电子装联系列-焊接技术

散热，避免烙铁头“烧死”。对已“烧死”的烙铁头，应按新烙铁的要求重新上
锡。
(5) 烙铁头使用较长时间后会出现凹槽或豁口，应及时用锉刀修整，否则会
影响焊点质量。对多次修整的烙铁头，应及时更换，否则会使烙铁头温度过高。
(6) 在使用过程中，电烙铁应避免敲打碰跌，因为在高温时的振动，最易使
烙铁芯损坏。
五、手工焊接工艺
电子装联系列讲义
1
手工焊接技术
本文列出了电子装联手工焊接全过程的工艺技术要求。 本文既适用于电子装联中小批量、多品种印制板的组装连接；也适用于整机、 机柜的组装连接及导线、电缆的连接操作、检验和验收。
一、概述
焊接通常分为熔焊、钎焊、及接触焊三大类，在电子装联中主要使用的是钎 焊。
钎焊按照使用焊料熔点的不同分为硬焊（焊料熔点温度高于 450℃）和软焊 （焊料熔点低于 450℃）
图 1 焊锡桥作用 (a) 无焊锡桥作用，接触面小，传热慢； (b) 焊锡桥作用，大面积传热，速度快
图 2 焊锡量的掌握
(a) 焊锡过多、浪费；
(b) 焊锡过少，焊点强度差；
(c) 合适的焊锡量，合格的焊点。
6
电子装联系列讲义
7
图 3 烙铁撤离方向和焊锡量的关系
(a) 烙铁轴向 45°撤离； (b) 向上撤离；
1
电子装联系列讲义
2
温度过低，会造成虚焊。温度过高，会损坏元器件和印制电路板。合适的温
度是保证焊点质量的重要因素。在手工焊接时，控制温度的关键是选用具有适当
功率的电烙铁和掌握焊接时间。电烙铁功率较大时应适当缩短焊接时间，电烙铁
功率较小时可适当延长焊接时间。根据焊接面积的大小，经过反复多次实践才能
把握好焊接工艺的两个要素。焊接时间短，会使温度太低，焊接时间过长，会使
1、操作姿势及训练 一般烙铁离开鼻子的距离应至少不小于 30cm，通常以 40cm 为宜。 )
(a) 反握法：动作稳定，长时操作不易疲劳，适于大功率烙铁的操作。 (b) 正握法：适于中等功率烙铁或带弯头电烙铁的操作。 (c) 握笔法：一般在操作台上焊 PCB 等焊件时多采用此法。
(a) 连续锡焊时焊锡丝的拿法； (b)断续锡焊时焊锡丝的拿法。
适合各种小焊点焊接
多用途烙铁头，能够完成很大范围的焊接 任务
适于 SMT 拆、装和点到点焊接
适于密管脚点到点焊接
适于普通管脚的焊接
4
电子装联系列讲义
5
2、电烙铁的使用与保养
(1) 电烙铁的电源线最好选用纤维纺织花线或橡皮软线，这两种线不易被烫
坏。
(2) 使用前，测量插头与外壳是否漏电或短路，正常时阻值应为无穷大。
浸润：加热后呈熔融装态的焊料（锡铅合金）沿着工作金属的凹凸表面，靠 毛细管的作用扩展。如果焊料和工件表面足够清洁，焊料原子与工作金属原子就 可以接近到能够相互结合的距离，即接近到原子引力互相起作用的距离，上述过 程为焊料的浸润。
当θ=0°时，完全润湿；θ﹤90°时为润湿；θ﹥90°为不润湿。 润湿良好时，接触角明显小于 30°。
准备
清洁处理
电烙铁准备
加焊剂
清洗
自然冷却
加焊料
加热
Байду номын сангаас
图1
7
电子装联系列讲义
8
其主要工序说明如下:
准备: 根据图纸相关要求及工艺做好生产前准备,包括选择合适的焊剂、助
焊剂、电烙铁（含合适功率及烙铁头）。
清洁处理：待焊的导线、元器件引线、接线端子及印制电路板均应进行清
洁处理，并保证其可焊性。
电烙铁准备：①烙铁头应完全插入加热器内，加热部分与手柄应牢固可靠。
二、焊接的工艺要素
手工焊接的主要工具是电烙铁，要通过焊接人员熟练掌握锡焊技术，合理选 用烙铁、焊料、焊剂以及焊接的温度和时间等要素，才能保证焊接的质量。
1、工作金属材料应具有良好的可焊性。 常用元器件引线（需成型）、导线及接点等基本都采用铜材料制成。金、银 的可焊性较好，但价格贵。铁、镍的可焊性较差，一般在其表面先镀上一层锡、 铜、金或银金属，以提高其可焊性。 2、工件金属表面应洁净。 工件金属表面若存在氧化物或污垢，会严重影响与焊料在界面上形成合金 层，造成虚焊、假焊。 3、正确选用助焊剂及焊料 电子装联中常用的是树脂类助焊剂。松香基焊剂、水深焊剂（一般用于波峰 焊），助焊剂是一种略带酸性的易熔物质。Sn60 或 Sn63，或采用 GB3131-82R HISnPb39 锡铅焊料，形状任选（直径有 0.5、0.8、0.9、1.0、1.2、1.5、2.0、 2.5mm 等）； 4、控制焊接温度和时间。
