手工焊錫技術手冊
第一節(jié)手工焊接的工具
任何電子產(chǎn)品，從幾個零件構成的整流器到成千上萬個零部件組成的計算機系統(tǒng)，都是由基本的電子元件器件和功能構成，按電路工作原理，用一定的工藝方法連接而成。雖然連接方法有多種（例如、繞接、壓接、粘接等）但使用最廣泛的方法是錫焊。
1．手工焊接的工具
（1）電烙鐵
（2）鉻鐵架
圖4-1
2． 錫焊的條件
為了提高焊接質量，必須注意掌握錫焊的條件。
⑴ 被焊件必須具備可焊性。
⑵ 被焊金屬表面應保持清潔。
⑶ 使用合適的助焊劑。
⑷ 具有適當?shù)暮附訙囟取?br>⑸ 具有合適的焊接時間。
第二節(jié)手工焊接的注意事項
手工錫焊接技術是一項基本功，就是在大規(guī)模生產(chǎn)的情況下，維護和維修也必須使用手工焊接。因此，必須通過學習和實踐操作練習才能熟練掌握。注意事項如下：
圖4-3
1.手握鉻鐵的姿勢掌握正確的操作姿勢，可以保證操作者的身心健康，減輕勞動傷害。為減少焊劑加熱時揮發(fā)出的化學物質對人的危害，減少有害氣體的吸入量，一般情況下，烙鐵到鼻子的距離應該不少于20cm，通常以30cm為宜。
電烙鐵有三種握法，如圖4-4所示。
圖4-4握電烙鐵的手法示意
圖4-5
焊錫絲的拿法
反握法的動作穩(wěn)定，長時間操作不易疲勞，適于大功率烙鐵的操作；正握法適于中功率烙鐵或帶彎頭電烙鐵的操作；一般在操作臺上焊接印制板等焊件時，多采用握筆法。
2.焊錫絲一般有兩種拿法，如圖4-5所示。由于焊錫絲中含有一定比例的鉛，而鉛是對人體有害的一種重金屬，因此操作時應該戴手套或在操作后洗手，避免食入鉛塵。
3.電烙鐵使用以后，一定要穩(wěn)妥地插放在烙鐵架上，并注意導線等其他雜物不要碰到烙鐵頭，以免燙傷導線，造成漏電等事故。
第三節(jié)
手工焊接操作的基本步驟
掌握好電烙鐵的溫度和焊接時間，選擇恰當?shù)睦予F頭和焊點的接觸位置，才可能得到良好的焊點。正確的手工焊接操作過程可以分成五個步驟，如圖所示。
1．基本操作步驟
⑴ 步驟一：準備施焊（圖(a)）
左手拿焊絲，右手握烙鐵，進入備焊狀態(tài)。要求烙鐵頭保持干凈，無焊渣等氧化物，并在表面鍍有一層焊錫。
⑵ 步驟二：加熱焊件（圖(b)）
烙鐵頭靠在兩焊件的連接處，加44熱整個焊件全體，時間大約為1～2秒鐘。對于在印制板上焊接元器件來說，要注意使烙鐵頭同時接觸兩個被焊接物。例如，圖(b)中的導線與接線柱、元器件引線與焊盤要同時均勻受熱。
⑶ 步驟三：送入焊絲（圖(c)）
焊件的焊接面被加熱到一定溫度時，焊錫絲從烙鐵對面接觸焊件。注意：不要把焊錫絲送到烙鐵頭上！
⑷ 步驟四：移開焊絲（圖(d)）
當焊絲熔化一定量后，立即向左上45°方向移開焊絲。
⑸ 步驟五：移開烙鐵（圖(e)）
焊錫浸潤焊盤和焊件的施焊部位以后，向右上45°方向移開烙鐵，結束焊接。從第三步開始到第五步結束，時間大約也是1至2s。
圖4-6
手工焊接步驟
2．錫焊三步操作法
對于熱容量小的焊件，例如印制板上較細導線的連接，可以簡化為三步操作。
① 準備：同以上步驟一；
② 加熱與送絲：烙鐵頭放在焊件上后即放入焊絲。
③ 去絲移烙鐵：焊錫在焊接面上浸潤擴散達到預期范圍后，立即拿開焊絲并移開烙鐵，并注意移去焊絲的時間不得滯后于移開烙鐵的時間。
