掌握PCB焊接 – 方法、工具和最佳实践

掌握PCB焊接 – 方法、工具和最佳实践

PCB焊接是电子设备制造中的核心工艺，无论是专业工程师还是DIY爱好者，掌握这项技能都至关重要。本文将带你深入了解PCB焊接的基本原理、方法、所需工具和材料，以及如何避免常见问题。无论你是初学者还是希望提升焊接技能的资深玩家，都能从中学到有价值的知识。

什么是PCB焊接？

PCB焊接是指使用一种易熔的填充金属（称为焊料）将一个部件（或多个部件）连接到印刷电路板上。该部件可以是结构性的，如金属片，也可以是连接性的，如电线。我们还使用焊料来安装电子设备。

焊接过程涉及熔化银、锡或其他金属合金焊料会将焊料与要焊接的部件（包括铜垫）连接在一起。焊料硬化后会形成坚固耐用的连接。

你可以手动焊接电路板，也可以使用自动PCB焊接机。手动焊接最适合维修工作或板量较少的情况。成本较低，但更麻烦且耗时。

自动焊接是一种更快捷的方法。它还能提供更高的一致性和精度。但是，它的成本更高。我们主要在处理大批量电路板和连接质量要求高时使用自动焊接。

手工焊接

PCB焊接方法

焊接电路板有两种主要技术：硬焊和软焊。我们还将“硬焊”分为钎焊和银焊。最佳方法取决于你要连接的部件、可以安全使用的热量等。以下是有关每种方法的更多信息。

硬焊

硬焊或焊接使用更高的热量来熔化焊料，通常高于450°C（842°F）。这个温度远远高于许多电子设备可以承受的温度。因此，该方法主要适用于金属和较大尺寸的设备，比其他方法能产生更牢固的粘合。

银焊

这种硬焊子类型使用银合金作为填充金属。它需要的温度比钎焊低，但不如软焊低。它通常最适合连接较小的电路板部件，而不是作为填充金属。

钎焊

钎焊在高温（800°C–1000°C）下进行，使用黄铜作为填充金属，形成牢固的耐热连接。钎焊是管道和HVAC系统等重型应用的理想选择，非常适合连接需要在压力下保持耐用性的坚固金属部件。

软焊

软焊是一种较温和的工艺，因此最适合用于紧凑而精密的部件。它使用较低的温度，在90°C到450°C之间。正如你所猜到的，它还依赖于锡合金焊料。这种焊料的熔点比银低。

使用烙铁

必备的PCB焊接材料和工具

手工电路板焊接或焊接需要以下主要材料和工具：烙铁、助焊剂或焊膏和焊锡丝。其他材料包括用于清洁焊接头的海绵、PCB清洁剂和护目镜。下面介绍如何使用它们。

烙铁

烙铁提供热量来熔化焊料。它使用电力，有多种瓦特额定值。它通常还具有可更换的尖端，以改变精度和可操作性。对于轻度焊接或较小的部件，15至30瓦的烙铁就足够了。重型焊接需要更高的瓦数。

助焊剂和焊膏

助焊剂是一种有机糊状物，用于清洁要焊接的表面并润湿表面以接收焊料。它充当净化剂，消除腐蚀并使焊接过程更有效率。助焊剂可以是水溶性的，也可以是不溶性的，例如松香助焊剂。

另一方面，焊膏是将微小的珠子与糊状物混合在一起形成的焊料。糊状物使其具有粘合剂的作用，可将零件固定在适当位置，以方便焊接。

焊锡丝

焊料是一种填充金属，熔化后会变成液体并变硬，从而形成牢固的连接。焊料通常是锡、银或其他金属合金，以卷轴形式出售。焊料通常带有助焊剂芯。助焊剂可去除腐蚀并形成保护涂层。焊料通常也有各种尺寸。

PCB焊接缺陷包括焊盘损坏

常见的PCB焊接问题及避免方法

连接零件的目的是为了产生完美且耐用的接头。然而，与任何其他工艺一样，电路板焊接也会出现缺陷。以下是一些常见问题、其典型原因和补救措施。

过热

熔化焊料所需的温度可能过高，导致过热问题。使用硬焊或焊工设置的温度过高时，这个问题很常见。

短路

短路是由于焊料过量而导致的意外电气连接。焊接时过热或用力过大导致焊盘翘起也可能导致短路。控制焊料用量可避免发生短路。一旦发现短路，也应尽快修复。

冷接头

如果焊料没有完全熔化，则会出现冷焊点，表明热量不足。冷焊点看起来不专业。它也不会持久。通过确保足够的温度和焊接时间可以防止这种焊接缺陷。要修复冷焊点，请重新加热并让焊料不间断地冷却。

组件移位

如果焊料硬化后元件没有固定在预期位置，它们就会发生移位。如果电路板移动或部件漂浮在熔融焊料中，就会发生这种情况。为避免移位，请在熔化焊料之前固定好部件。在焊接过程中监控它们的位置，以便尽早发现移位。

正确的PCB焊接可防止焊盘损坏

最佳PCB焊接实践

电路板的完整性取决于你焊接其部件的程度。焊接不当也会增加成本并浪费你的返工时间。无论你是初学者还是经验丰富的DIY爱好者，以下提示都可帮助你确保PCB焊接项目的成功。

1. 时刻观察焊接安全指南。烙铁头的温度非常高。小心避免烫伤。焊接还会产生有害气体。确保房间通风良好。

2. 使用强力清洁剂，例如异丙醇或外用酒精，以去除PCB上的腐蚀物和其他物质。去离子水也有效。

3. 选择正确的焊接头：圆锥形更精确，最适合精密焊接，而凿形则适合对精度要求较低的大尺寸部件。

4. 始终保持烙铁头清洁。堆积物会降低烙铁效率。也请遵循正确的步骤。

• 确保烙铁头牢固地固定在熨斗上
• 对烙铁头进行镀锡以保护它，同时还可以缩短加热时间
• 打开熨斗。让它加热
• 如果使用带温度控制的焊台，请将温度设置为400°C
• 用海绵清洁笔尖，然后让其再次加热几秒钟
• 触摸PCB上的铜垫并加热约四秒钟
• 将焊料带到它上面并熔化

5. 使用经过认证的高质量焊料，确保焊点牢固、持久。如果不确定，请将工作交给专业人员，以节省返工时间和成本。

6. PCB焊接或锡焊应保持在建议的2至5秒内，具体取决于元件的类型。

总结

了解如何焊接PCB是电子行业的关键技能。正如本文所述，你必须了解要使用的方法和工具或材料，以及如何避免与不当焊接相关的问题。同样重要的是，你要小心不要损坏电路板或造成伤害，尤其是在使用较高温度的硬焊时。

本文原文来自venture-mfg.com