焊接原理及焊接工具

　　焊接原理：

　　目前電子元器件的焊接主要采用錫焊技術。錫焊技術采用以錫為主的錫合金材料作焊料，在一定溫度下焊錫熔化，金屬焊件與錫原子之間相互吸引、擴散、結合，形成浸潤的結合層。外表看來印刷板銅鉑及元器件引線都是很光滑的，實際上它們的表面都有很多微小的凹凸間隙，熔流態的錫焊料借助于毛細管吸力沿焊件表面擴散，形成焊料與焊件的浸潤，把元器件與印刷板牢固地粘合在一起，而且具有良好的導電性能。

　　錫焊接的條件是：焊件表面應是清潔的，油垢、銹斑都會影響焊接；能被錫焊料潤濕的金屬才具有可焊性，對黃銅等表面易于生成氧化膜的材料，可以借助于助焊劑，先對焊件表面進行鍍錫浸潤后，再行焊接；要有適當的加熱溫度，使焊錫料具有一定的流動性，才可以達到焊牢的目的，但溫度也不可過高，過高時容易形成氧化膜而影響焊接質量。

　　焊接工具：電烙鐵

　　手工焊接的主要工具是電烙鐵。電烙鐵的種類很多，有直熱式、感應式、儲能式及調溫式多種，電功率有15W、2OW、35w……300W多種，主要根據焊件大小來決定。一般元器件的焊接以2OW內熱式電烙鐵為宜；焊接集成電路及易損元器件時可以采用儲能式電烙鐵；焊接大焊件時可用150W~300W大功率外熱式電烙鐵。小功率電烙鐵的烙鐵頭溫度一般在300~400℃之間。

　　烙鐵頭一般采用紫銅材料制造。為保護在焊接的高溫條件下不被氧化生銹，常將烙鐵頭經電鍍處理，有的烙鐵頭還采用不易氧化的合金材料制成。新的烙鐵頭在正式焊接前應先進行鍍錫處理。方法是將烙鐵頭用細紗紙打磨干凈，然后浸入松香水，沾上焊錫在硬物（例如木板）上反復研磨，使烙鐵頭各個面全部鍍錫。若使用時間很長，烙鐵頭已經氧化時，要用小銼刀輕銼去表面氧化層，在露出紫銅的光亮后用同新烙鐵頭鍍錫的方法一樣進行處理。當僅使用一把電烙鐵時，可以利用烙鐵頭插人烙鐵芯深淺不同的方法調節烙鐵頭的溫度。烙鐵頭從烙鐵芯拉出的越長，烙鐵頭的溫度相對越低，反之溫度就越高。也可以利用更換烙鐵頭的大小及形狀來達到調節烙鐵頭溫度的目的。烙鐵頭越細，溫度越高；烙鐵頭越粗，相對溫度越低。

　　根據所焊元件種類可以選擇適當形狀的烙鐵頭。烙鐵頭的頂端形狀有圓錐形、斜面橢圓形及鑿形等多種。焊小焊點可以采用圓錐形的，焊較大焊點可以采用鑿形或圓柱形的。

　　還有一種吸錫電烙鐵，是在直熱式電烙鐵上增加了吸錫機構構成的。在電路中對元器件拆焊時要用到這種電烙鐵。

　　PCB雙面回焊制程介紹及注意事項

　　目前SMT業界主流的電路板組裝技術應該非「全板回流焊接（Reflow）」莫屬，其他當然還有別的電路板焊接方法，而這種全板回流焊接又可以區分為單面板回焊及雙面板回焊，單面回焊的板子現在很少人使用了，因為雙面回焊可以節省電路板的空間，也就是說可以讓產產做到更小，所以市面上看到的板子大多屬于雙面回焊制程。

　　因為「雙面回焊制程」需要做兩次的回焊的關系，所以會有一些制程上的限制，最常見的問題就是板子走到第二次回焊爐時，第一面上面的零件會因為重力關系而掉落，尤其是板子流到爐子的回焊區高溫時，本文將說明雙面回焊制程中零件擺放的注意事項：

　　一般來說比較細小的零件建議擺放在第一面過回焊爐，因為第一面過回焊爐時PCB的變形量會比較小，錫膏印刷的精度會比較高，所以較是合擺放較細小的零件。

　　其次，較細小的零件不會在第二次過回焊爐時有掉落的風險。因為第一面的零件在打第二面時會被放至于電路板的底面直接朝下，當板子進入回焊區高溫時比較不會因為重量過重而從板子上掉落下來。

　　其三，第一面板子上的零件必須過兩次回焊爐，所以其耐溫必須要可以耐受兩次回焊的溫度，一般的電阻電容通常被要求至少可以過三次回焊高溫，這是為了符合有些板子可能因為維修的關系，需要重新走一次回焊爐而做的要求。

