手工焊接基础教程
手工焊接基础教程
本文是一篇全面的手工焊接基础教程，从焊接的基本概念到实际操作中的注意事项，再到焊接质量的检验方法，为初学者提供了系统的学习指南。
焊接基础
焊接概念：焊接就是利用比被焊金属熔点低的焊料（电路常用锡金属做焊料），与被焊金属一同加热，在被焊金属不熔化的情况下，焊料润湿金属表面，并在接触面形成合金层，从而达到两个物体间的牢固连接。
一个焊点的三个阶段 —— 润湿、扩散、形成
- 润湿阶段：润湿阶段是一个焊点形成的最重要的阶段，如果在焊接过程中润湿不成功，那本次焊接就相当于可以宣告失败了。润湿过程是指已经熔化了的焊料借助毛细管力沿着母材金属表面细微的凹凸和结晶的间隙向四周漫流，从而在被焊母材表面形成附着层，使焊料与母材金属的原子相互接近，达到原子引力起作用的距离。润湿可以分为完全润湿、已润湿、未润湿、完全不润湿。
- 扩散阶段：润湿的进行后，焊料与母材金属原子间的相互扩散现象开始发生。通常原子在晶格点阵中处于热振动状态,一旦温度升高。原子活动加剧，使熔化的焊料与母材中的原子相互越过接触面进入对方的晶格点阵。
- 焊点的形成阶段：由于焊料与母材之间的相互扩散，在2种金属之间形成了一个中间层---金属化合物，要获得良好的焊点，被焊母材与焊料之间必须形成金属化合物，从而使母材达到牢固的冶金结合状态（合金化）。
焊接工具
锡丝、助焊剂、烙铁、吸锡器、热风枪等。
1. 助焊剂
助焊剂的作用就是在焊接工艺中能帮助和促进焊接过程，同时具有保护作用，且能够阻止氧化反应的进行。助焊剂主要作用可概括为为以下四点：
- 清除焊接金属表面的氧化物。-------清除污物
- 在焊接物表面形成液态的保护膜﹐隔离高温时四周的空气﹐防止金属面的再氧化。------防止氧化
- 降低焊锡表面张力，增加流动性。-------增加焊锡流动性
- 焊接的瞬间可以让熔融状的焊锡取代，顺利完成焊接。-----快速焊接
（注：最为常用的助焊剂为松香。）
2. 烙铁
电烙铁结构图
- 第一点，当通电时只有手柄和电源线可以用手触摸 ，不要在焊接某些东西的时候不小心触摸到烙铁头或者加热管，触摸之后立即用冷水冲；
- 第二点，在焊接过程中小心烙铁头尽量不要碰触到电源线，当碰触之后会瞬间让电源线外壳破坏，有可能会触发触电危险，如果可以的话尽量挑选电源线完好的电烙铁；
- 第三点，电烙铁在使用过程中尽量不要乱碰乱触，不小心碰到人就会出现问题；
- 第四点，是在完成焊接之后一定要关掉烙铁开关，并且拔除电源，避免发生不必要的危险。
烙铁的使用方式
电烙铁的握法有三种分别是正握法、反握法、握笔法；其中正握法适合于中等功率烙铁或带弯头电烙铁的操作；反握法动作稳定，长时间操作不宜疲劳，适合于大功率烙铁的操作；一般在工作台上焊印制板等焊件时，多采用握笔法。
从左到右分别是反握法、正握法、握笔法
使用烙铁时的注意事项
- 在使用前或更换烙铁心时，必须检查电源线与地线的接头是否正确。（注：半导体引脚(IC)在 200V 以上就会被击穿）
- 使用电烙铁过程中，烙铁线不要被烫破，应随时检查电烙铁的插头、电线，发现破损老化应及时更换。
- 使用电烙铁的过程中，一定要轻拿轻放，不能用电烙铁敲击被焊工件；烙铁头上多余的焊锡不要随便乱甩。不焊接时，要将烙铁放到烙铁架上，以免灼热的烙铁烫伤自己或他人、它物；若长时间不使用应切断电源，防止烙铁头氧化。
- 使用合金烙铁头（长寿烙铁），切忌用挫刀修整。
- 操作者头部与烙铁头之间应保持30cm以上的距离，以避免过多的有害气体(铅，助焊剂加热挥发出的化学物质)被人体吸入。
电烙铁的接触和加热方法
- a、电烙铁的接触方法：用电烙铁加热被焊工件时，烙铁头上一定要粘有适量的焊锡，为使电烙铁传热迅速，要用烙铁的侧平面接触被焊工件表面。
- b、电烙铁的加热方法：首先要在烙铁头表面挂有一层焊锡，然后用烙铁头的斜面加热待焊工件，同时应尽量使烙铁头同时接触印制板上焊盘和元器件引线.
