手工焊接技術(shù)

【摘要】手工焊接技術(shù)是利用加熱器，促使焊料與焊件的滲透于融合，從而把焊件相互連接起來。整個過程可理解為加熱→熔入→浸入→冷卻→連接。它是從事電子技術(shù)工作的基本功。

【關(guān)鍵詞】手工焊接；焊接步驟；焊點檢驗

一、焊接基礎(chǔ)知識

焊接是金屬連接的一種方法，電子電路中的焊接方式有多種，各種方式的適用性也不盡相同。在小批量的生產(chǎn)和維修中，多采用手工電烙鐵焊接；成批或大量生產(chǎn)時則采用浸焊和波峰焊等自動化焊接。在此主要介紹手工電烙鐵焊接。即低熔點焊料（錫與鉛合金）在助焊劑的幫助下，熔入并滲透到被焊元件的金屬表面，然后在冷卻過程中凝固為新的合金結(jié)構(gòu)，從而使待焊材料與焊料實現(xiàn)永久連接。

常用的焊接工具與材料有電烙鐵、焊料和焊劑。

1.電烙鐵

電烙鐵是進行手工焊接最常用的工具，它是根據(jù)電流通過加熱器件產(chǎn)生熱量的原理而制成的。主要用于焊接元件及導(dǎo)線。它按功能可分為焊接用電烙鐵和吸錫用電烙鐵，按對烙鐵頭的加熱方式可分為內(nèi)熱式和外熱式兩種，內(nèi)熱式電烙鐵的電熱絲置于烙鐵頭內(nèi)部，熱量能被烙鐵頭充分吸收，效率較高；外熱式電烙鐵的電熱絲則包在烙鐵頭上。電烙鐵的標稱功率有20W、35W、50W、75W、100W、150W和300W等，應(yīng)根據(jù)需要進行選用。

首次使用的電烙鐵需要進行“上錫”處理。方法是：用銼刀把烙鐵頭銼干凈，插上電源，在溫度漸漸升高時，用松香涂在烙鐵頭上；待松香冒煙，烙鐵頭能夠熔化焊錫的時候，再把烙鐵頭放在有少量松香和焊錫的砂紙上研磨，各個面都要磨到，這樣就可以使烙鐵頭鍍上一層焊錫。烙鐵頭使用過久，會出現(xiàn)腐蝕、凹坑等現(xiàn)象，影響焊接質(zhì)量，這時可先刮去焊料，再清除掉表面的氧化層，最后重新整形、上錫即可。

2.焊料

焊料由易熔金屬及其合金構(gòu)成，焊接時熔化，與待焊金屬材料結(jié)合，在待焊材料表面形成合金層，將待焊材料連接一起。在整機裝配、維修時焊料多采用錫鉛合金，其配比為含錫63%、鉛37%，又稱為共晶焊錫，共晶點的溫度為183℃。具有熔點低、流動性好、機械強度高、導(dǎo)電性能好、表面張力小、抗氧化能力強等優(yōu)點。

錫鉛焊料因其優(yōu)異的性能和低廉的成本，一直是電子組裝焊接中的主要焊接材料。但鉛及其化合物屬于有毒物質(zhì)，且錫鉛合金不能滿足近代電子工業(yè)對可靠性的要求，故鉛錫料將逐漸停止使用。目前，較理想的替代錫鉛焊料的無毒合金是錫基合金，它主要以錫為主，添加銀、鋅等金屬元素，形成以錫—銀、錫—鋅為基體，再加以適量的其他金屬元素所組成的三元、多元合金。

3.焊劑

焊劑是焊接時添加在焊點上的化合物，它是進行錫鉛焊所必須的輔助材料。分為助焊劑和阻焊劑。

助焊劑是在熔化后，漂浮在焊料表面，形成隔離層，防止了焊接面的氧化。它具有清除氧化層和減小焊料表面張力，提高焊料的流動性，有助于焊錫潤濕焊件的作用，使焊接牢固美觀。在通常的手工電烙鐵焊接中，多選用松香做助焊劑。為了方便，有的焊料中已加入了焊劑，如松香芯焊錫絲等。

阻焊劑是限制焊料只在需要的焊點上進行焊接，把不需要焊接的印制電路板的板面部分覆蓋起來，保護面板使其在焊接時受到的熱沖擊小，不易起泡，同時還起到防止橋接、拉尖、短路、虛焊等作用。在一定程度上保護了布線層。它一般是綠色或者其它顏色，覆蓋在布有銅線上面的那層薄膜上。

二、手工焊接過程

1.焊接前的準備工作

（1）刮腳

刮腳主要是為了清除元件表面的氧化層。元件經(jīng)過長期存放，會在元件表面形成氧化層，易造成焊點不牢，出現(xiàn)虛焊、假焊等情況，從而影響焊接質(zhì)量。因此，當(dāng)元件表面存在氧化層時，應(yīng)首先清除，注意用力不能過猛，以免使元件引腳受傷或折斷。清除元件表面氧化層的方法，左手捏住電阻或其他元件的本體，右手用鋸條或小刀輕刮元件引腳的表面，左手慢慢地轉(zhuǎn)動，直到表面氧化層全部去除。