對于吸收低熱量的焊件而言，上述整個過程的時間不過2至4s，各步驟的節(jié)奏控制，順序的準確掌握，動作的熟練協(xié)調，都是要通過大量實踐并用心體會才能解決的問題。有人總結出了在五步驟操作法中用數(shù)秒的辦法控制時間：烙鐵接觸焊點后數(shù)一、二（約2s），送入焊絲后數(shù)三、四，移開烙鐵，焊絲熔化量要靠觀察決定。此辦法可以參考，但由于烙鐵功率、焊點熱容量的差別等因素，實際掌握焊接火候并無定章可循，必須具體條件具體對待。試想，對于一個熱容量較大的焊點，若使用功率較小的烙鐵焊接時，在上述時間內，可能加熱溫度還不能使焊錫熔化，焊接就無從談起。
第四節(jié)
手工焊接操作的具體手法
在保證得到優(yōu)質焊點的目標下，具體的焊接操作手法可以有所不同，但下面這些前人總結的方法，對初學者的指導作用是不可忽略的。
⑴ 保持烙鐵頭的清潔
焊接時，烙鐵頭長期處于高溫狀態(tài)，又接觸助焊劑等弱酸性物質，其表面很容易氧化腐蝕并沾上一層黑色雜質。這些雜質形成隔熱層，妨礙了烙鐵頭與焊件之間的熱傳導。因此，要注意用一塊濕布或濕的木質纖維海綿隨時擦拭烙鐵頭。對于普通烙鐵頭，在腐蝕污染嚴重時可以使用銼刀修去表面氧化層。對于長壽命烙鐵頭，就絕對不能使用這種方法了。
⑵ 靠增加接觸面積來加快傳熱
加熱時，應該讓焊件上需要焊錫浸潤的各部分均勻受熱，而不是僅僅加熱焊件的一部分，更不要采用烙鐵對焊件增加壓力的辦法，以免造成損壞或不易覺察的隱患。有些初學者用烙鐵頭對焊接面施加壓力，企圖加快焊接，這是不對的。正確的方法是，要根據(jù)焊件的形狀選用不同的烙鐵頭，或者自己修整烙鐵頭，讓烙鐵頭與焊件形成面的接觸而不是點或線的接觸。這樣，就能大大提高傳熱效率。
⑶ 加熱要靠焊錫橋
在非流水線作業(yè)中，焊接的焊點形狀是多種多樣的，不大可能不斷更換烙鐵頭。要提高加熱的效率，需要有進行熱量傳遞的焊錫橋。所謂焊錫橋，就是靠烙鐵頭上保留少量焊錫，作為加熱時烙鐵頭與焊件之間傳熱的橋梁。由于金屬熔液的導熱效率遠遠高于空氣，使焊件很快就被加熱到焊接溫度。應該注意，作為焊錫橋的錫量不可保留過多，不僅因為長時間存留在烙鐵頭上的焊料處于過熱狀態(tài)，實際已經(jīng)降低了質量，還可能造成焊點之間誤連短路。
⑷ 烙鐵撤離有講究
烙鐵的撤離要及時，而且撤離時的角度和方向與焊點的形成有關。如圖所示為烙鐵不同的撤離方向對焊點錫量的影響。
圖4-7 烙鐵撤離方向和焊點錫量的關系
⑸ 在焊錫凝固之前不能動
切勿使焊件移動或受到振動，特別是用鑷子夾住焊件時，一定要等焊錫凝固后再移走鑷子，否則極易造成焊點結構疏松或虛焊。
⑹ 焊錫用量要適中
手工焊接常使用的管狀焊錫絲，內部已經(jīng)裝有由松香和活化劑制成的助焊劑。焊錫絲的直徑有0.5、0.8、1.0、…、5.0mm等多種規(guī)格，要根據(jù)焊點的大小選用。一般，應使焊錫絲的直徑略小于焊盤的直徑。
如圖所示，過量的焊錫不但無必要地消耗了焊錫，而且還增加焊接時間，降低工作速度。更為嚴重的是，過量的焊錫很容易造成不易覺察的短路故障。焊錫過少也不能形成牢固的結合，同樣是不利的。特別是焊接印制板引出導線時，焊錫用量不足，極容易造成導線脫落。
圖4-8 焊點錫量的掌握
⑺ 焊劑用量要適中
