手工锡焊接技术电路板手工焊接 技能

2019-07-09 16:08:33      点击:
手工锡焊接技术
焊接在电子产品装配中是一项重要的技术。它在电子产品实验、调
试、生产中,应用非常广泛,而且工作量相当大,焊接质量的好坏,将直
接影响着产品的质量。
电子产品的故障除元器件的原因外,大多数是由于焊接质量不佳而造
成的,因此,掌握熟练的焊接操作技能非常必要。

本技术手册主要阐述手工锡焊技术,编者水平有限,欢迎指正。


第一节 焊接工具
一、电烙铁
电烙铁是最常用的手工焊接工具之一,被广泛用于各种电子产品的生
产与维修。
1、 电烙铁的种类

常见的电烙铁有内热式、外热式、恒温式、吸锡式等形式。


a)内热式电烙铁
内热式电烙铁主要由发热元件、烙铁头、连接杆以及手柄等组成,它
具有发热快、体积小、重量轻、效率高等特点,因而得到普遍应用。
常用的内热式电烙铁的规格有 20W、35W、50W 等,20W 烙铁头的温度
可达 350℃左右。电烙铁的功率越大,烙铁头的温度就越高。焊接集成电
路、一般小型元器件选用 20W 内热式电烙铁即可。使用的电烙铁功率过大,

容易烫坏元件(二极管和三极管等半导体元器件当温度超过 200℃就会烧

毁)和使印制板上的铜箔线脱落;电烙铁的功率太小,不能使被焊接物充

分加热而导致焊点不光滑、不牢固,易产生虚焊。


b)外热式电烙铁
外热式电烙铁由烙铁心、烙铁头、手柄等组成。烙铁芯由电热丝绕在
薄云母片和绝缘筒上制成。
外热式电烙铁常用的规格有 25W、45W、75W、100W 等,当被焊接物较
大时常使用外热式电烙铁。它的烙铁头可以被加工成各种形状以适应不同

焊接面的需要。


c)恒温电烙铁
恒温电烙铁是用电烙铁内部的磁控开关来控制烙铁的加热电路,使烙
铁头保持恒温。磁控开关的软磁铁被加热到一定的温度时,便失去磁性,
使触点断开,切断电源。恒温烙铁也有用热敏元件来测温以控制加热电路
使烙铁头保持恒温的。


d)吸锡烙铁
吸锡烙铁是拆除焊件的专用工具,可将焊接点上的焊锡吸除,使元件
的引脚与焊盘分离。操作时,先将烙铁加热,再将烙铁头放到焊点上,待
熔化焊接点上的焊锡后,按动吸锡开关,即可将焊点上的焊锡吸掉,有时

这个步骤要进行几次才行。


2、电烙铁的选用
由前述可知,电烙铁的种类及规格有很多种,而且被焊工件的大小又
有所不同,因而合理地选用电烙铁的功率及种类,对提高焊接质量和效率
有直接的关系。如果被焊件较大,使用的电烙铁功率较小则焊接温度过低,
焊料熔化较慢,焊剂不能挥发,焊点不光滑、不牢固,这样势必造成焊接
强度以及质量的不合格,甚至焊料不能熔化,使焊接无法进行。如果电烙
铁的功率太大则使过多的热量传递到被焊工件上面,使元器件的焊点过热,
造成元器件的损坏,致使印刷电路板的铜箔脱落,焊料在焊接面上流动过
快,并无法控制。

选用电烙铁时,可以从以下几个方面进行考虑。


①焊接集成电路、晶体管及受热易损元器件时,应选用 20W 内热式或
25W 的外热式电烙铁。
②焊接导线及同轴电缆时,应先用 45W~75W 外热式电烙铁,或 50W
内热式电烙铁。
③焊接较大的元器件时,如行输出变压器的引线脚、大电解电容器的

引线脚,金属底盘接地焊片等,应选用 100w 以上的电烙铁。


3、电烙铁的使用方法
电烙铁使用前应先用万用表检查烙铁的电源线有无短路和开路,烙铁
是否漏电。电源线的装接是否牢固,螺丝是否松动,在手柄上的电源线是
否被螺丝顶紧,电源线的套管有无破损等。新买的烙铁一般不能直接使用,

