焊接原理及焊接工具

　　焊接原理：

　　目前電子元器件的焊接主要采用錫焊技術(shù)。錫焊技術(shù)采用以錫為主的錫合金材料作焊料，在一定溫度下焊錫熔化，金屬焊件與錫原子之間相互吸引、擴(kuò)散、結(jié)合，形成浸潤的結(jié)合層。外表看來印刷板銅鉑及元器件引線都是很光滑的，實(shí)際上它們的表面都有很多微小的凹凸間隙，熔流態(tài)的錫焊料借助于毛細(xì)管吸力沿焊件表面擴(kuò)散，形成焊料與焊件的浸潤，把元器件與印刷板牢固地粘合在一起，而且具有良好的導(dǎo)電性能。

　　錫焊接的條件是：焊件表面應(yīng)是清潔的，油垢、銹斑都會影響焊接；能被錫焊料潤濕的金屬才具有可焊性，對黃銅等表面易于生成氧化膜的材料，可以借助于助焊劑，先對焊件表面進(jìn)行鍍錫浸潤后，再行焊接；要有適當(dāng)?shù)募訜釡囟?，使焊錫料具有一定的流動性，才可以達(dá)到焊牢的目的，但溫度也不可過高，過高時(shí)容易形成氧化膜而影響焊接質(zhì)量。

　　焊接工具：電烙鐵

　　手工焊接的主要工具是電烙鐵。電烙鐵的種類很多，有直熱式、感應(yīng)式、儲能式及調(diào)溫式多種，電功率有15W、2OW、35w……300W多種，主要根據(jù)焊件大小來決定。一般元器件的焊接以2OW內(nèi)熱式電烙鐵為宜；焊接集成電路及易損元器件時(shí)可以采用儲能式電烙鐵；焊接大焊件時(shí)可用150W~300W大功率外熱式電烙鐵。小功率電烙鐵的烙鐵頭溫度一般在300~400℃之間。

　　烙鐵頭一般采用紫銅材料制造。為保護(hù)在焊接的高溫條件下不被氧化生銹，常將烙鐵頭經(jīng)電鍍處理，有的烙鐵頭還采用不易氧化的合金材料制成。新的烙鐵頭在正式焊接前應(yīng)先進(jìn)行鍍錫處理。方法是將烙鐵頭用細(xì)紗紙打磨干凈，然后浸入松香水，沾上焊錫在硬物（例如木板）上反復(fù)研磨，使烙鐵頭各個(gè)面全部鍍錫。若使用時(shí)間很長，烙鐵頭已經(jīng)氧化時(shí)，要用小銼刀輕銼去表面氧化層，在露出紫銅的光亮后用同新烙鐵頭鍍錫的方法一樣進(jìn)行處理。當(dāng)僅使用一把電烙鐵時(shí)，可以利用烙鐵頭插人烙鐵芯深淺不同的方法調(diào)節(jié)烙鐵頭的溫度。烙鐵頭從烙鐵芯拉出的越長，烙鐵頭的溫度相對越低，反之溫度就越高。也可以利用更換烙鐵頭的大小及形狀來達(dá)到調(diào)節(jié)烙鐵頭溫度的目的。烙鐵頭越細(xì)，溫度越高；烙鐵頭越粗，相對溫度越低。

　　根據(jù)所焊元件種類可以選擇適當(dāng)形狀的烙鐵頭。烙鐵頭的頂端形狀有圓錐形、斜面橢圓形及鑿形等多種。焊小焊點(diǎn)可以采用圓錐形的，焊較大焊點(diǎn)可以采用鑿形或圓柱形的。

　　還有一種吸錫電烙鐵，是在直熱式電烙鐵上增加了吸錫機(jī)構(gòu)構(gòu)成的。在電路中對元器件拆焊時(shí)要用到這種電烙鐵。

　　PCB雙面回焊制程介紹及注意事項(xiàng)

