.焊剂(助焊剂):
用于清除氧化膜,保证焊锡浸润的一种化学剂。 (1)助焊剂的作用:
除去氧化膜。其实质是助焊剂中的氯化物、酸类同氧化物发生还原反应,从而除去氧化膜。反应后的生成物变成悬浮的渣,漂浮在焊料表面。防止再次氧化。液态的焊锡及加热的焊件金属都容易与空气中的氧接触而氧化。助焊剂在熔化后,漂浮在焊料表面,形成隔离层,因而防止焊接面的氧化。减小表面张力。增加焊锡的流动性,有助于焊锡浸润。使焊点美观。助焊剂具备控制含锡量,整理焊点形状,保持焊点表面光泽的作用。
(2)对于助焊剂的要求:
熔点低于焊锡,加热过程中稳定性好。浸润金属表面能力强。并有较强的破坏金属表面氧化膜的能力。它的各组成成分不与焊料或金属反应,无腐蚀性,呈中性,不易吸湿。易于清洗去除。
(3) 助焊剂的分类及应用:
表2-1-2 助焊剂的分类
分类 无机类 酸 盐 酸 卤素 有机类 胺 松脂 助焊剂 盐酸、正磷酸、氟酸 氯化锌、氯化胺、氯化亚锡 硬脂酸、油酸、乳酸、邻苯二甲酸 盐酸苯胺、盐酸谷胺 尿素、乙二胺 活化松脂 腐蚀性 有 有 有 有 无 基本没有 非活化松脂 没有 无机类的焊剂活性最强,常温下能除去金属表面的氧化膜,但这种强腐蚀性作用很容易损伤金属及焊点,电子焊接中是不用的。这种焊剂用机油乳化后,制成一种膏状物质,称焊油。虽然活性很强,焊后可用溶剂清洗,但很难清除象导线绝缘皮内,元器件根部等溶剂难以到达的部位。因此除非特别允许,一般电子焊接中不使用该焊剂。
有机焊剂中酸、卤素胺类虽然有较好的助焊作用,但是也有一定的腐蚀性,残渣不易清理,且挥发物对操作者有害。松脂的主要成分是松香酸和松香脂酸酐。在常温中几乎没有任何化学活力,呈中性,而当加热到熔化时,表现为酸性。可与金属氧化膜发生化学反应,变成化合物而悬浮在液态焊锡表面,也起到焊锡表面不被氧化的作用,同时能降低液态焊锡表面张力,增加它的流动性。焊接完成恢复常温后,松香又变成稳定的固体,无腐蚀,绝缘性强,经常使用松香溶于酒精制成的“松香水”,松香同酒精的比例一般以1:3为宜。在松香水中加入活化剂,如三乙醇胺,可增加它的活性,只是在浸焊或波峰焊的情况下才使用。
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应该注意,松香反复加热后会产生炭化而失效,因此发黑的松香是不起作用的。现在出现一种新型焊剂——氢化松香,它由松脂中提炼而成。其特点是在常温下性能比普通松香稳定,加热后酸价高于普通松香,因而有更强的助焊作用。
2.1.2 焊接技术
手工焊接是焊接技术的基础,是电子产品装配中的一项基本操作技能。手工焊接适用于小批量电子产品的生产、具有特殊要求的高可靠产品的焊接、某些不便于机器焊接的场所以及调试和维修中的修复焊点和更换元器件等。
锡焊是使用锡铅合金焊料进行焊接的一种焊接形式。其过程分为下列三个阶段:润湿阶段(第一阶段);扩散阶段(第二阶段);焊点的形成阶段(第三阶段)。
锡焊的基本条件:被焊金属应具有良好的可焊性;被焊件应保持清洁;选择合适的焊料;选择合适的焊剂;保证合适的焊接温度和时间。
手工焊接的要点是:保证正确的焊接姿势;熟练掌握焊接的基本操作步骤;掌握手工焊接的基本要领。
一、握持方法
1.焊锡丝的拿法:经常使用烙铁进行锡焊的人,是把成卷的焊锡拉直,然后截成一尺长左右的一段。焊锡丝有两种拿法,如图2-1-3:
连续焊接的时候,用左手的拇指、小指和食指夹住焊锡丝,另外两个手指配合,就能把焊锡丝连续向前送进。
断续焊接的时候,只用拇指和食指拿住焊丝送锡,不能连续送。
图2-1-3 焊锡握法
2.电烙铁的握法:如图2-1-4
图2-1-4 电烙铁的握法
