依舊自我介紹，張工，NPI 工程師，如果還不知道我具體是干什么的，歡迎看我的第一篇文章（主頁點進去即可）。

萬變不離其宗，作為 NPI 工程師，DFM 可制造性分析涉及的范圍非常廣，今天是關于：PCB焊接、PCB焊接技巧、PCB焊接步驟總結(jié)。

一、什么是PCB 焊接？

PCB 焊接是一個簡單的過程，包括焊接PCB或電路板。

簡而言之，就是使用稱為焊料的金屬以機械和電氣方式連接兩個金屬表面。焊料固定連接，使其不會因振動或其他機械力而松動。它還提供電氣連續(xù)性，以便電子信號可以不間斷地通過連接。使用烙鐵熔化焊料。

助焊劑用于清潔和準備表面，使熔化的焊料流動（或“濕潤”）并與金屬表面粘合。

手工焊接是一次焊接一個連接（稱為“焊點”）的過程，而不是更自動化的焊接過程，自動化焊接過程，例如波峰焊（用于通孔組件）或回流焊接（用于 SMT 組件）。

PCB焊接

二、焊接必須要考慮的3個因素

在電路板上進行焊接時，必須考慮以下三個因素：

• 焊點尺寸
• 烙鐵接觸焊接表面的時間
• 用烙鐵對焊點施加的壓力

1、焊點尺寸

焊點的尺寸影響助焊劑活化和焊料熔化所需的時間。

較大的焊點需要更多的熱量才能使焊料熔化。較大的焊點應使用瓦數(shù)較高的烙鐵。此外，烙鐵上應使用更大的烙鐵頭。

選擇烙鐵頭時最重要的是焊點和烙鐵之間的熱連接量。熱連接是焊點和鐵之間的接觸區(qū)域。

PCB焊接圖

2、焊接

選擇正確尺寸和形狀的烙鐵頭后，你應該考慮烙鐵與焊點接觸的時間。焊接的正確時間在 2 到 4 秒之間。

這通常足以讓助焊劑激活、焊料熔化并流入焊點。或多或少的時間都會導致不良的焊接效果。時間太短會導致冷焊點，時間太長會導致電路板和電子元件損壞。

3、壓力

• 應該將烙鐵與電路板表面成 45 度角并輕輕施加壓力，就把烙鐵當做筆。
• 在焊接過程中使用烙鐵施加的壓力水平應僅足以將烙鐵保持在所需位置。
• 過大的壓力最終會導致印刷線路組件上的焊盤和跡線抬起和損壞。

很多次看到初學者在焊接時用力將烙鐵推到焊點上。當他們在大焊點上使用太小的鐵鉆頭時會發(fā)生這種情況，因此就會無法熔化焊料。當他們使用低功率烙鐵時也會發(fā)生這種情況。雖然他們拼命地試圖通過用烙鐵對焊點施加更大的壓力來彌補熱量的不足。但是很顯然，這是一種錯誤的焊接技術(shù)，會導致電路板損壞。

三、焊接工具

1、烙鐵

應該選擇最適合你的焊接項目的烙鐵頭的尺寸和形狀。烙鐵頭的更換應在烙鐵冷且未插入電源時進行。

烙鐵頭

烙鐵頭的大小和形狀各不相同，更換烙鐵上的烙鐵頭很容易。

烙鐵頭可互換，以允許在更廣泛的焊接應用中使用烙鐵并焊接更多不同類型的元件。這種選擇烙鐵頭形狀和尺寸的靈活性允許技術(shù)人員根據(jù)特定的焊接項目定制烙鐵。

如果烙鐵頭太小，焊點的加熱時間會比首選時間長得多。這可能會損壞電路板和對溫度敏感的電子元件。

另一方面，如果鉆頭太大，你可能會燒毀、抬起或破裂 PCB 上的導體和焊盤。還可能損壞電子元件。有時損壞不是立即可見的，但在操作后期，組件的工作方式可能與預期不同，這種熱損壞還可能縮短電子元件的壽命。

烙鐵頭

2、焊料

焊料是錫和鉛的混合物。最常見的焊料類型是 60/40（60% 錫和 40% 鉛）和 63/37（63% 錫和 37% 鉛）。焊料是焊點中的填充材料。

當錫和鉛混合在一起時，合金的熔化溫度低于錫或鉛的熔化溫度。熔化溫度是焊料從固態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)的點。對于 60/40 焊料，熔化溫度為 370 °F (188 °C)。由于其熔化溫度低，焊料會迅速熔化，因此可以在最短的時間內(nèi)將組件暴露在熱量下。

