中学：电子制作中焊接技术的探究与实践.doc

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1、精品文档 仅供参考 学习与交流中学论文：电子制作中焊接技术的探究与实践【精品文档】第 12 页电子制作中焊接技术的探究与实践各种电子产品都是由一个个小小的电子元器件和小电路组成的，只要有一个虚假的焊点就是不合格的产品。虽然大批量生产电子产品已采用自动化焊接，工艺水平高，质量保证，但生产、生活和制作修理中手工焊接的地位还无法取代。焊接技术是学生在电子技术课中从事电子制作十分重要的基本功，提高焊接质量，不仅提高了电子产品制作质量，而且能使学生养成遵守操作规程的良好习惯和质量意识，为进入电子制作理论与实践的领域创造良好的开端。关键词：电子制作、焊接技术、探究、实践。一、焊接前的准备1、刮脚与搪锡引线

2、已镀银或镀锡处理的元器件和已处理的线路板可直接用于焊接，否则须经刮脚、搪锡等处理。元件引脚、连接导线和铜箔等表面的氧化层，是引起隔离的最普遍的情况，是产生虚焊的主要原因。去除氧化层的办法是使用助焊剂松香或利用刀片刮除或用砂纸打磨，对于即将焊接的元件引脚、连接导线要先进行上锡处理，松香助焊剂能取得理想的效果。有些元件的引脚不易上锡，因而厂家已在引脚上镀上一层易焊层以便上锡，如果先行刮脚把易焊层刮去，上锡反而困难。印制线路板的铜箔上也会出现氧化层，焊接前须先行清除。对于个别的点，可用刀刮法清除氧化层；大面积的（如整块线路板），可用砂纸全面打磨光亮，然后涂上一层由酒精和松香配制的助焊剂，待酒精挥发后

3、松香就均匀地覆盖于印制板上，这样既清除了原有的氧化层，又隔离了空气，阻止了新的氧化，焊接时不必先行上锡。某些元件引脚和连接导线是用绝缘漆包着的金属线制作的，焊接这种引线时，要先把焊接处的漆层去除。在没有特殊焊剂的情况下，可采用下述方法：对于较粗的漆包线只需用刀片刮去漆层即可；如果漆包线很细（如收音机中的天线线圈），就不可用刀刮法去漆，可把漆包线放在木板上，用烙铁蘸少许焊锡，多些松香，在细漆包线上顺着线头方向反复摩擦，并且不断转动漆包线，直至全部附上光亮的锡层为止；若是多股细漆包线合在一起，照此方法也能上锡。2、折弯与插装针脚式元件安装有立式和卧式两种方式。插入元件前，要先根据线路板上装此元件的

4、孔间距离和排放要求将元件的引脚折好，要美观整齐。将引脚已上锡或出厂时已镀银镀锡处理的元件对着线路图插入干净的线路板上，将元件插入印刷电路板小孔。从正面插入（不带铜箔面），在电路板反面（有铜箔一面）焊接。尽可能靠近印刷线路板，且要端正，检查无误后用一块海绵覆住，倒置在桌上准备焊接。二、焊接的原理与技术要领（一）焊接的原理在电子制作中，焊接主要是把元件的金属引脚和线路板上的铜箔通过融熔的焊锡紧密地连结在一起。焊锡一旦被烙铁的高温熔化，就变成了液态，这种熔锡与洁净的铜箔接触后，会向周围漫延，在铜箔表面上形成一层均匀、光滑、连续的锡层，这种现象称为浸润。如果液体与固体接触后，具有收缩的趋势，不能形成扩

5、展的薄层，甚至还会成为一个圆点，这种现象称为不浸润。之所以选用焊锡作为焊料，就是因为熔化的焊锡在良好的条件下能与铜箔充分浸润，焊接过程的第一个环节就是要实现熔锡和铜箔间的良好浸润。焊接过程的另一个环节是熔锡和铜箔之间的相互扩散。由于分子之间有间隙，同时分子总是在不停地运动着，高温下运动更为剧烈，一旦熔锡与铜箔接触，熔锡分子和铜箔分子就会在接触界面上互相掺入对方，这种现象称为扩散。扩散的结果会在接触面处形成一个合金层，这种合金层的存在，能使凝固的焊锡与铜箔产主很强的结合力。所以，经过浸润和扩散这两个环节后，达到了焊锡和铜箔紧紧地连结在一起的目的。要实现焊接的高质量，就要保证焊锡和被焊物之间实现良

