一、焊接基礎(chǔ)
手工焊接 :指以烙鐵頭為主要熱源以及其他手動(dòng)設(shè)備,用手工操作的方式加熱錫料與被焊件(如元器件引腳焊端、焊盤、導(dǎo)線等)進(jìn)行焊接/或拆焊的過(guò)程/作業(yè)。它是制造電子產(chǎn)品最基本、最有效的裝聯(lián)方法。
1、潤(rùn)濕:熔融焊料在被焊母材表面擴(kuò)展形成附著層。
在自然界中有很多這方面的例子,舉例來(lái)說(shuō),在清潔的玻璃板上滴一滴水,水滴可在玻璃板上完全鋪開(kāi),這時(shí)可以說(shuō)水對(duì)玻璃板完全潤(rùn)濕;如果滴的是一滴油,則油滴會(huì)形成一個(gè)球塊,發(fā)生有限鋪開(kāi),此時(shí)可以說(shuō)油滴在玻璃板上能潤(rùn)濕;若滴一滴水銀,則水銀將形成一個(gè)球體在玻璃板上滾動(dòng),這時(shí)說(shuō)明水銀對(duì)玻璃不潤(rùn)濕。焊料對(duì)母材的潤(rùn)濕與鋪展也是一樣的道理,當(dāng)焊料不加助焊劑在焊盤上熔化時(shí),焊料呈球狀在焊盤上滾動(dòng),也就是焊料的內(nèi)聚力大于焊料對(duì)焊盤的附著力,此時(shí)焊料不潤(rùn)濕焊盤;當(dāng)加助焊劑時(shí),焊料將在焊盤上鋪開(kāi),也就是說(shuō)此時(shí)焊料的內(nèi)聚力小于焊料對(duì)焊盤的附著力,所以焊料才得以在焊盤上潤(rùn)濕和鋪展。
2、潤(rùn)濕角:是指焊料與母材間的界面和焊料熔化后焊料表面切線之間的夾角,又稱接觸角
3、擴(kuò)散:伴隨著潤(rùn)濕的進(jìn)行,焊料與母材金屬原子間的相互擴(kuò)散現(xiàn)象開(kāi)始發(fā)生。通常原子在晶格點(diǎn)陣中處于熱振動(dòng)狀態(tài),一旦溫度升高。原子活動(dòng)加劇,使熔化的焊料與母材中的原子相互越過(guò)接觸面進(jìn)入對(duì)方的晶格點(diǎn)陣,原子的移動(dòng)速度與數(shù)量決定于加熱的溫度與時(shí)間。
二、助焊劑的作用
助焊劑(FLUX)這個(gè)字來(lái)自拉丁文是"流動(dòng)"(Flow in Soldering)。
助焊劑主要功能為:
1.除去氧化物
要達(dá)到一個(gè)好的焊點(diǎn),被焊物必須要有一個(gè)完全無(wú)氧化層的表面,但金屬一旦曝露于空氣中回生成氧化層,這中氧化層無(wú)法用傳統(tǒng)溶劑清洗,此時(shí)必須依賴助焊劑與氧化層起化學(xué)作用,當(dāng)助焊劑清除氧化層之后,干凈的被焊物表面,才可與焊錫結(jié)合。
助焊劑與氧化物的化學(xué)放映有幾種:
a、相互化學(xué)作用形成第三種物質(zhì);
b、氧化物直接被助焊劑剝離;
c、上述兩種反應(yīng)并存。
2.防止再氧化
當(dāng)助焊劑在去除氧化物反應(yīng)的同時(shí),必須還要形成一個(gè)保護(hù)膜,防止被焊物表面再度氧化,直到接觸焊錫為止。所以助焊劑必須能承受高溫,在焊錫作業(yè)的溫度下不會(huì)分解或蒸發(fā),如果分解則會(huì)形成溶劑不溶物,難以用溶劑清洗。
3、降低被焊接材質(zhì)表面張力
在焊接過(guò)程中,焊料基本處于液體狀態(tài),而元件管腳或焊盤則為固體狀態(tài),當(dāng)兩種物質(zhì)接觸時(shí),因液態(tài)物質(zhì)表面張力的作用,會(huì)直接造成兩種物質(zhì)接觸界面的減小,我們對(duì)這種現(xiàn)象的表面概括是“錫液流動(dòng)性差”或“擴(kuò)展率小”,這種現(xiàn)象的存在影響合金形成的面積、體積或形狀。這時(shí)需要的是助焊劑中“表面活性劑”的作用,“表面活性劑”通常指在極低的濃度下,就能夠顯著降低其他物質(zhì)表面張力的一種物質(zhì),它的分子兩端有兩個(gè)集團(tuán)結(jié)構(gòu),一端親水憎油另一端親油憎水,通過(guò)其外部表現(xiàn)可以看到,它由溶劑可溶性和溶劑不溶性兩部分組成,這兩個(gè)部分正處于分子的兩端,形成一種并不對(duì)稱的結(jié)構(gòu),它之所以能夠顯著降低表面張力的作用正是由這種特殊結(jié)構(gòu)所決定的。
助焊劑中表面活性劑的添加量很小,但作用卻很關(guān)鍵,降低“被焊接材質(zhì)表面張力”,所表現(xiàn)出來(lái)的就是一種強(qiáng)效的潤(rùn)濕作用,它能夠確保錫液在被焊接物表面順利擴(kuò)展、流動(dòng)、浸潤(rùn)等。通常焊點(diǎn)成球、假焊、拉尖等類似不良狀況均與表面活性不夠有一定關(guān)系,而這種原因不一定是焊劑“表面活性劑”添加量太少,也有可能是在生產(chǎn)工藝過(guò)程中造成了其成分解、失效等,從而大大減弱表面活性作用。
三、電烙鐵的結(jié)構(gòu)
(1)手柄 (2)電發(fā)熱器 (3)烙鐵頭 (4)控溫系統(tǒng)
各部份的作用:
烙鐵手柄——為操作者提供舒適而安全的使用手柄。
電發(fā)熱器——電熱轉(zhuǎn)換,為烙鐵頭提供熱能。
烙 鐵 頭—— 接受與儲(chǔ)存熱能,并將焊接所需的熱能或溫度,迅速而有效地傳遞到所需的 焊接處。
控溫系統(tǒng)——以控制烙鐵頭達(dá)到所需要的焊接溫度,并保持其穩(wěn)定性。
電烙鐵的特性與參數(shù)
1、輸入電功率(耗電量) 6、烙鐵頭漏電電壓
2、電熱轉(zhuǎn)換率 7、電絕緣阻抗
3、熱容量 8、使用壽命
4、最高焊接溫度 9、操作與維修性
5、復(fù)熱速率 10、價(jià)格
烙鐵頭選擇的基本原則
1、烙鐵頭的形體粗細(xì)或質(zhì)量(即重量)輕重應(yīng)與被焊接處所需的熱容量或焊接溫度相匹配。
2、烙鐵頭形體的幾何形體(特別是其頭部)應(yīng)與被焊接的空間位向相適用。
3、烙鐵頭頭部的幾何形體應(yīng)使其與被焊接處的接觸面積為最大。
4、烙鐵頭柄部應(yīng)與所用烙鐵身相匹配(即柄部的內(nèi)徑或外徑與烙鐵身的配合應(yīng)適宜而無(wú)松動(dòng))。
5、烙鐵頭其使用壽命應(yīng)較長(zhǎng)(如耐高溫、耐腐蝕、不易磨損等)且價(jià)格適合。