適量的助焊劑對焊接非常有利。過量使用松香焊劑，焊接以后勢必需要擦除多余的焊劑，并且延長了加熱時間，降低了工作效率。當加熱時間不足時，又容易形成“夾渣”的缺陷。焊接開關、接插件的時候，過量的焊劑容易流到觸點上，會造成接觸不良。合適的焊劑量，應該是松香水僅能浸濕將要形成焊點的部位，不會透過印制板上的通孔流走。對使用松香芯焊絲的焊接來說，基本上不需要再涂助焊劑。目前，印制板生產(chǎn)廠在電路板出廠前大多進行過松香水噴涂處理，無需再加助焊劑。
⑻ 不要使用烙鐵頭作為運送焊錫的工具
有人習慣到焊接面上進行焊接，結果造成焊料的氧化。因為烙鐵尖的溫度一般都在300℃以上，焊錫絲中的助焊劑在高溫時容易分解失效，焊錫也處于過熱的低質量狀態(tài)。特別應該指出的是，在一些陳舊的書刊中還介紹過用烙鐵頭運送焊錫的方法，請讀者注意鑒別。
第五節(jié)
焊點質量及檢查
對焊點的質量要求，應該包括電氣接觸良好、機械結合牢固和美觀三個方面。保證焊點質量最重要的一點，就是必須避免虛焊。
1．虛焊產(chǎn)生的原因及其危害
虛焊主要是由待焊金屬表面的氧化物和污垢造成的，它使焊點成為有接觸電阻的連接狀態(tài)，導致電路工作不正常，出現(xiàn)連接時好時壞的不穩(wěn)定現(xiàn)象，噪聲增加而沒有規(guī)律性，給電路的調試、使用和維護帶來重大隱患。此外，也有一部分虛焊點在電路開始工作的一段較長時間內，保持接觸尚好，因此不容易發(fā)現(xiàn)。但在溫度、濕度和振動等環(huán)境條件的作用下，接觸表面逐步被氧化，接觸慢慢地變得不完全起來。虛焊點的接觸電阻會引起局部發(fā)熱，局部溫度升高又促使不完全接觸的焊點情況進一步惡化，最終甚至使焊點脫落，電路完全不能正常工作。這一過程有時可長達一、二年，其原理可以用“原電池”的概念來解釋：當焊點受潮使水汽滲入間隙后，水分子溶解金屬氧化物和污垢形成電解液，虛焊點兩側的銅和鉛錫焊料相當于原電池的兩個電極，鉛錫焊料失去電子被氧化，銅材獲得電子被還原。在這樣的原電池結構中，虛焊點內發(fā)生金屬損耗性腐蝕，局部溫度升高加劇了化學反應，機械振動讓其中的間隙不斷擴大，直到惡性循環(huán)使虛焊點最終形成斷路。
據(jù)統(tǒng)計數(shù)字表明，在電子整機產(chǎn)品的故障中，有將近一半是由于焊接不良引起的。然而，要從一臺有成千上萬個焊點的電子設備里，找出引起故障的虛焊點來，實在不是容易的事。所以，虛焊是電路可靠性的重大隱患，必須嚴格避免。進行手工焊接操作的時候，尤其要加以注意。
一般來說，造成虛焊的主要原因是：焊錫質量差；助焊劑的還原性不良或用量不夠；被焊接處表面未預先清潔好，鍍錫不牢；烙鐵頭的溫度過高或過低，表面有氧化層；焊接時間掌握不好，太長或太短；焊接中焊錫尚未凝固時，焊接元件松動。
2． 對焊點的要求
⑴ 可靠的電氣連接
⑵ 足夠的機械強度
⑶ 光潔整齊的外觀
3． 典型焊點的形成及其外觀
在單面和雙面（多層）印制電路板上，焊點的形成是有區(qū)別的：見圖，在單面板上，焊點僅形成在焊接面的焊盤上方；但在雙面板或多層板上，熔融的焊料不僅浸潤焊盤上方，還由于毛細作用，滲透到金屬化孔內，焊點形成的區(qū)域包括焊接面的焊盤上方、金屬化孔內和元件面上的部分焊盤，如圖所示。
圖4-9焊點的形成