要先将烙铁头进行“上锡”后方能使用。


①电烙铁的握法 为了能使被焊件焊接牢靠,又不烫伤被焊件周围的
元器件及导线视被焊件的位置、大小及电烙铁的规格大小,适当地选择电
烙铁的握法是很重要的。
图 1 电烙铁的握法

电烙铁的握法可分为三种,如图 1 所示。图中(a)为反握法,就是用
五指把电烙铁的柄握在掌内。此法适用于大功率电烙铁,焊接散热量较大
的被焊件。图(b)所示为正握法,此法使用的电烙铁也比较大,且多为
弯形烙铁头。图中(c)为握笔法,此法适用于小功率的电烙铁,焊接散

热量小的被焊件,如焊接收音机、电视机的印刷电路板及其维修等。


②新烙铁在使用前的处理 新买的烙铁一般不能直接使用,必须先对
烙铁头进行处理后才能正常使用。就是说在使用前先给烙铁头镀上一层焊
锡,即先将烙铁头进行“上锡”后方能使用。以华瑞自动化公司使用的安
泰信 936b 焊台为例:首先把调温旋钮打在 200℃档位,然后接上电源,
当烙铁头温度升至 200℃时,将松香涂在烙铁头上,等松香冒烟后再涂上
一层焊锡,如此进行二至三次,直至烙铁头表面薄薄地镀上一层锡为止,

然后调到正常焊接使用的 325℃档位进行焊接工作。

当烙铁使用一段时间后,烙铁头的焊接面及其周围就要产生一层氧化
层,这样便产生“吃锡”困难的现象,此时可涂抹一层松香后用湿布擦除

或用铜丝挫去氧化层,重新镀上焊锡。


③烙铁头长度的调整 经过选择电烙铁的功率大小后,已基本满足焊
接温度的需要,但是仍不能完全适应印刷电路板中所装元器件的需求。如
焊接集成电路与晶体管时,烙铁头的温度就不能太高,且时间不能过长,
此时便可将烙铁头插在烙铁芯上的长度进行适当地调整,从而控制烙铁头

的温度。


④电烙铁不易长时间通电而不使用 因为这样容易使电烙铁芯加速
氧化而烧断,同时也将使烙铁头因长时间加热而氧化,甚至被烧“死”不

再“吃锡”。


⑤电烙铁在使用时,不可将电线随着柄盖扭转,以免将电源线接头部
位造成短路。烙铁在使用过程中不要敲击,烙铁头上过多的焊锡不得随意

乱甩,要在松香或湿软布上擦除。


⑥更换烙铁芯时要注意引线不要接错 因为电烙铁有三个接线柱,而
其中一个是接地的,另外两个是接烙铁芯两根引线的(这两个接线柱通过
电源线,直接与 220V 交流电源相接)。如果将 220V 交流电源线错接到接
地线的接线柱上则电烙铁外壳就要带电,被焊件也要带电,这样就会发生

触电事故。


⑦电烙铁在焊接时,最好选用松香焊剂,以保护烙铁头不被腐蚀。氯
化锌和酸性焊油对烙铁头的腐蚀性较大,使烙铁头的寿命缩短,因而不易
采用。烙铁应放在烙铁架上。应轻拿轻放,决不要将烙铁上的锡乱抛。

4、电烙铁的常见故障及其维护
电烙铁在使用过程中常见故障有:电烙铁通电后不热,烙铁头不吃锡、

烙铁带电等故障。下面以内热式 20W 电烙铁为例加以说明。


①电烙铁通电后不热
遇到此故障时可以用万用表的欧姆档测量插头的两端,如果表针不动,
说明有断路故障。当插头本身没有断路故障时,即可卸下胶木柄,再用万
用表测量烙铁芯的两根引线,如果表针仍不动,说明烙铁芯损坏,应更换
新的烙铁芯。如果测量铁芯两根引线电阻值为 2.5k
左右,说明烙铁芯是
好的,故障出现在电源引线及插头上,多数故障为引线断路,插头中的接
点断开。可进一步用万用表的 RX1 档测量引线的电阻值,便可发现问题。
更换烙铁芯的方法是:将固定烙铁芯引线螺丝松开,将引线卸下,把
烙铁芯从连接杆中取出,然后将新的同规格烙铁芯插入连接杆,将引线固