烙铁头的清洗
烙铁头的清洗需要用的海绵，当海绵中水份适量时，烙铁头接触的瞬时，水会沸腾波动，从而达到清洗的目的。
烙铁头的保养
焊锡作业结束后烙铁头必须均匀留有余锡，这样锡会承担一部分热并且保证烙铁头不被空气氧化，对延长烙铁寿命。
3. 锡丝
- 常用锡丝分类：
- 有铅锡丝（Sn/Pb=63/37 63%的锡﹐37%的铅）
- 无铅锡丝（Sn/Ag/Cu=96.5/3.0/0.5 96.5%的锡 3.0%的银 0.5%的铜）
- 焊接温度：
- 有铅焊锡丝：260±15℃
- 无铅焊锡丝：330±20℃
- 区别：
- a、有铅焊锡丝的熔点低于无铅焊锡丝的熔点。
- b、有铅焊锡丝Sn63-Pb37的焊点光滑、亮泽，无铅焊锡丝的焊点条纹较明显、暗淡，焊点看起来显得粗糙、不平整。
- c、无铅焊接导致发生焊接缺陷的几率增加，如易发生桥接、不润湿、反润湿以及焊料结球等缺陷。
焊接要求
1. 手工焊锡方法
- 方法一：准备→接触烙铁头→放置锡丝→取回锡丝→取回烙铁头
- 方法二：准备→同时放烙铁头、放锡丝→同时取回锡丝、取回烙铁头
2. 焊点的判断
一个焊点是否合格，需具备以下几点要求：
- a、焊点有足够的机械强度：为保证被焊件在受到振动或冲击时不至脱落、松动，因此要求焊点要有足够的机械强度。
- b、焊接可靠，保证导电性能：焊点应具有良好的导电性能，必须要焊接可靠，防止出现虚焊。
- c、焊点表面整齐、美观：焊点的外观应光滑、圆润、清洁、均匀、对称、整齐、美观、充满整个焊盘并与焊盘大小比例合适。
（注：位于初学者的我们只需要前面两点就已经很ok了，对于美观的要求可以战略性忽略。）
3. 错误的焊锡方法
- a、用力过大。烙铁头用力按压焊接点并不能加快传热效果。
- b、不恰当的焊接热桥。烙铁头不可以先接触焊盘再施加焊料。
- c、错误的烙铁头尺寸。例如在大焊盘上使用过小的烙铁头会导致焊料流动不充分或产生冷焊点。
- d、过高的温度。过高的烙铁头温度会导致焊盘翘起，影响焊点质量，损伤基板。
- e、助焊剂使用不当。使用过量的助焊剂会导致腐蚀和电子迁移。
- f、转移焊接。给烙铁头先施加焊料然后再接触焊盘。
- g、不必要的修饰和返修。满足标准的情况千万不要再进行返修操作。
以上几点可总结为为如下几点（也许会有出入，但大部分还是可以借鉴的）
- 第一点：不清洗烙铁头就直接使用烙铁，最重要的危害就是使自己的焊点出现异物故焊接失败或者焊点不美观。
- 第二点：将锡丝置于烙铁之前，由于焊盘金属贴片没有接触烙铁故此温度达不到想要的标准，导致锡被黏于烙铁上。
- 第三点：锡丝直接接触烙铁头，容易飞溅。
- 第四点：烙铁头上有余锡。
- 第五点：刮动烙铁头，当来回刮动烙铁头的时候会使板子上的铜箔脱落，导致焊点不合格。
- 第六点：烙铁头连续不断的取、放，会使受热不均（对于初学者来说，这点完全可以忽略甚至这点可以用于实际的操作中）
4. 一般的焊锡方式
将焊盘和被焊器件的焊接端同时加热；焊盘和被焊器件的焊接端要同时大面积受热。
一个良好的焊点如图所示
5. 贴片类元器件焊锡方式——电阻、电容
薄的器件应在焊盘上焊锡；薄片类器件不能受热，所以烙铁不能直接接触，应在焊盘上加热，避免发生破损、裂纹。
一个良好的焊接图如图所示
6. IC类电子元器件焊接方式
IC类电子元件（引脚较多的芯片）由于引脚间的间距太小，故需使用拉动焊锡的方式进行焊接。
- 第一步：IC焊锡开始时要对角线定位，防止
- 第二步：拉动焊锡（使用刀型的烙铁头也许可以事倍功半）
7. 常见焊接错误
（1）虚焊
虚焊也称假焊，是指焊接时焊点内部没有形成金属合金的现象。主要原因：焊接面氧化或有杂质，焊锡质量差，焊剂性能不好或用量不当，焊接温度掌握不当，焊接结束但焊锡尚未凝固时焊接元件移动等。
