元器件焊接技巧

元器件的焊接工艺

焊接在这里是特指电子产品安装工艺中的锡焊。焊接，一般是用加热的方式使两件金属物体结合起来。如果在焊接的过程中需要熔入第三种物质，则称之为“钎焊”，所加熔上去的第三种物质称为“焊料”。按焊料熔点的高低又将钎焊分为“硬钎焊”和“软钎焊”，通常以450~C为界，低于450~C的称为“软钎焊”。电子产品安装工艺中的所谓“焊接”就是软钎焊的一种，主要用锡、铅等低熔点合金做焊料。

任何焊接从物理学的角度来看，都是一个“扩散”的过程，是一个在高温下两个物体表面分子互相渗透的过程。各金属之间有两个界面：其一，是元器件引出脚与焊锡，其二，是焊锡与焊盘。

当一个合格的焊接过程完成后，在这两个界面上都必定会形成良好的扩散层。要形成扩散层(或曰合金层)，必须满足以下几个条件：

1)两金属表面能充分接触，中间没有杂质隔离(例如氧化膜、油污等)。

2)温度足够高。

3)时间足够长。

应该指出有些初学者头脑中存在的一个错误概念：他们以为锡焊焊接无非是将焊锡熔化以后，用烙铁把它涂到(或者说敷到)焊点上，待其冷却凝固即成。他们把焊料看成了浆糊，看成了敷墙的泥，这是不对的。

（1）焊接准备

焊接开始前必须清理工作台面，准备好焊料、焊剂和镊子等必备的工具。更重要的是要准备好电烙铁。‘准备好电烙铁’不仅是要选好一只功率合适的电烙铁，而且是说要调整好电烙铁的工作温度。不可让温度过高，否则烙铁头就会被烧死。所谓‘烧死’，是指烙铁头前端工作面上的镀锡层在过高的温度下被氧化掉，表面形成一层黑色的氧化铜壳层。此时的烙铁头既不传热也不再吃锡，如果勉强压在焊锡上，过了很长时间后焊锡才会突然熔化，滚向一边，决不与烙铁头亲和。烙铁头一旦烧死就必须锉掉表层重新上锡，这对于长寿烙铁头来说就是致命的损失了。必须注意调节电烙铁的工作温度，使其大约维持在300°C左右。实际操作的准则是：在不至于烧死烙铁头的前提下尽量调高一些。一定要让烙铁头尖端的工作部位永远保持银白色的吃锡的状态。

焊接操作规程

1. 锡焊，简略地说，就是将铅锡焊料熔入焊件的缝隙使其连接的一种焊接方法，其特征是：

1.1 焊料熔点低于焊件；

1.2 焊接时将焊件与焊料共同加热到焊接温度，焊料熔化而焊件不熔化；

1.3 连接的形式是由熔化的焊料润湿焊件的焊接面产生冶金、化学反应形成结合层而实现的。

2. 电子产品锡焊的基本要求：

2.1 铅锡焊料熔点低于200度，适合半导体等电子材料的连接。

2.2 只需简单的加热工具和材料即可加工，投资少。

2.3 焊点有足够强度和电气性能。

2.4 锡焊过程可逆，易于拆焊。

3. 锡焊的润湿

3.1 润湿

润湿是发生在固体表面和液体之间的一种物理现象。液体能在固体表面漫流开，我们就说这种液体能润湿该固体表面，例如水能在干净的玻璃表面漫流而水银就不能，我们说水能润湿玻璃而水银不能。

3.2 润湿角

不同的液体和固体，它们之间相互作用的附着力和液体的内聚力是不同的，其合力就是液体在固体表面漫流的力。当力的作用平衡时流动也停止了，液体和固体交界处形成一定的角度，这个角度称润湿角，也叫接触角，是定量分析润湿现象的一个物理量。润湿角越小，润湿越充分。一般以90度为润湿的分界。

锡焊过程中，熔化的铅锡焊料和焊件之间的作用，正是这种润湿现象。如果焊料能润湿焊件，我们则说它们可以焊接。观查润湿角是锡焊检测的方法之一。润湿角越小，焊接质量越好。

一般质量合格的铅锡焊料和铜之间润湿角可达20度，实际应用中一般以45度为焊接质量的检验标准。 4. 结合层

结合层一般在1μm～3.5μm时强度最好。

5. 锡焊工具与材料

电烙铁分类：由于用途、结构的不同，有各式各样的烙铁，从加热方式分：有直热式、感应式、气体燃烧式等；从烙铁发热能力分：有20W、30W、40W„„„.，300W等；还可为内热式和外热式等等。

6. 电烙铁的选用

一般电路板、安装导线、集成电路等使用30~40W的外热式电烙铁。焊片、电位器、2W~8W功率电阻、大电解电容、功率管、φ0.5~2.0的导线等使用50~75W外热式电烙铁。