6、好的浸润和扩散。为此，要保证不能让任何杂物夹在焊物和焊锡之间而形成隔离层。操作时要把隔离物全面、彻底地清除，确保良好的浸润。在实现了良好的浸润之后，还必须考虑扩散的效果。事实上，在浸润的同时，扩散也在自然地进行着，但影响扩散效果的因素是多方面的，如果焊接温度高些，分子运动会快些，扩散效果就好些；焊接时间长些，扩散效果也会更好些。但焊接的温度和时间还须受到其他因素的制约，如元器件的耐热性能、焊锡的氧化、焊剂的挥发等。因此，焊接温度不能过高，时间不能太长。综合多方面的因素，选取焊接的最佳温度为250左右，过高过低均会产主不良的焊接结果。焊接的时间分两种情况而定，在焊接集成电路及晶体管等小型元件引脚

7、时，取2-3秒钟，较大的元件焊接时间可以达4-5秒钟。（二）送锡焊接法当操作者的一只手拿了电烙铁后，如果另一个手可腾出来拿锡丝时，最好采用送锡焊接法，这样比较容易保证焊点的质量；如果另一个手需要拿镊子夹元件等时，那么就只能采用带锡焊接法，也叫点锡焊接法。从大量的实践中了解到，送锡焊接法的使用更为普遍，具有焊接速度快、焊点质量好的优点。右手握预热的烙铁，使烙铁头加热待焊点。注意烙铁头是斜面的，应将斜面贴紧元件引脚，同时尖角接触焊盘（见下图1），若烙铁头是锥形的，则以圆锥尖或圆锥的1/3处贴紧元件引脚，锥尖接触焊盘，要同时加热元件引脚和焊盘。烙铁轴线与焊盘面的夹角约呈45。加热时间约23秒后，使被

8、焊点升温到适宜温度。左手将锡丝从烙铁头的对1、烙铁头紧贴引脚与焊盘 2、焊丝接触引脚 3、先撤离焊丝 4、后撤离电烙铁面（斜面烙铁头）（见上图2），或侧面（圆锥状烙铁头）送到元件引脚与焊盘的结合处。若锡丝送上未被立即熔化，说明被焊点的温度低了，要稍延长加热时间再送焊锡丝，不要为了使锡丝熔化，直接将锡丝送到烙铁头上，因为往烙铁上送丝常发生虚焊。当焊点熔化、浸润、扩散，待焊点上有适量的熔融状态锡时，先撤离焊锡丝，后撤烙铁头（见上图3、4）。焊锡凝固前，被焊物不可晃动，否则也易造成虚焊。送锡焊接法的要领：1、双手协同操作；2、烙铁要同时加热引脚和引脚处的焊盘，至温度适宜，加热时间太长将使焊盘（铜箔）

9、氧化直至烧焦翘起，造成铜箔脱落损坏；3、熔锡扩散和浸润发生至熔锡铺满焊盘的2/3后，先撤离锡丝后撤烙铁。若焊点过大，锡丝和烙铁可以同时左右绕引线转动一下；4、锡丝不得后于烙铁离开。（三）带锡焊接法右手持吃锡的电烙铁，左手用尖嘴钳或镊子夹持元件或导线。将烙铁头刃面接触被焊接元件的引脚和焊盘，烙铁头停留的时间控制在23秒钟，当引脚和焊盘被浸润，焊点上充满光亮的焊锡时，左手仍持元件不动，电烙铁沿着元件引脚方向轻提离开焊点，这样焊点将呈正弦波峰形状，既饱满、光亮、质量又好。待焊点处的锡冷却凝固后，方可松开左手。烙铁头的刃口上带的锡量的多少，要根据焊点的大小而定，锡量过少焊接不牢；锡量过多焊不透，且焊点

10、也不美观。烙铁头的刃口与焊接电路板的角度最好是45，使电烙铁斜面接触引脚和焊盘，这样导热面积大，焊接速度快，焊点质量好。锡量过多，不但浪费焊锡，而且焊点内部也不一定焊透，牢固性反而变差，还会溢向附近的铜箔而造成短路连焊。（四）焊接质量分析正常焊点 焊锡过少 焊锡过多 出现毛剌 虚焊假焊焊接二极管、三极管、集成块等元件时，时间要短，并用尖嘴钳或镊子夹住引脚根部，以利于散热，防元件烫坏。一个好的焊点，应该是表面光亮，圆滑而无毛刺，锡量适中、锡和被焊物融合牢固，连接可靠，且呈圆锥型（即浸润型）。焊接质量用焊接角来检查，焊锡凝固后的切线方向同线路板的夹角叫做焊接角，焊接角大于90是实焊，小于90是虚焊

