烙鐵在古代那可是一種非常厲害的刑具,以前發明烙鐵的人肯定不會料到現在是用來焊錫,用來焊接電子元器件。還記得爺爺用的烙鐵,是用來補破鍋,在火炭裏燒得泛紅的四方形烙鐵,沾點錫就烙在放有松香和亞鹽酸的破口上,像水滴到熱鐵板上面「嘰~」一陣白煙冒上來,破漏處也就堵上去了。

焊接的方法有很多,而電子電路中手工焊接使用的是電烙鐵焊接,屬於釺焊焊接技術。一般來說,貼片元件由貼片機貼焊貼片元件,再由人工將分立元件焊上去,因此每個電子公司,都會有專門拿烙鐵的工人,稱之曰「烙鐵手」。

一、電烙的鐵類型。相信很多電烙鐵從業者都是進入工廠後,才很被動地被管理者推到PCB(電路線路板)焊接工作臺。但如果要自己DIY電路的話,擁有自己一把電烙鐵是非常必要。那麼你要考慮到買一把多少功率?內熱式還是外熱式?什麼款式的烙鐵咀。要調溫恆溫呢還是直接加溫?

二、焊接技術。很多資料會跟初學者說電烙鐵和電路板呈45°,錫絲從電烙鐵咀和焊盤的接觸面加入,但是這樣還不行,一個很重要的知識點沒有提到,就是焊接溫度和焊接速度的控制。我看過有人這樣焊接:將錫絲熔化在烙鐵咀上面,再用烙鐵咀和到焊盤上面,這樣是會造成很多虛焊。一般生產線上烙鐵的溫度是在350℃左右,焊接貼片元件可以調到320℃左右,要焊接直徑2釐米或更大的焊盤的時候可以調到410℃左右。此外還要根據烙鐵頭大小、焊接環境溫度高低以及焊接速度快慢稍微調節烙鐵溫度。

如果使用非恆溫調溫電烙鐵,則焊盤越大、速度越快相應電烙鐵的功率就得越大,反之焊盤越小、速度越慢則使用功率小。

焊接過程要注意的是氧化問題,當烙鐵咀不沾錫的時候、當焊盤不沾錫的時候,那要考慮氧化問題了。這裡我們需要了解一下錫絲結構,用刀片切斷錫絲,用放大鏡看,就會看到,周圍一圈是銀白色,這是錫,是一種熔點比銅、鐵低得多的導電材料,中間一點黑色,這是助焊劑,一般以松香為主的化工材料,聞起來很香的話,是無毒;聞起來很刺鼻那就是有毒材料。好的助焊劑用起來烙鐵咀會越亮,不好的助焊劑因為雜質多,烙鐵頭會經常氧化,影響生產速度和縮短烙鐵咀使用壽命。

1、初焊者消除手抖動的方法。很多剛接觸電烙鐵的同行,都會出現手抖現象,這對於焊接是很危險,容易濺錫、虛焊和短路。初學者可以試一下,將肺裡面的氣呼掉,心情放鬆,再試著焊下去,這樣會達到事半功倍的效果。拿電烙鐵跟拿筆是一樣的,會拿筆就會拿電烙鐵。

2、焊點毛刺的處理。焊點毛刺主要是錫點上面的助焊劑蒸發完,焊點表面形成一層氧化層,這層氧化層使得焊點黯淡,冷卻後粗糙,這時要給它增加點助焊劑,一般是直接把錫絲加上去,利用錫絲裡面的松香,將氧化層去掉。焊接速度要快,焊盤上的錫一熔化,就要將錫絲和烙鐵咀收起來。

3、烙鐵咀氧化的處理。烙鐵咀氧化的判斷:加熱後烙鐵咀不能沾錫,烙鐵咀呈黑色,接觸錫點的時候不能將錫點熔化,那麼這樣就是氧化了。我看生產線很多員工,包括拉長、班長都會把烙鐵頭直接換了,這樣當然能很好根治,但並不是唯一解決方式。遇到這種情況,可以跟烙鐵咀降溫,一般是斷電降溫,然後用刀片或者銼條將烙鐵咀表面刮光,把氧化層去掉,再重新加熱,加熱的過程不斷用錫絲碰烙鐵咀,這樣烙鐵頭一熱,錫絲熔化順著裡面的松香就沾烙鐵咀上面。要是烙鐵頭經常氧化,那要考慮把溫度調低或者更換功率小的電烙鐵,或者更換錫絲。