定在螺丝上,并注意将烙铁芯多余引线头剪掉,以防止两根引线短路。


当测量插头的两端时,如果万用表的表针指示接近零欧姆,说明有短
路故障,故障点多为插头内短路,或者是防止电源引线转动的压线螺丝脱
落,致使接在烙铁芯引线柱上的电源线断开而发生短路。当发现短路故障

时,应及时处理,不能再次通电,以免烧坏保险丝。


②烙铁头带电
烙铁带电除前边所述的电源线错接在接地线的接线柱上的原因外,还
有就是,当电源线从烙铁芯接线螺丝上脱落后,又碰到了接地线的螺丝上,
从而造成烙铁头带电。这种故障最容易造成触电事故,并损坏元器件,因
此,要随时检查压线螺丝是否松动或丢失。如有丢失、损坏应及时配好(压
线螺丝的作用是防止电源引线在使用过程中的拉伸、扭转而造成的引线头

脱落)。


③烙铁头不“吃锡”
烙铁头经长时间使用后,就会因氧化而不沾锡,这就是“烧死”现象,
也称作不“吃锡”。
当出现不“吃锡”的情况时,此时可涂抹一层松香后用湿布擦除或用

铜丝挫去氧化层,然后重新镀上焊锡就可继续使用。


④烙铁头出现凹坑
当电烙铁使用一段时间后,烙铁头就会出现凹坑,或氧化腐蚀层,使
烙铁头的刃面形状发生了变化。遇到此种情况时,可用挫刀将氧化层及凹

坑挫掉,并挫成原来的形状,然后镀上锡,就可以重新使用了。


⑤为延长烙铁头的使用寿命,必须注意以下几点:
1)经常用湿布、浸水海绵擦拭烙铁头,以保持烙铁头良好的挂锡,
并可防止残留助焊剂对烙铁头的腐蚀。
2)进行焊接时,应采用松香或弱酸性助焊剂。
3)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。


二、其他常用工具
1、尖嘴钳
尖嘴钳头部较细,外形如图 2 所示。它适用于夹小型金属零件或弯曲
元器件引线。尖嘴钳一般都带有塑料套柄,使用方便,且能绝缘。
尖嘴钳不宜用于敲打物体或装拆螺母。不宜在 80℃以上的温度环境中
使用,以防止塑料套柄熔化或老化。

图 2 尖嘴钳


2、平嘴钳
平嘴钳钳口平直,外形如图 3 所示。可用于夹弯曲元器件管脚与导线。
因它钳口无纹路,所以,对导线拉直、整
形比尖嘴钳适用。但因钳口较薄,不易夹

持螺母或需施力较大部位。


3、斜嘴钳
斜嘴钳外形如图 3 所示。用于剪焊后的
线头,也可与尖嘴钳合用剥导线的绝缘皮。
剪线时,要使钳头朝下,在不变动方向时
可用另一只手遮挡,防止剪下的线头飞出伤眼。

图 3 斜嘴钳


4、剥线钳
剥线钳专用于剥有包皮的导线。使用时注意将需剥皮的导线放入合适

的槽口,剥皮时不能剪断导线。剪口的槽并拢后应为圆形。


5、平头钳
平头钳又称为克丝钳或老虎钳,其头部较平宽,如图 4 所示。常用的
规格有 175mm 和 200mm 两种,平头钳一般都带有塑料套柄,使用方便,且
能绝缘。它适用于螺母、紧固件的装配操作。一般适用紧固 M5 螺母,电
工常用平头钳剪切或夹持导线、金属线等。但不能代替锤子敲打零件。
平头钳的使用见图 4。按图 4a 所示的方法,可用平头钳的齿口进行旋
紧或松动螺母按图 4b 所示的方法,可用平头钳的刀口进行导线断切;按