　　目前SMT業(yè)界主流的電路板組裝技術(shù)應(yīng)該非「全板回流焊接（Reflow）」莫屬，其他當(dāng)然還有別的電路板焊接方法，而這種全板回流焊接又可以區(qū)分為單面板回焊及雙面板回焊，單面回焊的板子現(xiàn)在很少人使用了，因?yàn)殡p面回焊可以節(jié)省電路板的空間，也就是說可以讓產(chǎn)產(chǎn)做到更小，所以市面上看到的板子大多屬于雙面回焊制程。

　　因?yàn)椤鸽p面回焊制程」需要做兩次的回焊的關(guān)系，所以會有一些制程上的限制，最常見的問題就是板子走到第二次回焊爐時(shí)，第一面上面的零件會因?yàn)橹亓﹃P(guān)系而掉落，尤其是板子流到爐子的回焊區(qū)高溫時(shí)，本文將說明雙面回焊制程中零件擺放的注意事項(xiàng)：

　　一般來說比較細(xì)小的零件建議擺放在第一面過回焊爐，因?yàn)榈谝幻孢^回焊爐時(shí)PCB的變形量會比較小，錫膏印刷的精度會比較高，所以較是合擺放較細(xì)小的零件。

　　其次，較細(xì)小的零件不會在第二次過回焊爐時(shí)有掉落的風(fēng)險(xiǎn)。因?yàn)榈谝幻娴牧慵诖虻诙鏁r(shí)會被放至于電路板的底面直接朝下，當(dāng)板子進(jìn)入回焊區(qū)高溫時(shí)比較不會因?yàn)橹亓窟^重而從板子上掉落下來。

　　其三，第一面板子上的零件必須過兩次回焊爐，所以其耐溫必須要可以耐受兩次回焊的溫度，一般的電阻電容通常被要求至少可以過三次回焊高溫，這是為了符合有些板子可能因?yàn)?a target="_blank">維修的關(guān)系，需要重新走一次回焊爐而做的要求。

　　哪些SMD零件應(yīng)該擺在第二面過回焊爐？這個(gè)應(yīng)該是重點(diǎn)。

　　大組件或較重的組件應(yīng)擺放在第二面過爐以避免過爐時(shí)零件會有掉落回焊爐中的風(fēng)險(xiǎn)。

　　LGA、BGA零件應(yīng)盡量擺放在第二面過爐，這樣可以避免第二次過爐時(shí)不必要的重新熔錫風(fēng)險(xiǎn)，以降低空/假焊得機(jī)會。如果有細(xì)間腳且較小的BGA零件不排除建議擺放于第一面過回焊爐。

　　BGA擺放在第一面或第二面過爐其實(shí)一直很有爭議，擺放第二面雖然可以避免重新融錫的風(fēng)險(xiǎn)，但通常第二面過回焊爐時(shí)PCB會變形得比較嚴(yán)重，反而會影響吃錫質(zhì)量，所以工作熊才會說不排除細(xì)間腳的BGA可以考慮放在第一面。不過反過來想，如果PCB變形嚴(yán)重，只要在精細(xì)的零件，擺放在第二面打件貼片一定是個(gè)大問題，因?yàn)殄a膏印刷位置及錫膏量會變得不精準(zhǔn)，所以重點(diǎn)應(yīng)該是想辦法如何去避免PCB變形，而不是因?yàn)樽冃味紤]把BGA放在第一面，不是嗎？

　　零件不能耐太多次高溫的零件應(yīng)該擺放第二面過回焊爐。這是為了避免零件過太多次高溫而損毀。

　　PIH/PIP的零件也要擺在第二面過爐，除非其焊腳長度不會超出板厚，否則其伸出PCB表面的腳將會與第二面的鋼板產(chǎn)生干涉，會讓第二面錫膏印刷的鋼板無法平貼于PCB造成錫膏印刷異常問題發(fā)生。

　　某些組件內(nèi)部會有使用焊錫作業(yè)的情形，比如說有LED燈的網(wǎng)線連接器，必須注意這種零件的耐溫能否過兩次回焊爐，如果不行就得放置于第二面打件。