后果：信号时有时无，噪声增加，电路工作不正常等“软故障”。
（2）拉尖
拉尖是指焊点表面有尖角、毛刺的现象。主要原因：烙铁头离开焊点的方向不对、电烙铁离开焊点太慢、焊料质量不好、焊料中杂质太多、焊接时的温度过低等。
后果：外观不佳、易造成桥接现象；对于高压电路，有时会出现尖端放电的现象。
（3）桥接
桥接是指焊锡将电路之间不应连接的地方误焊接起来的现象。主要原因：焊锡用量过多、电烙铁使用不当、温度过高或过低等。
后果：导致产品出现电气短路、有可能使相关电路的元器件损坏。
（4）球焊
球焊是指焊点形状象球形、与印制板只有少量连接的现象。主要原因：印制板面有氧化物或杂质造成的。
后果：由于被焊部件只有少量连接，因而其机械强度差，略微振动就会使连接点脱落，造成虚焊或断路故障。
（5）焊盘铜箔起翘、脱落
主要原因：焊接时间过长、温度过高、反复焊接造成的；或在拆焊时，焊料没有完全熔化就拔取元器件造成的。
后果：使电路出现断路、或元器件无法安装的情况，甚至整个印制板损坏。
（6）导线焊接不当 —— 类型如下
焊接注意事项
一般焊接的顺序是：先小后大、先轻后重、先里后外、先低后高、先普通后特殊的次序焊装。即先焊分立元件，后焊集成块。对外联线要最后焊接。
- （1）电烙铁，一般应选内热式20～35W恒温230℃的烙铁，但温度不要超过300℃的为宜。接地线应保证接触良好。
- （2）焊接时间在保证润湿的前提下，尽可能短，一般不超过3秒。
- （3）耐热性差的元器件应使用工具辅助散热。如微型开关、CMOS集成电路、瓷片电容，发光二极管，中周等元件，焊接前一定要处理好焊点，施焊时注意控制加热时间，焊接一定要快。还要适当采用辅助散热措施，以避免过热失效。
- （4）焊接时不要用烙铁头摩擦焊盘。
- （5）集成电路若不使用插座，直接焊到印制板上、安全焊接顺序为：地端→输出端→电源端→输入端。
- （6）焊接时应防止邻近元器件、印制板等受到过热影响，对热敏元器件要采取必要的散热措
- （7）焊接时绝缘材料不不允许出现烫伤、烧焦、变形、裂痕等现象。
- （8）在焊料冷却和凝固前，被焊部位必须可靠固定，可采用散热措施以加快冷却。
- （9）焊接完毕，必须及时对板面进行彻底清洁（必要时进行清洗），去除残留的焊剂、油污和灰尘等赃物。
焊接检验
1. 要求
- （1）电气接触良好：良好的焊点应该具有可靠的电气连接性能，不允许出现虚焊、桥接等现象。
- （2）机械强度可靠：保证使用过程中，不会因正常的振动 而导致焊点脱落。
- （3）外形美观：一个良好的焊点应该是明亮、清洁、平滑， 焊锡量适中并呈裙状拉开，焊锡与被焊件之间没有明显的分界，这样的焊点才是合格、美观的。
（注：对于初学者美不美观，其实不太重要，重要的自己焊接的 可以通电，也就是电气特性一定需要良好，不能出现短路或者断路的情况。在能通电的基础上实现美观性的要求也是必要的，美观性方面需要自己多练多做。）
2. 检验方式
- （1）目视检查：就是从外观上检查焊接质量是否合格，有条件的情况下，建议用3～10倍放大镜进行目检，目视检查的主要内容有：
- ①是否有错焊、漏焊、虚焊。
- ②有没有连焊、焊点是否有拉尖现象。
- ③焊盘有没有脱落、焊点有没有裂纹。
- ④焊点外形润湿是否良好，焊点表面是不是光亮、圆润。
- ⑤焊点周围是否有残留的焊剂。
- ⑥焊接部位有无热损伤和机械损伤现象。
- （2）手触检查：在外观检查中发现有可疑现象 时，采用手触检查。主要是用手指触摸元器件有无松动、焊接不牢的现象，用镊子轻轻拨动焊接部或夹住元器件引线，轻轻拉动观察有无松动现象。
- （3）上电检测 ，通过万用表、示波器、信号发生器等仪器对板子的功能特性进行检测。