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硬件工程师基本功:热风焊台使用技巧(1)

专家
2020-10-18 07:55:05     打赏

随着时代和科技的进步,现在的越来越多电路板的使用了贴片元件。贴片元件以其体积小和便于维护越来越受大家的喜爱。但对于不少人来说,对贴片元件感到“畏惧”,特别是对于部分初学者,因为他们认为自己不具备焊接元件的能力,觉得它不像传统的直插元件那样易于焊接把握,其实这些担心是完全没有必要的。读者可以使用合适的工具和掌握一些手工焊接贴片的知识,很快就会成为焊接贴片元件的专家。

一、使用贴片元件的好处


首先我们来了解贴片元件的好处。与引线元件相比,贴片元件有许多好处。第一方面:体积小,重量轻,容易保存和邮寄。如常用的贴片电阻0805封装或者0603 封装比我们之前用的直插电阻要小上很多。几十个直插电阻就可以装满一袋子但换成贴片电阻的话足以装好几千个甚至上万个。当然,这是在不考虑其所能承受最大电流情况下的。第二方面:贴片元件比直插元件容易焊接和拆卸。贴片元件不用过孔,用锡少。直插元件最费事也最伤神的就是拆卸,做过的朋友都有这个体会,在两层或者更多层的PCB 板上,哪怕是只有两个管脚,拆下来也不太容易而且很容易损坏电路板,多引脚的就更不用说了。而拆卸贴片元件就容易多了,不光两只引脚容易拆,即使一、二百只引脚的元件多拆几次也可以不损坏电路板。第三方面:贴片元件还有一个很重要的好处,那就是提高了电路的稳定性和可靠性,对于制作来说就是提高了制作的成功率。

这是因为贴片元件体积小而且不需要过孔,从而减少了杂散电场和杂散磁场,这在高频模拟电路和高速数字电路中尤为重要。综述所说,笔者可以负“责任”的说,只要你一旦适应和接受了贴片元件,除非不得已的情况,你可能再也不想用直插元件了。

二、焊接贴片元件需要的常用工具


在了解了贴片元件的好处之后,让我们来了解一些常用的焊接贴片元件所需的一些基本工具(见图1)。

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1 手工焊接贴片元件所用到常用工具
1. 电烙铁
手工焊接元件,这个肯定是不可少了。在这里向大家推荐烙铁头比较尖的那种,因为在焊接管脚密集的贴片芯片的时候,能够准确方便的对某一个或某几个管脚进行焊接。

一把可调恒温电烙铁就是你的不二选择(可调温且能稳定温度,有单手柄调温型和焊台两种)。
需要说明的是,上面的内热式和外热式通常是没有电源开关,插上电就加热,需要冷却就要断电才可以。
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俗话说,好马得配好鞍。那么烙铁头就是这匹马(烙铁)的鞍了。
烙铁头的选用是要根据被焊接物体的接触面来定。
比如说,对于普通插件元件,我们多选用马蹄头(接触面大);贴片小元件可用尖头或弯尖头(密集类元件焊接);对常规芯片可采用刀头(方便拖焊)。
当然,更高级的DIY玩法就是根据自己的需要打磨出专属于自己的独特形状的烙铁头了,具体的在后文我们将会介绍到。
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新买的烙铁呢,我们还不能拿来就用,要先对新烙铁进行第一次上锡处理。
2. 焊锡丝

好的焊锡丝对贴片焊接也很重要,如果条件允许,在焊接贴片元件的时候,尽可能的使用细的焊锡丝,这样容易控制给锡量,从而不用浪费焊锡和吸锡的麻烦。

中文名称:焊锡丝、焊锡线、锡线、锡丝,英文名称:solderwire,焊锡丝是由锡合金和助剂两部分组成,合金成份分为锡铅、无铅助剂均匀灌注到锡合金中间部位。
焊锡丝种类不同助剂也就不同,助剂部分是提高焊锡丝在焊接过程中的辅热传导,去除氧化,降低被焊接材质表面张力,去除被焊接材质表面油污,增大焊接面积。焊锡丝的特质是具有一定的长度与直径的锡合金丝,在电子原器件的焊接中可与电烙铁或激光配合使用。  

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  焊锡丝有铅好还是无铅的区别

 

