焊接

学习几个电路板焊接技术的诀窍,虽然不会起到立竿见影之效,但会帮助你焊接容易得多。然而,无论你有多久的焊接经验,你还是会时不时的犯愚蠢的错误。譬如,你会把一个芯片放错方向,或使用一个不正确的电阻器,还有就是焊接头焊在了错误的一侧板等。

下面为大家介绍几种较好的电路板焊接方法:

1、沾锡作用

当热的液态焊锡溶解并渗透到被焊接的金属表面时,就称为金属的沾锡或金属被沾锡。焊锡与铜的混合物的分子形成一种新的部分是铜、部分是焊锡的合金,这种溶媒作用称为沾锡,它在各个部分之间构成分子间键,生成一种金属合金共化物。良好的分子间键的形成是焊接工艺的核心,它决定了焊接点的强度和质量。只有铜的表面没有污染,没有由于暴露在空气中形成的氧化膜才能沾锡,并且焊锡与工作表面需要达到适当的温度。

2、表面张力

大家都熟悉水的表面张力,这种力使涂有油脂的金属板上的冷水滴保持球状,这是由于在此例中,使固体表面上液体趋于扩散的附着力小于其内聚力。用温水和清洁剂清洗来减小其表面张力,水将浸润涂有油脂的金属板而向外流形成一个薄层,如果附着力大于内聚力就会发生这种情况。

锡-铅焊锡的内聚力甚至比水更大,使焊锡呈球体,以使其表面积最小化(同样体积情况下,球体与其他几何外形相比具有最小的表面积,用以满足最低能量状态的需求)。助焊剂的作用类似于清洁剂对涂有油脂的金属板的作用,另外,表面张力还高度依赖于表面的清洁程度与温度,只有附着能量远大于表面能量(内聚力)时,才能发生理想的沾锡。

3、金属合金共化物的产生

铜和锡的金属间键形成了晶粒,晶粒的形状和大小取决于焊接时温度的持续时间和强度。焊接时较少的热量可形成精细的晶状结构,形成具有最佳强度的优良焊接点。反应时间过长,不管是由于焊接时间过长还是由于温度过高或是两者兼有,都会导致粗糙的晶状结构,该结构是砂砾质的且发脆,切变强度较小。

采用铜作为金属基材,锡-铅作为焊锡合金,铅与铜不会形成任何金属合金共化物,然而锡可以渗透到铜中,锡和铜的分子间键在焊锡和金属的连接面形成金属合金共化物Cu3Sn 和Cu6Sn5,如图所示。

金属合金层(n相+ε相)必须非常薄,激光焊接中,金属合金层厚度的数量级为0.1mm ,波峰焊与手工烙铁焊中,优良焊接点的金属间键的厚度多数超过0.5μm 。由于焊接点的切变强度随着金属合金层厚度的增加而减小,故常常试着将金属合金层的厚度保持在1μm 以下,这可以通过使焊接的时间尽可能的短来实现。

金属合金共化物层的厚度依赖于形成焊接点的温度和时间,理想的情况下,焊接应在220 't约2s 内完成,在该条件下,铜和锡的化学扩散反应将产生适量的金属合金结合材料Cu3Sn 和Cu6Sn5厚度约为0.5μm 。不充分的金属间键常见于冷焊接点或焊接时没有升高到适当温度的焊接点,它可能导致焊接面的切断。相反,太厚的金属合金层,常见于过度加热或焊接太长时间的焊接点,它将导致焊接点抗张强度非常弱,如图所示。

4、沾锡角

比焊锡的共晶点温度高出大约35℃时,当一滴焊锡放置于热的涂有助焊剂的表面上时,就形成了一个弯月面,在某种程度上,金属表面沾锡的能力可通过弯月面的形状来评估。如果焊锡弯月面有一个明显的底切边,形如涂有油脂的金属板上的水珠,或者甚至趋于球形,则金属为不可焊接的。只有弯月面拉伸成一个小于30。的小角度才具有良好的焊接性。

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单片机焊接注意事项

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首先焊接之前要把主板清洁干净,所有单片机引脚孔都必须贯通,并把单片机引脚孔周围全部处理干净。然后把单片机引脚同样处理干净上好焊锡,焊锡不能上厚,多用松香就可以很薄了,否则不能插入单片机的安装孔。然后把上好焊锡的单片机再插入主板的单片机安装位置,(注意单片机引脚方向一定不能安装反了)否则一旦焊上去难于拆下来。把I单片机插入单片机安装位置检查无误后将开始焊接,烙铁头一定要很清洁,用一个毫米的焊锡丝,在每一个引脚位置熔一下马上就可以把引脚焊接好,烙铁停留时间不要长,松香要及时跟上。焊接时可以采取跳跃式焊接,假如是64引脚的,那么可以采取1、32、33、64、2、31、34、63分布热量,过于集中焊接某一部分引脚会超温,对于单片机不利。如果担心焊接质量,可以焊接完用万用表测试每一个引脚没有短路为止。