（2）搪錫

在電子產(chǎn)品裝聯(lián)之前對元器件的引線進行重新浸錫處理，通常稱為“搪錫”。搪錫方法按照工藝可分為手工搪錫、錫鍋沾錫、超聲波浸錫、超聲波波峰搪錫及堿性電解液鍍錫等。其中我們所用的電烙鐵搪錫方法是：左手拿元器件，右手持電烙鐵，用帶有適量焊錫的熱烙鐵頭將元器件要搪錫的管腳壓在松香里，并轉(zhuǎn)動引腳，即可使引腳均勻地鍍上一層很薄的錫層，時間大概為1秒。導(dǎo)線的搪錫過程也是如此。

（3）整形

如果元件器管腳本身發(fā)亮，就可以直接進入這道工序。

整形就是利用尖嘴鉗或鑷子等工具將元器件的引腳整直，然后再根據(jù)安裝的要求將元器件的引腳彎曲成一定的形狀。元器件的安裝形狀有兩種——臥式和立式。在整形的過程中，切記彎曲元器件的根部，而且還要讓元器件的有關(guān)標示朝外，以便觀察和檢修。

2.電烙鐵和焊料的握持方法

電烙鐵握持方法有三種：筆握法，反握法和正握法。筆握法適用于輕巧型的小功率電烙鐵在操作臺上進行印制板上較小面積焊盤的焊接。反握法適用于大功率電烙鐵焊接大批焊件。正握法適用于彎形烙鐵頭或是中功率的電烙鐵。

焊料一般拿法有連續(xù)焊接時拿法和斷續(xù)焊接時拿法。

3.焊接操作步驟

掌握好電烙鐵的溫度和焊接時間，選擇恰當(dāng)?shù)睦予F頭和焊點的接觸位置，才可能得到良好的焊點。正確的手工焊接操作過程可以分成五個步驟：

（1）準備

左手拿焊絲，右手握烙鐵，進入備焊狀態(tài)。要求烙鐵頭保持干凈，無焊渣等氧化物，并在表面鍍有一層焊錫。

（2）烙鐵預(yù)熱

烙鐵頭靠在兩焊件的連接處，加熱整個焊件全體，時間大約為1～2秒鐘。對于在印制板上焊接元器件來說，要注意使烙鐵頭同時接觸兩個被焊物并盡可能加大銅箔與被焊件的接觸面，以縮短加熱時間。而且烙鐵不能對印制板和焊點施壓，以保護銅箔不被損壞。

（3）送焊料

焊件的焊接面被加熱到一定溫度時，焊錫絲從烙鐵對面接觸焊件。注意：不要把焊錫絲送到烙鐵頭上！

（4）移焊料

焊絲熔化一定量后，立即向左上45°方向移開焊絲。如果慢了，相當(dāng)于延長了加熱時間，會對元器件和印制板造成一定程度的傷害，同時會出現(xiàn)堆錫或拉尖現(xiàn)象。

（5）撤電烙鐵

當(dāng)焊接點上的焊料接近飽滿，焊劑尚未完全揮發(fā)，焊點最光亮、流動性最強的時候，應(yīng)將電烙鐵迅速會帶一下，同時輕輕旋轉(zhuǎn)一下朝向右上45°方向迅速撤去，結(jié)束焊接。從第三步開始到第五步結(jié)束，時間大約也是1～2秒。

三、焊點檢驗

手工焊接對焊點的要求是：①電連接性能良好；②機械性能好；③光滑、圓潤、無針孔、無松香漬。

造成焊接質(zhì)量不高的常見原因是：①焊錫用量過多，形成焊點的錫堆積；焊錫過少，不足以包裹焊點。②冷焊。焊接時烙鐵溫度過低或加熱時間不足，焊錫未完全熔化、浸潤、焊錫表面不光亮（不光滑），有細小裂紋（如同豆腐渣）。③夾松香焊接，焊錫與元器件或印刷板之間夾雜著一層松香，造成電連接不良。若夾雜加熱不足的松香，則焊點下有一層黃褐色松香膜；若加熱溫度太高，則焊點下有一層碳化松香的黑色膜。對于有加熱不足的松香膜的情況，可以用烙鐵進行補焊。對于已形成黑膜的，則要“吃”凈焊錫，清潔被焊元器件或印刷板表面，重新進行焊接才行。④焊錫連橋。指焊錫量過多，造成元器件的焊點之間短路。這在對超小元器件及細小印刷電路板進行焊接時要尤為注意。⑤焊劑過量，焊點明圍松香殘渣很多。當(dāng)少量松香殘留時，可以用電烙鐵再輕輕加熱一下，讓松香揮發(fā)掉，也可以用蘸有無水酒精的棉球，擦去多余的松香或焊劑。⑥焊點表面的焊錫形成尖銳的突尖。這多是由于加熱溫度不足或焊劑過少，以及烙鐵離開焊點時角度不當(dāng)造成的。

要做到良好焊接的條件是：待焊材料具有清潔的金屬表面；加熱到最佳焊接溫度；金屬擴散時產(chǎn)生金屬化合物。

手工焊接技術(shù)是一項實踐性很強的技能，在電子產(chǎn)品的維修、調(diào)試中常會用到。焊接質(zhì)量的好壞直接影響到維修效果。在掌握到它的方法技能后，要多練，多實踐，才能有較好的焊接質(zhì)量。

參考文獻

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[2]王春霞，朱延楓.電子元器件手工焊接技術(shù)[M].北京：機械工業(yè)出版社，2013.

[3]董傳銀.手工焊接工藝控制[M].北京：北京希望電子出版社，2006.

作者簡介：唐家燕（1986—），女，內(nèi)蒙古赤峰人，講師，研究方向：電子信息技術(shù)。