图 4c 所示方法,侧切钢丝。
图 4 平头钳
6、镊子
镊子有尖嘴镊子和圆嘴镊子两种。尖嘴镊子用于夹持较细的导线,以
便于装配焊接。圆嘴镊子用于弯曲元器件引线和夹持元器件焊接等,用镊

子夹持元器件焊接还起散热作用。


7、螺丝刀
螺丝刀又称起子、改锥。有“一”字式和“十”字式两种,专用于拧
螺钉。根据螺钉大小可选用不同规格的螺丝刀。但在拧时,不要用力太猛,

以免螺钉滑口。


另外,钢板尺、盒尺、卡尺、扳手、小刀、锥子等也是经常用到的工

具。


8、低压验电器
低压验电器通常又称为试电笔,由氖管、电阻、弹簧和笔身等部分组
成,主要是验证低压导体和电气设备外壳是否带电的辅助安全工具。试电
笔有钢笔式和旋具式两种。常用的试电笔的测试范围是 60 V~500V。指

带电体和大地的电位差。


使用电笔时应注意的事项:
①使用前,一定要在有电的电源上验电检查氖管能否正常发光。
②使用时,手必须接触金属笔挂或试电笔顶部的金属螺钉,但不得接
触金属笔杆与电源相接触的部分。
③应当避光检测,以使看清氖管的光辉。

④电笔不可受潮,不可随意拆装或受到剧烈震动以保证测试可靠。


第二节 焊料和焊剂
一、焊料
焊料是指易熔金属及其合金,它能使元器件引线与印制电路板的连接
点连接在一起。焊料的选择对焊接质量有很大的影响。在锡(Sn)中加入一
定比例的铅(Pb)和少量其它金属可制成熔点低、抗腐蚀性好、对元件和导
线的附着力强、机械强度高、导电性好、不易氧化、抗腐蚀性好、焊点光

亮美观的焊料,故焊料常称做焊锡。
1、 焊锡的种类及选用
焊锡按其组成的成分可分为锡铅焊料、银焊料、铜焊料等,熔点在
450℃以上的称为硬焊料,450℃以下的称为软焊料。锡铅焊料的材料配比
不同,性能也不同。常用的锡铅焊料及其用途如表 1 所示。
表 1 常用的锡铅焊料及其用途
名 称
牌 号
熔点温度/℃
用 途
10#锡铅焊料
HlSnPb10
220
焊接食品器具及医疗方面
物品
39#锡铅焊料
HlSnPb39
183
焊接电子电气制品
50#锡铅焊料
HlSnPb50
210
焊接计算机、散热器、黄
铜制品
58-2#锡铅焊

HlSnPb58-2
235
焊接工业及物理仪表
68-2#锡铅焊

HlSnPb68-2
256
焊接电缆铅护套、铅管等
80-2#锡铅焊

HlSnPb80-2
277
焊接油壶、容器、大散热
器等
90-6#锡铅焊

HlSnPb90-6
265
焊接铜件
73-2#锡铅焊

HlSnPb73-2
265
焊接铅管件
市场上出售的焊锡,由于生产厂家不同,配制比有很大的差别,但熔
点 基 本 在 140 ℃~180 ℃之间。在电子产品的焊接中一般采用
Sn62.7%+Pb37.3%配比的焊料,其优点是熔点低、结晶时间短、流动性好、

机械强度高。


2、 焊锡的形状
常用的焊锡有五种形状:①块状 (符号:I);②棒状 (符号:B)
③带状 (符号:R);④丝状 (符号:W);焊锡丝的直径(单位为 mm)
有 0.5、0.8、0.9、1.0、1.2、1.5、2.0、2.3、2.5、3.0、4.0、5.0 等;
⑤粉末状(符号:P)。块状及棒状焊锡用于浸焊、波峰焊等自动焊接机。

丝状焊锡主要用于手工焊接。


二、焊剂
根据焊剂的作用不同可分为助焊剂和阻焊剂两大类。
1、 助焊剂

在锡铅焊接中助焊剂是一种不可缺少的材料,它有助于清洁被焊面,
防止焊面氧化,增加焊料的流动型,使焊点易于成型。常用助焊剂分为:
无机助焊剂、有机助焊剂和树脂助焊剂。焊料中常用的助焊剂是松香,在