　　哪些SMD零件應該擺在第二面過回焊爐？這個應該是重點。

　　大組件或較重的組件應擺放在第二面過爐以避免過爐時零件會有掉落回焊爐中的風險。

　　LGA、BGA零件應盡量擺放在第二面過爐，這樣可以避免第二次過爐時不必要的重新熔錫風險，以降低空/假焊得機會。如果有細間腳且較小的BGA零件不排除建議擺放于第一面過回焊爐。

　　BGA擺放在第一面或第二面過爐其實一直很有爭議，擺放第二面雖然可以避免重新融錫的風險，但通常第二面過回焊爐時PCB會變形得比較嚴重，反而會影響吃錫質量，所以工作熊才會說不排除細間腳的BGA可以考慮放在第一面。不過反過來想，如果PCB變形嚴重，只要在精細的零件，擺放在第二面打件貼片一定是個大問題，因為錫膏印刷位置及錫膏量會變得不精準，所以重點應該是想辦法如何去避免PCB變形，而不是因為變形而考慮把BGA放在第一面，不是嗎？

　　零件不能耐太多次高溫的零件應該擺放第二面過回焊爐。這是為了避免零件過太多次高溫而損毀。

　　PIH/PIP的零件也要擺在第二面過爐，除非其焊腳長度不會超出板厚，否則其伸出PCB表面的腳將會與第二面的鋼板產生干涉，會讓第二面錫膏印刷的鋼板無法平貼于PCB造成錫膏印刷異常問題發生。

　　某些組件內部會有使用焊錫作業的情形，比如說有LED燈的網線連接器，必須注意這種零件的耐溫能否過兩次回焊爐，如果不行就得放置于第二面打件。

　　只是零件擺放于第二面打件貼片過回焊爐，就表示電路板已經過了一次回焊爐高溫的洗禮，這時候的電路板多少已經有些翹曲及變形發生，也就是說錫膏的印刷量及印刷的位置會變得比較難以控制，所以也就容易引起空焊或短路等問題，因此放在第二面過爐的零件，建議盡量不要擺放0201以及細間腳（finepitch）零件，BGA也應該盡量選擇有較大直徑的錫球。

　　另外，在大量生產中要將電子零件焊接組裝于電路板，其實有很多種工藝方法，不過每一種工藝制程其實都是在電路板設計之初就已經決定好了的，因為其電路板上的零件擺放位置會直接影響到組裝的焊接順序與質量，而布線則會間接影響。

　　雙面電路板的焊接方法

　　雙面電路板為了保證雙面電路有可靠的導電效果，應首先用導線之類焊接好雙面板上的連接孔（即金屬化工藝透孔部分），并剪去連接線尖突出部分，以免剌傷操作者的手，這是板的連線準備工作。

　　雙面電路板焊接要領：

　　1、對有要求整形的器件應按工藝圖紙的要求進行工藝處理；即先整形后插件。

　　2、整形后二極管的型號面應朝上，不應出現兩個管腳長短不一致的現象。

　　3、對有極性要求的器件插裝時要注意其極性不得插反，輥集成塊元件，插裝后，不論是豎式或平臥的器件，不得有明顯傾斜。

　　4、焊接使用的電烙鐵其功率為25~40W之間，電烙鐵頭的溫度應控制在242℃左右，溫度過高頭容易“死掉”，溫度低了熔解不了焊錫，焊接時間控制在3~4秒。

　　5、正式焊接時一般按照器件從矮到高，從里向外的焊接原則來操作，焊接時間要掌握好，時間過長會燙壞器件，也會燙壞覆銅板上的覆銅線條。

　　6、因為是雙面焊接，因此還應做一個放置電路板的工藝框架之類，目的是不壓斜下面的器件。

　　7、電路板焊接完成后應進行全面對號入座式的檢查，查有漏插漏焊的地方，確認后對電路板多余的器件管腳之類進行修剪，后流入下道工序。

　　8、在具體的操作中，還應嚴格遵循相關的工藝標準來操作，保證產品的焊接質量。

　　雙面電路板的再焊接技巧

　　對別人焊接過的雙面電路板再修時，由于臟、亂，并可能有虛焊、斷線、接觸不良等故障，整修起來難度大。小編的經驗是：

　　1、觀察：依據圖紙或樣機，大致了解實物線路及走向狀況。

　　2、拆件：將焊接過的元器件、插頭座及飛線拆掉。

　　3、清潔：用無水酒精將電路板表面的松香、焊油清潔干凈。清理時如用烙鐵配合加熱則速度更快、效果更好。

　　4、走線：參考觀察情況仔細理清線路走向，無圖時可用畫圖方法輔助注記。

　　5、焊接：依據理清的線路焊接。在用導線連接斷線時，應盡量安排在背面；

　　6、檢查：依據圖紙或樣機及前邊理線分析的結果。查焊接是否正確、可靠，工藝是否符合要求；

　　7、加電試機。