连接部位的结构特征，焊接操作时间一般不超过 3s。热敏元件焊接时应采取必
要的散热措施且时间尽可能不超过 2s。
右图中:
焊料应用和焊料桥
自然冷却：焊点应在室温下自然冷却，严禁用嘴吹或用其它强制冷却方法。 在焊料冷却和凝固的过程中，焊点不应受到任何外力的影响。
小凿型长体多用途烙铁头，适用于难以接 触到的通孔焊点
适用于表面贴装元件或较细线的焊接，不 适用于普通通孔元件的焊接 适用于对长度用要求的小焊点表面贴装 元件或细线的焊接，不适用于普通通孔元 件的焊接 适用于超精密管脚间距的拖曳焊接，即可 用于鸥翼型引脚的焊接，又可适用于 J 型 引脚的焊接 适用于超精密管脚间距的拖曳焊接，即可 用于超精密鸥翼型引脚的焊接，又可适用 于 J 型引脚的焊接
按助焊剂状态
干式助焊剂 湿式助焊剂
助焊剂
纯松香焊剂: 常用于航天电子产品 （R） 残渣少易清洗。
按助焊剂活性程度
中等活性松香焊剂: 残渣少易清洗，良好的 (RMA) 绝缘性能，用于波焊焊， 搪锡以及民用产品中
活性松香助焊剂：氯离子含量高，主要用于可焊 （RA） 性差的元器件，在航天产品中 不允许使用
(3) 新烙铁刃口表面镀有一层铬，不易沾锡。使用前先用锉刀或砂纸将镀铬
层去掉，通电加热后涂上少许焊剂，待烙铁头上的焊剂冒烟时，即上焊锡，使烙
铁头的刃口镀上一层锡，这时电烙铁就可以使用了。新型的则不需要，因为出厂
加工成适用于印制电路板焊接要求的形状。
(4) 在使用间歇中，电烙铁应搁在金属的烙铁架上，这样即安全，又可适当
本文列出一些常用的烙铁头的形状，根据使用场合进行合理选择。
3
电子装联系列讲义
4
烙铁头形状的选择
形状和尺寸
适用场合
适用于广泛的应用，首选烙铁头
比上面形状更细的改进型，适用于中到小 的焊点，既可以用于通孔元件的焊接，又 可用于表面贴装元件的焊接
适用于多种灵巧焊接工作的烙铁头，是表 面贴装焊接的首选
大凿型长体多用烙铁头，适用于难以接触 到的通孔焊点
内热式电烙铁
) 恒温电烙铁：无论是外热还是内热式电烙铁的温度一般都超过 300℃，这 对焊接晶体管、集成电路等是不利的。在质量要求较高的场合，通常需要恒 温电烙铁。分电控和磁控两种。
磁控恒温电烙铁外形图
) 感应（电阻）式烙铁、储能式烙铁。 ) 烙铁头的选择和尺寸的选择：烙铁头太小则热容量小，焊接时会使温度下 降大，恢复温度时间长。扁平的、钝的烙铁头要比细的、尖的烙铁头传递更 多的热量，以能够方便焊接的同时，要心可能地选择大的烙铁头，这样即可 以以更低的温度得到更多的热量，同时也可以延长烙铁头的使用寿命。
温度太高。一般情况下，焊接时间不超过 3 秒。
三、锡焊材料
1、焊料 ① 焊料的熔点低于母材工业，在熔化时能在母材表面形成合金，并与母材连 为一体。除特殊要求外，手工焊接一般应采用符合 GB3131 的 HLSn60Pb 或 HLSn63Pb 线关焊料，焊料直径按连接点的大小选择。（该焊剂的优点：熔点低，使焊接时 加热温度低，可防止元器件和 PCB 损坏；熔点和凝固点一致，可使焊点快速凝固， 不会因半融状态时间间隔长而造成焊点结晶疏松，强度降低，这一点尤其对自动 焊接更有重要意义；流动性好，表面张力小，表面张力小，有利于提高焊点质量； 强度高，导电性好。） ② 铅锡合金的熔点一般为：183℃。（受锡铅组份的多少及其它少量元素超过 一定量的影响，其熔点会有所改变）。 ③ 无铅焊料，由于铅及其化合物是污染环境的有毒物质，使用无铅焊料是一 种必然的发展趋势。与上述常用的有铅比，无铅焊料的熔点增高（Sn-0.7Cu 约 221℃、Sn-3.5Ag 约 227℃左右），密度与润湿性降低，成本提高，机械性能等也 有所变化。国内对无铅焊料及其及组装的工艺技术，沿用至今不是完全成熟，但 这是今后的的方向。