较高的要求场合下使用新型助焊剂—氧化松香。


①对焊接中的助焊剂要求
常温下必须稳定,其熔点要低于焊料,在焊接过程中焊剂要具有较高
的活化性、较低的表面张力,受热后能迅速而均匀地流动。
不产生有刺激性的气体和有害气体,不导电,无腐蚀性,残留物无副

作用,施焊后的残留物易于清洗。


② 使用助焊剂时应注意
当助焊剂存放时间过长时,会使助焊剂活性变坏而不宜于适用。 常
用的松香助焊剂在温度超过 60℃时,绝缘性会下降,焊接后的残渣对发

热元件有较大的危害,故在焊接后要清除助焊剂残留物。


③几种助焊剂简介
1)松香酒精助焊剂
这种助焊剂是将松香融于酒精之中,重量比为 1:3。
2)消光助焊剂
这种助焊剂具有一定的浸润性,可使焊点丰满,防止搭焊、拉尖,还
具有较好的消光作用。
3)中性助焊剂
这种助焊剂适用于锡铅料对镍及镍合金、铜及铜合金、银和白金等的
焊接。
4)波峰焊防氧化剂
它具有较高的稳定性和还原能力,在常温下呈固态,在 80℃以上呈
液态。
2、阻焊剂
阻焊剂是一种耐高温的涂料,可使焊接只在所需要焊接的焊点上进行,
而将不需要焊接的部分保护起来。以防止焊接过程中的桥连,减少返修,
节约焊料,使焊接时印制板受到的热冲击小,板面不易起泡和分层。阻焊
剂的种类有热固化型阻焊剂、光敏阻焊剂及电子束辐射固化型等几种,目

前常用的是光敏阻焊剂。


第三节 手工焊接工艺
一、手工焊接要点
焊接材料、焊接工具、焊接方式方法和操作者俗称焊接四要素。这四
要素中最重要的是操作者。没有相当时间的焊接实践和用心领会,不断总


结,即使是长时间从事焊接工作者也难保证每个焊点的质量。下面讲述的

一些具体方法和注意点,都是实践经验的总结。


1.焊接操作与卫生
电烙铁的操作法,前面已介绍,如图 1 所示。
焊接加热挥发出的化学物质对人体是有害的,如果操作时鼻子距离烙
铁头太近,则很容易将有害气体吸入,一般烙铁与鼻子的距离应至少不少

于 20cm ~40 cm ,通常以 30cm 为宜。


图 5 焊丝拿法
焊锡丝一般有两种拿法,如图 5 所示。经常使用烙铁进行锡焊的人,
一般把成卷的焊锡丝拉直,然后截成一尺长左右的一段。在连续进行焊接
时,锡丝的拿法应用左手的拇指、食指和小指夹住锡丝,用另外两个手指
配合就能把锡丝连续向前送进,如图 5(a)所示。若不是连续焊接,即

断续焊接时,锡丝的拿法也可采用如图 5(b)的形式。


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,操作时应戴上手套或操作后洗手,避免食入。电烙铁用后一定要稳

妥放于烙铁架上,并注意导线等物不要碰烙铁。


2.焊接操作的基本步骤
下面介绍的五步操作法有普遍意义,如图 6 所示。
①准备施焊 首先把被焊件、锡丝和烙铁准备好,处于随时可焊的状
态。即右手拿烙铁(烙铁头应保持干净,并吃上锡),左手拿锡丝处于随
时可施焊状态。如图 6(a)所示。
②加热焊件 把烙铁头放在接线端子和引线上进行加热。应注意加热
整个焊件全体,例如,图中导线和接线都要均匀受热。如图 6(b)所示。
③送入焊丝 被焊件经加热达到一定温度后,立即将手中的锡丝触到
被焊件上使之熔化适量的焊料,如图 6(c)所示。注意焊锡应加到被焊件
上与烙铁头对称的一侧,而不是直接加到烙铁头上。
④移开焊丝 当锡丝熔化一定量后(焊料不能太多),迅速移开锡丝,
如图 6(d)所示。

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