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(1)反握法:此种方法焊接动作平稳,长时间操作不易疲劳,适用于大功率电烙铁的操
作、焊接散热量较大的被焊件或组装流水线操作。
(2)正握法:适用于中功率电烙铁及带弯头的电烙铁的操作,或直烙铁头在大型机架上的焊接。
(3)笔握法:动作稳定,用于小功率电烙铁焊接散热量小的被焊件,利于长时间的焊接操作。
二、焊接操作基本步骤
1. 焊接五步法:焊接五步法是常用的基本焊接方法,适合于焊接热容量大的工件。如图2-1-5。
图2-1-5 五步焊接法
(1) 准备焊接。右手拿电烙铁,左手拿焊锡丝,将烙铁和焊锡丝靠近被焊点,处于施焊的状态。
(2) 放上烙铁,预加热焊件。
(3) 送入焊锡。将焊锡丝放在工件上,熔化适量的焊锡。 (4) 撤离焊锡。当熔化适量的焊锡后,迅速拿开焊锡丝。
(5) 撤离烙铁。当焊锡浸润焊盘并扩散范围达到要求时,撤离电烙铁。注意撤离速度和方向。
可以用数数的方法控制时间,烙铁接触焊点后数一二(约两秒),送入焊锡丝后数三四,即移开烙铁。
2.焊接三步法:对于焊点小或热容量小的焊件,可简化为三步法操作。如图2-1-6。
图2-1-6 三步焊接法
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(1) 准备焊接。右手拿电烙铁,左手拿焊锡丝,将烙铁和焊锡丝靠近被焊点,处于施焊的状态。
(2) 放上电烙铁和焊锡丝。同时放上电烙铁和焊锡丝,熔化适量的焊锡。
(3) 撤丝移烙铁。当焊锡的扩展范围达到要求后,拿开焊锡丝和电烙铁。这时注意拿开焊锡丝的时机不得迟于电烙铁的撤离时间。 三、焊接时注意事项
1.焊剂加热挥发出的化学物质是对人体有害的,一般烙铁离开鼻子的距离至少不要少于20cm,通常以30cm为宜。
2.在使用电烙铁的过程中,烙铁电源线不要被烫破,否则可能会使人体触电。应随时检查电烙铁的插头、电源线,发现破损或老化时应及时更换。
3. 在使用电烙铁的过程中,一定要轻拿轻放,应拿烙铁的手柄部位并且要拿稳。不焊接时,要将烙铁放到烙铁架上,以免灼热的烙铁烫伤自己或他人;长时间不使用时应切断电源,防止烙铁头氧化;不能用电烙铁敲击被焊工件;烙铁头上多余的焊锡,不要随便抛甩,以防落下的焊锡溅到人身上造成烫伤;若溅到正在维修或调试的设备内,焊锡会使设备内部造成短路,造成不应有的损失,要用潮湿的抹布或其他工具将其去除。
4. 经常用湿布、浸水的海绵擦拭烙铁头,以保持烙铁头良好地挂锡,并可防止残留助焊剂对烙铁头的腐蚀。
5. 焊接完毕时,烙铁头上的残留焊锡应该继续保留,以防止再次加热时出现氧化层。 6.由于焊锡丝成分中,含有铅类重金属,因此操作时戴手套或操作后洗手,避免食入。 四、焊接前的焊件准备 1. 元器件引线弯曲成形
为使元器件在印制电路板上的装配排列整齐并便于焊接,在安装前通常采用手工或专用机械把元器件引脚弯曲成一定的形状。元器件在印制板上的安装方式有三种:立式安装、卧式安装和表面安装。表面安装后面介绍。
立式安装和卧式安装无论采用哪种方法,都应该按照元器件在印制电路板上孔位的尺寸要求,使其弯曲成形的引脚能够方便地插入孔内。引脚弯曲处距离元器件实体至少在2 mm以上,绝对不能从引线的根部开始弯折。如图2-1-7。
图2-1-7 元器件整形装配
2. 多股导线的准备
在电子产品装配中,用多股导线进行连接还是很多的。导线连接故障也时有发生,这与导线接头处理不当有很大关系。对多股导线焊接,按以下步骤。
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