  1、焊锡丝含铅和不含铅的区别只是含量的区别。  2、含铅的焊锡丝需人为的加入铅,目前已知的焊锡最佳配比为锡铅焊锡丝(国标:锡含量63%,铅含量37%)。
  3、无铅焊锡丝也含极少的铅,目前没有完全纯净的金属产品。通常不含铅的焊锡丝称为无铅焊锡丝,无铅不是指完全不含铅,无铅是指铅含量比较低,可大致视为无铅,欧盟定义无铅的标准为:铅含量《1000PPm。考虑焊接及后工续有进一步污染的可能,为确保客户成品符合欧盟标准,一般焊锡丝铅含量会远低于这个标准。  4、含铅和不含铅的焊锡丝都会腐蚀烙铁头,因为无铅焊接温度比有铅的焊锡丝要高,加之合金成份不一样,无铅的焊锡丝更易腐蚀烙铁,出于无铅要求和腐蚀性,焊接无铅锡丝时建议使用无铅专用电烙铁。  

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  有铅焊锡丝与无铅焊锡丝性能对比

 

光泽色跟焊锡丝的品质等级、含锡量的多少也有直接联系。光泽色不单影响到外观也影响到焊接品质。光泽色光亮、耀眼的其锡含量必高,焊接效果也好,否则焊接效果将不好,甚至出现无光泽色或发白的颜色,并不是正常的闪亮的颜色。
含锡量是最重要的部分,也是判断焊锡丝等级的唯一标准。它也关系到焊接效果、牢固性、可靠性、导电性等指标的重要因素。我们在使用有铅焊锡丝时一定要使用与产品要求相符合的含锡量的焊锡丝,不然焊接品质将会出现不同程度的问题。含锡量的多少用眼睛是分辨不出来的,只有通过检测才能知道。这检测方法也有很多种,如:光谱检测仪、重量比重法、化学滴定法等。电子厂里面通常都没有这些检测设备,留下了很大的漏空。我们公司免费为各电子厂商提供检测服务。
在有铅焊锡丝里面的助焊剂成分在焊接时发生了燃烧就会留下残留物及同时出现烟雾现象。当烟雾越浓时,残留物也有可能越多。残留物将影响焊接焊点的外观,经常需要清洗来解决。而烟雾将影响操作工人的身心健康。所以在选择有铅焊锡丝希望能选择残留物及烟雾浓度都小的焊锡丝。
在生产焊锡丝时适当做小助焊剂的含量,使得里面的水份降低,但这种做法的前提是在做小了助焊剂量以后,还能有很好的可焊性、牢固性等焊接效果为前提,因为焊锡丝的品质最终还是体现在焊接效果上的。采购回来的松香原材料里面的水份含量越低越好,最好每个批次的松香原材料都无水份含量。对松香的储藏和在助焊剂生产合成工艺中尽量少的被水份入侵。
焊锡丝的外观虽然不能准确说明什么问题,但还是要提一提。一个正规、有实力、有品牌的厂家生产出的产品必然有相关的外观包装标准,有详细的对此焊锡丝的标示说明,不然让客户怎样的区分和使用呢?还有一个值得一提的是每一卷的重量问题,重量不同价位也是不同的,现在的焊锡丝可是有多种包装重量的。
3. 镊子

镊子的主要作用在于方便夹起和放置贴片元件,例如焊接贴片电阻的时候,就可用镊子夹住电阻放到电路板上进行焊接。镊子要求前端尖而且平以便于夹元件。另外,对于一些需要防止静电的芯片,需要用到防静电镊子。
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防静电镊子又叫半导体镊子,导静电镊子,能防静电,采用碳纤与特殊塑料混合而成,具有弹性良好。
使用轻便而且经久耐用,不掉灰,耐酸碱,耐高温,可避免传统防静电镊子因含碳黑而污染产品,适用于半导体,IC等精密电子元件生产使用,及其特殊使用。
防静电镊子是由特殊导电塑胶材料制成的,具有弹性良好,使用轻便和泄放静电的特性,适用于对静电敏感的元器件加工和安装。
表面电阻:1000KΩ—100000MΩ。主要应用:防静电镊子适合精密电子元件生产,半导体及电脑磁头等行业。





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