《电子元件与材料》
对于中等职业院校电子专业的学生来说,电子元件焊接技术是一项很重要的技能。特别是对于学机电专业的学生来说,是一项最基本的技能。根据笔者多年的教学经验,很多学生在这方面往往很难有较高的焊接质量,鉴于此,笔者在本文中就这方面的教学经验与大家共同交流探讨。
电烙铁是电子工艺学中最常用的焊接工具,其作用是把电能转换成热能,对焊件进行加热,使焊料熔化、扩散、浸润、凝固,把两种金属焊件永久地牢固结合。
一、焊接过程中常见的问题分析
焊接的质量直接影响到电子产品的性能。笔者在多年的教学经验中发现,同学们在操作中普遍存在以下焊接问题。
1.虚焊脱焊:主要原因是焊盘和引脚脏,加热时间不够,焊料没有完全熔化、浸润焊件,看似焊牢,其实没有达到理想的焊接效果,会造成电路工作故障。
2.拉尖短路:由于焊料过多形成堆焊,造成相邻引脚之间被多余的焊锡粘连短路,或由于残余锡渣造成脚之间的短路。拉尖是由过度加热焊料和不当的焊接操作造成,会导致电路短路或尖端放电。
3.错位焊接:元件引脚在插装时定位不准,在焊接过程中导致元件不在规定的焊接区域,影响电子产品的功能,造成电路错误。
4.锡量不适:常见少锡或多锡。少锡即加的锡量太少,焊点太薄覆盖不充分,常有空洞和间隙,影响连接的机械强度,焊接不牢。多锡即锡料过度覆盖,呈堆焊,易造成引脚间短路,破坏电路。
5.焊盘处理不干净:焊板上过多附着锡球、锡渣,容易造成元件引脚间短路。
6.元件被烧坏:焊接过程对电子元件的引脚过度加热,或操作不当,导致元件被烧坏,造成电路损坏,影响电子元件的性能。
7.虚焊:虚焊存在于焊点与焊盘之间、元件引脚与焊点之间、焊点中间,是最常见的质量问题,普遍存在学生的实际操作中。
针对以上存在的问题,下面就谈谈电烙铁焊接技术的正确操作方法,以解决问题,提高焊接质量。
二、焊接过程中的具体操作方法
1.烙铁头处理和选用。新的电烙铁或是旧的烙铁都必须进行上锡处理,具体的方法是:使用砂纸或锉子将烙铁头端部的氧化层磨掉,清除其表面氧化物及污垢,然后加热反复上锡两三次,使烙铁头均匀地涂上一层锡,再涂上助焊剂,能够提高电烙铁的可焊性,延长使用时间。
2.常用助焊剂的选用。焊接中常用的助焊剂是松香和酒精的混合物,它的作用是使焊件及焊盘快速均匀受热,使它们同时达到焊接所需要的温度。另外,它能有效地去除焊件上的被氧化物,使焊件更好地焊接到一起,提高焊接质量。
3.直插引脚型元件手工焊接的方法与步骤。操作工艺流程是:准备、电子元件管脚的成型上锡、加温烙铁头、加热被焊件、上锡、移开焊锡丝、移开电烙铁。总的操作原则是:快、准、稳。各步骤要协调顺畅,“快”就是对被焊件加热时间不能太长,否则容易烫坏元件,必要时可用镊子镊住管脚来帮助散热。“准”就是上锡要加在焊点的焊盘上,别把锡加到焊盘其他位置,以免造成堆焊短路。“稳”就是在整个焊接过程中,焊件要稳固,不能抖动,否则在焊料未凝固时抖动了会产生假焊、虚焊现象。首先对电子元件的引脚进行成型去氧化层和上锡处理,再对电烙铁通电,让它达到足够的温度。对它通电加热到一定时间,可以靠近鼻尖感受一下烙铁头的热度,让锡丝碰一下烙铁头,如果锡条能马上熔化,说明烙铁头的温度达到焊接所需要的温度;若温度不够不要急于焊接操作,易造成虚焊。接着是用烙铁对两个焊件快速加热,达到焊接温度时进行上锡操作,焊锡丝在焊盘上快速涂一周,让焊料覆盖整个焊点并完全浸润。上锡要适量,不能过多或过少,然后先移走焊锡料,过两三秒后再移开电烙铁,一定要让电烙铁顺元件的管脚根部往上移走,否则会拉丝冒尖(拉尖在电路工作中会放电,影响其工作状态,一定要避免)。焊接元件总的原则是:先难后易,先低后高,先贴片后插装。难度大的放最后,一旦焊接失败就不会前功尽弃,有利于焊接的顺利进行,焊接起来方便顺手。焊接完成后,必须清洁电路板上的残余助焊料和多余的焊料,以防影响电路的正常工作状态。
4.贴片式元件的焊接。焊前在焊盘上先上适量助焊剂,清理不干净的杂质,用镊子小心地将芯片放到相应的PCB板上,并保证芯片放置方向正确,加热好电热铁,沾少量焊锡,先在元件引脚上适量的锡,再对芯片的两个对角引脚加热,加适量焊锡料,注意要让芯片稳固不能移动,焊接时间不宜过久,控制在3—5秒,当焊料完全湿润引脚后迅速移走电烙铁,焊完后应用助焊剂浸润所有引脚,并吸掉多余的焊锡,避免造成引脚间短路。最后还必须对电路板的焊点进行质量检查、修理和补焊处理。
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