焊接原理及焊接工具

　　焊接原理：

　　目前电子元器件的焊接主要采用锡焊技术。锡焊技术采用以锡为主的锡合金材料作焊料，在一定温度下焊锡熔化，金属焊件与锡原子之间相互吸引、扩散、结合，形成浸润的结合层。外表看来印刷板铜铂及元器件引线都是很光滑的，实际上它们的表面都有很多微小的凹凸间隙，熔流态的锡焊料借助于毛细管吸力沿焊件表面扩散，形成焊料与焊件的浸润，把元器件与印刷板牢固地粘合在一起，而且具有良好的导电性能。

　　锡焊接的条件是：焊件表面应是清洁的，油垢、锈斑都会影响焊接；能被锡焊料润湿的金属才具有可焊性，对黄铜等表面易于生成氧化膜的材料，可以借助于助焊剂，先对焊件表面进行镀锡浸润后，再行焊接；要有适当的加热温度，使焊锡料具有一定的流动性，才可以达到焊牢的目的，但温度也不可过高，过高时容易形成氧化膜而影响焊接质量。

　　焊接工具：电烙铁

　　手工焊接的主要工具是电烙铁。电烙铁的种类很多，有直热式、感应式、储能式及调温式多种，电功率有15W、2OW、35w……300W多种，主要根据焊件大小来决定。一般元器件的焊接以2OW内热式电烙铁为宜；焊接集成电路及易损元器件时可以采用储能式电烙铁；焊接大焊件时可用150W~300W大功率外热式电烙铁。小功率电烙铁的烙铁头温度一般在300~400℃之间。

　　烙铁头一般采用紫铜材料制造。为保护在焊接的高温条件下不被氧化生锈，常将烙铁头经电镀处理，有的烙铁头还采用不易氧化的合金材料制成。新的烙铁头在正式焊接前应先进行镀锡处理。方法是将烙铁头用细纱纸打磨干净，然后浸入松香水，沾上焊锡在硬物（例如木板）上反复研磨，使烙铁头各个面全部镀锡。若使用时间很长，烙铁头已经氧化时，要用小锉刀轻锉去表面氧化层，在露出紫铜的光亮后用同新烙铁头镀锡的方法一样进行处理。当仅使用一把电烙铁时，可以利用烙铁头插人烙铁芯深浅不同的方法调节烙铁头的温度。烙铁头从烙铁芯拉出的越长，烙铁头的温度相对越低，反之温度就越高。也可以利用更换烙铁头的大小及形状来达到调节烙铁头温度的目的。烙铁头越细，温度越高；烙铁头越粗，相对温度越低。

　　根据所焊元件种类可以选择适当形状的烙铁头。烙铁头的顶端形状有圆锥形、斜面椭圆形及凿形等多种。焊小焊点可以采用圆锥形的，焊较大焊点可以采用凿形或圆柱形的。

　　还有一种吸锡电烙铁，是在直热式电烙铁上增加了吸锡机构构成的。在电路中对元器件拆焊时要用到这种电烙铁。

　　PCB双面回焊制程介绍及注意事项

　　目前SMT业界主流的电路板组装技术应该非「全板回流焊接（Reflow）」莫属，其他当然还有别的电路板焊接方法，而这种全板回流焊接又可以区分为单面板回焊及双面板回焊，单面回焊的板子现在很少人使用了，因为双面回焊可以节省电路板的空间，也就是说可以让产产做到更小，所以市面上看到的板子大多属于双面回焊制程。

　　因为「双面回焊制程」需要做两次的回焊的关系，所以会有一些制程上的限制，最常见的问题就是板子走到第二次回焊炉时，第一面上面的零件会因为重力关系而掉落，尤其是板子流到炉子的回焊区高温时，本文将说明双面回焊制程中零件摆放的注意事项：

　　一般来说比较细小的零件建议摆放在第一面过回焊炉，因为第一面过回焊炉时PCB的变形量会比较小，锡膏印刷的精度会比较高，所以较是合摆放较细小的零件。

　　其次，较细小的零件不会在第二次过回焊炉时有掉落的风险。因为第一面的零件在打第二面时会被放至于电路板的底面直接朝下，当板子进入回焊区高温时比较不会因为重量过重而从板子上掉落下来。

　　其三，第一面板子上的零件必须过两次回焊炉，所以其耐温必须要可以耐受两次回焊的温度，一般的电阻电容通常被要求至少可以过三次回焊高温，这是为了符合有些板子可能因为维修的关系，需要重新走一次回焊炉而做的要求。