11、（如上右图）。常见的不正常情况有：1、虚焊和假焊虚焊看起来好像有锡在引脚和焊盘上，但焊锡与引脚没有焊好，接触不良，电子产品震动后，容易出现信号时有时无的情况。假焊是由于被焊接的焊盘氧化而没有处理造成的。假焊看起来好像有锡在引脚和焊盘上，但焊盘上没有焊锡的浸润，此焊点根本就没焊上去，是假的，此电路没接通，严重时元器件的引脚可从印刷电路板上拔下来。危害：连接处机械强度低，在外力的冲击和激烈震动时，容易脱开焊接件，造成电路不通或时通时断等故障，且不易检出。一般可通过用眼观察，用手摇动查出，有时还需要配合万用表测量。其主要产生原因有：A、金属引脚没有上锡或上得不好，没有清除焊盘的氧化层和污垢，或者清除

12、不彻底；B、烙铁头未同时紧靠在待焊接的引脚与焊盘两部分上，焊点温度不够，焊锡还没完全熔化（称半熔态），烙铁就撤走了；C、焊锡未凝固前发生晃动；D、当温度过高，焊接时间过长，形成不适当的合金。只有经过大量的、认真的焊接实践，才能避免这两种情况。2、电路板铜箔脱落原因：A、焊接时间过长；B、电烙铁功率过大；C、对有问题焊点重复处理次数过多。解决办法是要控制好焊接时间；需更换功率小一点的电烙铁；要求对有问题焊点分清原因，在处理时一次解决。3、毛刺焊点产生的原因是助焊剂不足或温度不够高，电烙铁离开焊点时焊锡和电烙铁不能很好的分离，呈粘滞状态而出现毛刺，焊点显得干枯、不光亮圆润。解决办法是用电烙铁头多沾

13、些松香重新焊一次。4、搭锡现象即连焊，避免搭锡首先要选用合适的烙铁头，烙铁头尖细一点，焊起来慢一些，但发生搭锡的机会也少一些。温度越高，锡的流动性越好，物质与物质之间的排斥和吸引发挥得越彻底，搭锡越能消除。但是，温度太高了，元件要烫坏，铜箔要翘起。焊接密脚IC的时候，很容易发生连焊现象。关键是要有熟练的焊接技术，掌握好焊接时间和用锡量。如果出现了连焊，可以吸去一些焊锡，再加一点松香，焊锡自然就会分开，注意松香不能太多。焊接完成后进行剪脚和检查。用斜口钳将焊好的管脚连根剪去，剪时靠近工具盘，使剪下的管脚落在盘内（培养好的习惯）。高标准检查焊接质量，检查有无连焊、虚焊和漏焊，对不满意处进行再加工。

14、三、教学中的反思1、安全措施和养成教育焊接要用220V的交流电，电源由教师统一控制，总闸和分组控制闸都应装上空气开关。买来的电烙铁电源线是塑料线的应换成防烫的花线（橡胶皮外有棉线），因为橡胶遇高温发出臭味会提醒我们。教室还应备有可供更换的电烙铁、应急处理用的电工绝缘胶布和烫伤药等。重视养成教育。焊接元件和电路板时，器材较多。为了便于操作，避免发生事故，要把工具和元件放置在桌上的固定位置。不少学生劳动习惯差，工具使用不规范，许多工具很容易在桌上摆得一团糟。因此要求学生养成器材放置有序、操作前进行安全检查的习惯，清点摆放和使用工具的程序和习惯，节约材料、爱护公物、课后整理打扫及自查自评的习惯。2、

15、注重直观教学和规范训练由于焊接技术涉及学具多，专业性和实践性强，元器件个头小，焊点更小，焊点的形成过程、合格焊点的样式都很难直观地展现在全体学生面前。电烙铁如何加热待焊点及加热的时间控制，直接影响着焊接质量，是学习和掌握焊接技能的难点。适宜的教具将是突出重点，突破难点的关键。可利用板画、自制挂图和展示历届学生作品等途径进行讲解，也可采用摄录像技术或实物投影设备，展示合格和不合格的典型焊点，将刮脚、搪锡、上松香、焊接等技术要领多角度反复细致地展示给学生，而且还可以通过特写镜头对关键、细微部分进行放大、突出，使学生观察得更准确、更全面。在此基础上教师稍加指导，学生即可掌握要领，轻松过关。在教学中必须抓住“规范”两字，包括教师规范地演示指导和学生规范地操作学习。规范训练的本质，就是防止学生在开始学习时，学习的动作、习惯、方法、姿势等发生偏差，从而影响以后的学习。要掌握操作技能必须要有计划、有目标、有系统地进行分步骤训练。不训练技能是学不会的，不规范技能是学不好的。通过教师示范学生模仿操作对焊点质量进行评价反馈调整动作逐步完善等过程，使焊接技术达到掌握和熟练的程度。