加热：①将电烙铁置于连接部位，热能通过焊剂迅速传递并达到焊接温度。
应避过长的加热时间，过高的压力和温度。②对电子元器件的焊接，建议烙铁头
部温度为 250℃~280℃，但任何情况下不得超过 320℃。
加焊料：焊料应加在烙铁头和连接部位的结合部，并保持作为热传导的焊料
桥的存在，焊料应适量，并要覆盖住整个连接部位，形成凹形焊锡轮廓线。根据
加焊剂：①所有焊接部位均应使用焊剂。使用液态焊剂时，应薄而均匀地涂
于连接部位；使用带焊剂芯的线状焊料时，除重焊或返工外，不再使用液态焊剂。
②适量的焊剂是必不可缺的，但不要认为越多越好。过量不但增加清洗工作量，
而且延长加热时间，降低工作效率。若当加热不足时又容易夹到焊锡中形成“夹
渣”缺陷；对于开关的焊接，过量焊剂易流到触点处，从而造成接触不良。
② 钩焊：将被焊接元器件的引线或导线钩接在焊接点的眼孔中，夹紧，形 成钩形，使导线或引线不易脱落。钩焊的机械强度不如绕焊，但操作方便适用于 不便绕焊，而且要有一定的强度或便于拆焊的地方，如一些小型继电器的焊接点、 焊片等。
③ 搭焊：适用于要求便于调整或改焊的临时焊接点上；或要求不高的产品 上。
3、焊接操作程序 （1）手工焊接的工艺流程图见图 1。
2、助焊剂 ①选用要求：有良好的热稳定性和润湿性；助焊后的残渣少，并应无腐蚀， 易清除；不产生有害气体和刺激性气味。 ②助焊剂作用有三：(a)去除金属表面的氧化物、硫化物、油等污垢，使焊 料与被焊金属之间接近原子间的距离；(b)使金属表面和空气之间遮挡起来，起 到防止再氧化作用；(c)使焊锡的表面张力降低，提高流动性，使焊料在润湿状 态下进行锡焊。 ③松香助焊剂的分类
5
电子装联系列讲义
6
不正确的操作方法：
部分操作者的一种焊接操作法：即先 用烙铁头上沾上一些烛锡，然后将烙铁放 到焊点上停留等待加热后焊锡润湿部件。 这种方法，，这样虽然也可以将焊件焊起 来，但却不能保证质量。
五步法训练：
(1) 准备； (2)加热； (3)加焊锡； (4)去焊锡； ；
其中：(2)加热要靠焊锡桥，非流水线作业中，一次焊接的焊点形状是多种 多样的，实际上也不可能不断烙铁头，这样就需要借助形成热量传递的焊锡桥（见 图 1）。(3)加焊锡要适量，过多过少都会造成焊点缺陷（见图 2）。(5)去烙铁烙 铁的撤离也是有讲究的，这需要在实际操作中体会, （见图 3）。
(d) 垂直向下撤离；
(e)垂直向上撤离。
(c) 水平方向撤离；
2、焊接方式 焊接的方式有搭焊、插焊、绕焊（钩焊）三种形式。其中搭焊主要要用于高 频电路、扁平封装电路及待调试元器件。插焊主要适用于电阻器、电容器、电感 器、晶体管、双列直插集成电路、电连接器等，使用最广泛。而绕焊、钩焊主要 适用于波段开关、接线柱及有关的电连接器等。 ① 绕焊：是将被焊元器件的引线或导线绕在焊接点的金属件上（绕 1～2 圈），用尖嘴钳夹紧，以增加绕焊点强度，缩小焊点（导线绝缘层应离焊点 1～ 3mm，以免烫伤），然后进行焊接。这种焊接方式强度高，一般用于眼孔式焊接点、 焊片及柱形焊接点。常见焊接点绕焊示例见下图。
2
电子装联系列讲义
3
四、焊接工具
1、电烙铁是手工焊接的基本工具。常用的分外热式、内热式、恒温式、
吸锡式等几种。下面简单几种常用的电烙铁。
) 外热式电烙铁：结构简单，价格较低，使用寿命长，但其体积大，升温较 慢，热效率低。
外热式电烙铁
) 内热式电烙铁：具体体积小、重量轻、升温快和热效率高等优点，因而在 电子装配工艺中得到广泛的应用。20W 内热式电烙铁的实用功率相当于 25~40W 的外热式电烙铁，烙铁点部温度可达 350℃左右。
将烙铁头加热至可以熔化焊热的温度，在头部浸一层薄而均匀的焊料，并用清洁
潮湿的海绵或湿布擦试烙铁头表面。在焊接过程中，还需随时蹭去烙铁头上的杂
质。②电烙铁最好采用自动调节功率电烙铁，PCB 板的组装件的焊接一般采用
30～50W 电烙铁；微型元器件及片状元器件建议采用 10～20W 电烙铁；大型接线
端子和接地线的焊接建议采用 50～75W 电烙铁或更高。