　　只是零件擺放于第二面打件貼片過回焊爐，就表示電路板已經(jīng)過了一次回焊爐高溫的洗禮，這時(shí)候的電路板多少已經(jīng)有些翹曲及變形發(fā)生，也就是說錫膏的印刷量及印刷的位置會變得比較難以控制，所以也就容易引起空焊或短路等問題，因此放在第二面過爐的零件，建議盡量不要擺放0201以及細(xì)間腳（finepitch）零件，BGA也應(yīng)該盡量選擇有較大直徑的錫球。

　　另外，在大量生產(chǎn)中要將電子零件焊接組裝于電路板，其實(shí)有很多種工藝方法，不過每一種工藝制程其實(shí)都是在電路板設(shè)計(jì)之初就已經(jīng)決定好了的，因?yàn)槠潆娐钒迳系牧慵[放位置會直接影響到組裝的焊接順序與質(zhì)量，而布線則會間接影響。

　　雙面電路板的焊接方法

　　雙面電路板為了保證雙面電路有可靠的導(dǎo)電效果，應(yīng)首先用導(dǎo)線之類焊接好雙面板上的連接孔（即金屬化工藝透孔部分），并剪去連接線尖突出部分，以免剌傷操作者的手，這是板的連線準(zhǔn)備工作。

　　雙面電路板焊接要領(lǐng)：

　　1、對有要求整形的器件應(yīng)按工藝圖紙的要求進(jìn)行工藝處理；即先整形后插件。

　　2、整形后二極管的型號面應(yīng)朝上，不應(yīng)出現(xiàn)兩個(gè)管腳長短不一致的現(xiàn)象。

　　3、對有極性要求的器件插裝時(shí)要注意其極性不得插反，輥集成塊元件，插裝后，不論是豎式或平臥的器件，不得有明顯傾斜。

　　4、焊接使用的電烙鐵其功率為25~40W之間，電烙鐵頭的溫度應(yīng)控制在242℃左右，溫度過高頭容易“死掉”，溫度低了熔解不了焊錫，焊接時(shí)間控制在3~4秒。

　　5、正式焊接時(shí)一般按照器件從矮到高，從里向外的焊接原則來操作，焊接時(shí)間要掌握好，時(shí)間過長會燙壞器件，也會燙壞覆銅板上的覆銅線條。

　　6、因?yàn)槭请p面焊接，因此還應(yīng)做一個(gè)放置電路板的工藝框架之類，目的是不壓斜下面的器件。

　　7、電路板焊接完成后應(yīng)進(jìn)行全面對號入座式的檢查，查有漏插漏焊的地方，確認(rèn)后對電路板多余的器件管腳之類進(jìn)行修剪，后流入下道工序。

　　8、在具體的操作中，還應(yīng)嚴(yán)格遵循相關(guān)的工藝標(biāo)準(zhǔn)來操作，保證產(chǎn)品的焊接質(zhì)量。

　　雙面電路板的再焊接技巧

　　對別人焊接過的雙面電路板再修時(shí)，由于臟、亂，并可能有虛焊、斷線、接觸不良等故障，整修起來難度大。小編的經(jīng)驗(yàn)是：

　　1、觀察：依據(jù)圖紙或樣機(jī)，大致了解實(shí)物線路及走向狀況。

　　2、拆件：將焊接過的元器件、插頭座及飛線拆掉。

　　3、清潔：用無水酒精將電路板表面的松香、焊油清潔干凈。清理時(shí)如用烙鐵配合加熱則速度更快、效果更好。

　　4、走線：參考觀察情況仔細(xì)理清線路走向，無圖時(shí)可用畫圖方法輔助注記。

　　5、焊接：依據(jù)理清的線路焊接。在用導(dǎo)線連接斷線時(shí)，應(yīng)盡量安排在背面；

　　6、檢查：依據(jù)圖紙或樣機(jī)及前邊理線分析的結(jié)果。查焊接是否正確、可靠，工藝是否符合要求；

　　7、加電試機(jī)。