　　哪些SMD零件应该摆在第二面过回焊炉？这个应该是重点。

　　大组件或较重的组件应摆放在第二面过炉以避免过炉时零件会有掉落回焊炉中的风险。

　　LGA、BGA零件应尽量摆放在第二面过炉，这样可以避免第二次过炉时不必要的重新熔锡风险，以降低空/假焊得机会。如果有细间脚且较小的BGA零件不排除建议摆放于第一面过回焊炉。

　　BGA摆放在第一面或第二面过炉其实一直很有争议，摆放第二面虽然可以避免重新融锡的风险，但通常第二面过回焊炉时PCB会变形得比较严重，反而会影响吃锡质量，所以工作熊才会说不排除细间脚的BGA可以考虑放在第一面。不过反过来想，如果PCB变形严重，只要在精细的零件，摆放在第二面打件贴片一定是个大问题，因为锡膏印刷位置及锡膏量会变得不精准，所以重点应该是想办法如何去避免PCB变形，而不是因为变形而考虑把BGA放在第一面，不是吗？

　　零件不能耐太多次高温的零件应该摆放第二面过回焊炉。这是为了避免零件过太多次高温而损毁。

　　PIH/PIP的零件也要摆在第二面过炉，除非其焊脚长度不会超出板厚，否则其伸出PCB表面的脚将会与第二面的钢板产生干涉，会让第二面锡膏印刷的钢板无法平贴于PCB造成锡膏印刷异常问题发生。

　　某些组件内部会有使用焊锡作业的情形，比如说有LED灯的网线连接器，必须注意这种零件的耐温能否过两次回焊炉，如果不行就得放置于第二面打件。

　　只是零件摆放于第二面打件贴片过回焊炉，就表示电路板已经过了一次回焊炉高温的洗礼，这时候的电路板多少已经有些翘曲及变形发生，也就是说锡膏的印刷量及印刷的位置会变得比较难以控制，所以也就容易引起空焊或短路等问题，因此放在第二面过炉的零件，建议尽量不要摆放0201以及细间脚（finepitch）零件，BGA也应该尽量选择有较大直径的锡球。

　　另外，在大量生产中要将电子零件焊接组装于电路板，其实有很多种工艺方法，不过每一种工艺制程其实都是在电路板设计之初就已经决定好了的，因为其电路板上的零件摆放位置会直接影响到组装的焊接顺序与质量，而布线则会间接影响。

　　双面电路板的焊接方法

　　双面电路板为了保证双面电路有可靠的导电效果，应首先用导线之类焊接好双面板上的连接孔（即金属化工艺透孔部分），并剪去连接线尖突出部分，以免剌伤操作者的手，这是板的连线准备工作。

　　双面电路板焊接要领：

　　1、对有要求整形的器件应按工艺图纸的要求进行工艺处理；即先整形后插件。

　　2、整形后二极管的型号面应朝上，不应出现两个管脚长短不一致的现象。

　　3、对有极性要求的器件插装时要注意其极性不得插反，辊集成块元件，插装后，不论是竖式或平卧的器件，不得有明显倾斜。

　　4、焊接使用的电烙铁其功率为25~40W之间，电烙铁头的温度应控制在242℃左右，温度过高头容易“死掉”，温度低了熔解不了焊锡，焊接时间控制在3~4秒。

　　5、正式焊接时一般按照器件从矮到高，从里向外的焊接原则来操作，焊接时间要掌握好，时间过长会烫坏器件，也会烫坏覆铜板上的覆铜线条。

　　6、因为是双面焊接，因此还应做一个放置电路板的工艺框架之类，目的是不压斜下面的器件。

　　7、电路板焊接完成后应进行全面对号入座式的检查，查有漏插漏焊的地方，确认后对电路板多余的器件管脚之类进行修剪，后流入下道工序。

　　8、在具体的操作中，还应严格遵循相关的工艺标准来操作，保证产品的焊接质量。

　　双面电路板的再焊接技巧

　　对别人焊接过的双面电路板再修时，由于脏、乱，并可能有虚焊、断线、接触不良等故障，整修起来难度大。小编的经验是：

　　1、观察：依据图纸或样机，大致了解实物线路及走向状况。

　　2、拆件：将焊接过的元器件、插头座及飞线拆掉。

　　3、清洁：用无水酒精将电路板表面的松香、焊油清洁干净。清理时如用烙铁配合加热则速度更快、效果更好。

　　4、走线：参考观察情况仔细理清线路走向，无图时可用画图方法辅助注记。

　　5、焊接：依据理清的线路焊接。在用导线连接断线时，应尽量安排在背面；

　　6、检查：依据图纸或样机及前边理线分析的结果。查焊接是否正确、可靠，工艺是否符合要求；

　　7、加电试机。

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