板子和元件腿应该先处理干净,再涂一层松香酒精溶液,烙铁应该接地。烙铁温度不应过高(最好采用恒温烙铁),每个腿的焊接时间应该控制2秒之内,以防止高温烧坏元器件和使铜箔脱离,焊点应小、圆而且有光泽,注意不要使相邻两焊点之间短路。焊接完毕用硬刷子刷一遍板子,以防止有锡粒掉落在板子上,再用万用表电阻档检查电源接入端及单片机电源和地之间有无短路,最好用放大镜仔细检查一遍板子,看看有无因焊点过大而使相邻焊点短路。

焊接过程之中注意以下几点:

1、可能的状况降落低信号沿的变换速率

满足设计标准的同时尽量选择慢速的器件,通常在器件选型的时分。并且防止不同品种的信号混合运用,由于快速变换的信号对慢变换的信号有潜在串扰风险。

2、采用屏蔽措施

包地会招致布线量增加,线路板为高速信号提供包地是处理串扰问题的一个有效途径。但是。使本来有限的布线区域愈加拥堵。另外,地线屏蔽要到达预期目的地线上接地点间距很关键,普通小于信号变化沿长度的两倍。同时地线也会增大信号的散布电容,使传输线阻抗增大,信号沿变缓。

3、合理设置层和布线

减小并行信号长度,合理设置布线层和布线间距。缩短信号层与平面层的间距,增大信号线间距,减小并行信号线长度(关键长度范围内)这些措施都能够有效减小串扰。

4、设置不同的布线层

并合理设置平面层,为不同速率的信号设置不同的布线层。也是处理串扰的好办法。

5、阻抗匹配

也能够大大减小串扰的幅度。假如传输线近端或远端终端阻抗与传输线阻抗匹配。

线路板使用过程中,经常出现焊盘脱落,尤其是在线路板返修的时候,在使用电烙铁时,非常容易出现焊盘脱落的现象,PCB厂在本文中对焊盘脱落的原因进行一些分析,也针对原因采取相应的对策。

线路板焊接时焊盘很容易脱落原因分析

1、板材质量问题

由于覆铜板板材的铜箔与环氧树脂之间的树脂胶粘合附着力比较差,那样的话即使是大面积铜箔的线路板铜箔稍微受热或者在机械外力下,非常容易与环氧树脂分离导致焊盘脱落和铜箔脱落等问题。

2、线路板存放条件的影响

受天气影响或者长时间存放放到潮湿处,线路板吸潮含水份过高,为了达到理想的焊接效果,贴片焊接时要补偿由于水分挥发带走的热量,焊接的温度和时间都要延长。这样的焊接条件容易造成线路板铜箔与环氧树脂分层。

3、电烙铁焊接问题

一般线路板的附着力能满足普通焊接,不会出现焊盘脱落现象,但是电子产品一般都有可能出现返修,返修一般是用电烙铁焊接修复,由于电烙铁局部高温往往达到300-400度温度,造成焊盘局部瞬间温度过高,焊盘铜箔下方的树脂胶受高温脱落,出现焊盘脱落。电烙铁拆卸时还容易附带电烙铁头对焊盘的物理受力,也是导致焊盘脱落的原因。

针对焊盘在使用条件下容易脱落,线路板厂采取如下几个方面,尽可能的提高线路板焊盘耐焊接次数,以满足客户的需求。

1:覆铜板选用正品有品质保证的厂家出品的基材。一般正品覆铜板的玻璃纤维布选材和压合工艺能保证制造出得线路板耐焊性符合客户使用要求。

2:线路板出厂前用真空包装,放置干燥剂,保持线路板始终在干燥的状态。为减少虚焊,提高可焊性创造条件。

3:针对电烙铁返修时对焊盘的热冲击,我们尽可能通过电镀的增加焊盘铜箔的厚度,这样当电烙铁给焊盘加热时,铜箔厚德焊盘导热性明显增强,有效的降低的焊盘的局部高温,同时,导热快使焊盘更容易拆卸。达到焊盘的耐焊性。

来源:深联电路

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