4、焊接貼片元件技術。拆開電腦主機你會看到主板上面有很多密密麻麻的長方形元件,跟芝麻的兩分之一差不多大小,這些就是貼片元件,在試驗之初都是用人工手工焊接上去。先對一個焊盤上點錫,再用鑷子夾起元件,焊固定一隻腳之後,再焊接另外一隻腳。焊接的時候手不能有抖動,電烙鐵溫度要調在在320℃,烙鐵咀要保持光亮,在錫點上停留時間不得超過1秒,也就是說錫點一熔化馬上要移開,再焊接剩下的管腳(元器件腳)。

5、焊接帶有塑料材料的元器件。一般帶有塑料的元件,是連接器(連接頭)元器件。因為帶有塑料,塑料遇熱就會融化變形,所以比較難焊。我們知道,塑料的熔點很低,有時候元器件腳還沒有固定好,塑料就已經變軟了,經常是焊好一個這樣的元器件,塑料結構都變形。遇到這樣的元器件,要注意一個技術點:需將溫度調高,焊接速度要快,相當於元器件金屬表面一沾錫即刻閃開錫絲和電烙鐵。這樣當溫度傳遞到塑料材料上面的時候,熱源都變冷。這種方法也適用於焊接保險絲。記住千萬不能調低溫度焊接。

6、焊接密集元件腳技術。這個技術主要來焊接IC(集成電路),也只有IC纔有很多管腳,並且靠的很密集。有三個焊接方法:一個是拖錫方法,拿起PCB,使錫點熔化後沿烙鐵咀尖點流到烙鐵咀上面;第二個是甩錫法,將熔化的錫點甩到工作臺上面,將錫點甩下來;第三個方法是適用吸錫器,用烙鐵咀將錫點熔化,用吸錫器吸掉熔化多餘的錫水。

7、防靜電措施。一般正規的電子公司,都會有嚴格的生產規則防止靜電危害。靜電的危害不僅存在電子產品中,電子儀器,尤其是精密儀器對靜電也是非常敏感。所以,條件好的要穿防靜電衣服、褲子,戴防靜電帽穿防靜電鞋,還要戴防靜電手套,工作時還要夾上放靜電夾,工作臺和地板要埔防靜電地毯,進入生產、實驗區要通過靜電測試才能進入,作業間進入茶水間又得重新卸穿裝備,程序複雜、嚴格。而對於簡單的DIY人士呢,就只需用一根電線,剝開線皮、用線芯纏繞在手腕上面,另一線頭接地就可以了。

三、焊接的良好習慣。養成良好的焊接習慣會讓自己一生受益,既可減少錯誤動作提高效率,又可培養專業素養和練造良好品格。

1、焊接工作臺的佈置。儀錶、儀器等測量工具放置在工作臺正前面,元器件、線材等材料放置在工作臺左側,電烙鐵、放靜電手環、鉗子、刀片、螺絲刀等工作放置在工作臺右側,抽煙風扇/抽煙管懸在焊接PCB上10釐米處。

2、實驗室物品佈置。元件和工具要放置在顯眼順手的位置固定放置;元器件要分類放置在固定位置,貼上元件名稱、型號、標稱值,電阻、電容和電感要按封裝、標稱值大小順序排放;洗板水、桶裝助焊劑等易燃易爆等生產輔助材料要放置在安全區域。

四、生產線的省錫方法。省錫對於個人DIY和產品打樣來說是沒必要,但對於量產產品來說,那可是關係到降低產品生產成本、提高產品電氣性能、提高產品生產效率的作用。

1、烙鐵咀和焊點的匹配。一般要拖錫的焊點,採用刀口烙鐵咀;焊接貼片的用圓形剪頭烙鐵咀;焊接過孔的用馬蹄形烙鐵咀。不同的焊點要採用不同的烙鐵咀,這樣可以省下很多錫點。

2、焊接習慣。這個主要說甩錫,有些烙鐵手邊焊接邊甩錫,這樣看起來好像很帥,其實是非常浪費錫絲。一個優秀的烙鐵手是從來不甩錫,每一寸經過他手中的錫絲都會100%焊接到電路板上面去,絕對不會有所浪費。再者就是焊點工藝,焊點只要填滿焊盤即刻,越飽滿的焊點耗錫越大,越有虛焊的可能,此般不可取。

3、焊盤大小與錫絲的選用。正常來說,焊盤越小,採用的錫絲要越細,焊盤越大選用的錫絲要越粗,這樣可以合理控制伸縮速度,便於控制錫絲的供給量。


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