元器件焊接注意事项

一、电烙铁使用说明

1.打开电烙铁开关。

2.调节电烙铁的加热温度至350度左右。（详细请看视频“00电烙铁预热”）

二、焊接方法

1.等电烙铁加热到设定的温度后，左手拿焊锡丝，右手拿电烙铁。

2.给电烙铁头上少量锡。

3.用含有少量锡的电烙铁头给焊盘加热（加热2-4秒钟）。

4.使焊锡丝接触被加热过的焊盘，等焊锡丝融化并且均匀的覆盖焊盘后，使焊锡丝脱离焊盘。

5.最后使电烙铁头脱离焊盘。（详细请看视频“01按键”）

三、元器件焊接说明

如图1所示电路板上红色方框所圈中的地方就是这次试验要焊接的所有元器件的安装位置。

图1

如图2所示，所有要焊接的元器件的名称和形状。

图2

如图3所示，所有元器件焊接完成的效果图。

图3

1.按键

在电路板上需要四个按键，它们安装位置分别为K1、K2、K3、RST（如图1）。

首先取一个按键（如图2），把它的四个引脚分别对准相应的焊盘，然后按住按键的上方，用力往下按使按键的引脚插入焊盘，最后把电路板反过来，用电烙铁对每个焊盘进行焊接。（详细请看视频“01按键”）

2.晶振1

首先取一个晶振1（如图2），把它插入电路板上相应的安装位置（如图1），然后用手指按住晶振1的上方使晶振1与电路板接触，最后把电路板反过来，用电烙铁对每个焊盘进行焊接。（详细请看视频“02晶振1”）

3.晶振2

首先对晶振2的安装位置的长方形贴片焊盘上少量的锡，再取一个晶振2（如图2），把它插入电路板上相应的安装位置（如图1）并且引脚要留2-3mm（不要把引脚完全插入焊盘），然后把晶振2朝电路板外的方向压倒并用手指压住，再把电路板反过来，用电烙铁对每个焊盘进行焊接，最后用镊子把晶振2压住，用电烙铁加热长方形贴片焊盘，使焊盘上的锡融化并粘住晶振2，之后移开电烙铁等锡凝固以后再移开镊子。（详细请看视频“03晶振2”）

1 电子元器件的焊接技巧

在修理制作过程中，焊接工作是必不行少的。它不但要求将元件固定在电路板上，而且要求焊点必需坚固、圆滑，所以焊接技术的好坏直接影响到电子制作的胜利与否，因此焊接技术是每一个电子制作爱好者必需把握的基本功，现在将焊接的要点介绍一下：

1. 电烙铁的选择

电烙铁的功率应由焊接点的大小打算，焊点的面积大，焊点的散热速度也快，所以选用的电烙铁功率也应当大些。一般电烙铁的功率有20W、25W、30W、35W、50W 等等。选用30W左右的功率比较合适。

电烙铁经过长时间使用后，烙铁头部会生成一层氧化物，这时它就不简单吃锡，这时可以用锉刀锉掉氧化层，将烙铁通电后等烙铁头部微热时插入松香，涂上焊锡即可连续使用，新买来的电烙铁也必需先上锡然后才能使用。

2． 焊锡和助焊剂

选用低熔点的焊锡丝和没有腐蚀性的助焊剂，比如松香，不宜采纳工业焊锡和有腐蚀性的酸性焊油，最好采纳含有松香的焊锡丝，使用起来特别便利。

3． 焊接方法

(1)元件必需清洁和镀锡，电子元件在保存中，由于空气氧化的作用，元件引脚上附有一层氧化膜，同时还有其它污垢，焊接前可用小刀刮 2 掉氧化膜，并且马上涂上一层焊锡（俗称搪锡），然后再进行焊接。经过上述处理后元件简单焊牢，不简单消失虚焊现象。

(2) 焊接的温度和焊接的时间

焊接时应使电烙铁的温度高于焊锡的温度，但也不能太高，以烙铁头接触松香刚刚冒烟为好。焊接时间太短，焊点的温度过低，焊点溶化不充分，焊点粗糙简单造成虚焊，反之焊接时间过长，焊锡简单流淌，并且简单使元件过热损坏元件。

(3)焊接点的上锡量

焊接点上的焊锡数量不能太少，太少了焊接不牢，机械强度也太差。而太多简单造成外观一大堆而内部未接通。焊锡应当刚好将焊接点上的元件引脚全部浸没，轮廓模糊可见为好。

(4)留意烙铁和焊接点的位置

初学者在焊接时，一般将电烙铁在焊接处来回移动或者用力挤压，这种方法是错误的。正确的方法是用电烙铁的搪锡面去接触焊接点，这样传热面积大，焊接速度快。