焊錫絲

用于焊接電路板的焊料有兩種形式：焊錫絲和焊膏。焊錫絲盤繞在線軸上。電子產(chǎn)品中使用的焊錫絲尺寸在 0.010”-0.050” (0.25mm -1.27 mm) 之間。

焊膏的保存時間相對較短。錫膏的保質(zhì)期為3-6個月。如果想延長錫膏的保質(zhì)期，必須冷藏。焊膏必須儲存在密封容器中。如果焊膏容器打開，會導致焊料氧化。

之前有專門寫過一篇焊錫膏的文章，大家可以直接點擊跳轉(zhuǎn)：

3、助焊劑

助焊劑用于去除待焊接表面的氧化物，并防止在焊接過程中形成新的氧化物。松香助焊劑是電子應用中最流行的助焊劑類型。它是由松樹汁的提取物制成的。

助焊劑

大多數(shù)焊錫絲的芯中都含有助焊劑。如果你需要線軸上的一根焊錫絲，則應使用剪線鉗將其剪斷。不要從線軸上撕下或拉出焊錫絲。焊絲中心有精確數(shù)量的松香助焊劑。當你撕開焊錫絲以與線軸分離時，你會改變焊料/助焊劑的比率。

助焊劑

助焊劑以筆或糊劑的形式單獨提供。如果需要，可以在元件的焊點和引腳或引腳上涂抹額外的助焊劑。

助焊劑的活化溫度必須低于焊料的熔點。助焊劑通常在比焊料低得多的溫度下激活。如果在焊接過程中助焊劑未激活，則表明焊點不良（很可能表明焊點冷）。

四、焊接步驟

使用已安裝的正確烙鐵頭打開焊接。讓烙鐵加熱。大多數(shù)烙鐵可以在不到一分鐘的時間內(nèi)達到工作溫度。

1、鍍錫

烙鐵頭應在焊接前鍍錫。鍍錫是用一層薄薄的焊料覆蓋金屬表面的過程。如果定期正確地鍍錫和清潔烙鐵頭，它的使用壽命會更長。

鍍錫

當熨斗達到工作溫度時，在烙鐵頭上涂上焊料。進行鍍錫時，烙鐵頭必須足夠熱。最好使用直徑約為 0.050” (1.27 mm) 的較粗焊錫絲熔化幾英寸的焊錫。從尖端滴落的焊料會帶走許多氧化物和其他污染物。

鍍錫

如果烙鐵頭較長時間不使用且氧化層較厚，則應在鍍錫前對烙鐵頭進行適當?shù)那鍧?/strong>。為此，你可以使用黃銅線尖端清潔劑，將烙鐵頭插入黃銅絲頭清潔器中并擰幾下。切勿使用鋼刷代替黃銅絲尖端清潔劑來清潔烙鐵頭，因為它會損壞烙鐵頭上的鍍層。

每次使用后也應將烙鐵頭鍍錫。鍍錫所需的少量焊料可以延長烙鐵頭的使用壽命并節(jié)省更換烙鐵頭的成本。

要焊接的表面也應該鍍錫。它提高了可焊性并防止在焊接操作過程中表面氧化。

你應該只在干凈且未損壞的表面上開始鍍錫。必須在連接表面之前進行鍍錫。鍍錫后，表面應有光澤。

2、焊接

插件元件

將通孔電子元件焊接到電路板上時，元件的引線會彎曲以穿過電路板，并與電路板的頂面齊平插入。電路板工作時變熱的組件（例如大功率電阻器）被抬高到電路板表面上方，以實現(xiàn)更好的空氣流通。

電阻插件

然后將引線向外展開，以便組件夾住電路板，不要將元件的引線彎曲超過 45°。對于電阻和電容等無源元件，最好先剪掉多余的導線，以便更好地接觸接頭。

PCB焊接

將電路板翻轉(zhuǎn)，將一個元件的所有引線焊接并切斷多余的導線引線。

PCB焊接

另一方面，對于晶體管和二極管等半導體，最好先進行焊接，然后將多余的引線剪掉。多余的引線從焊點帶走一些熱量，并防止在焊接過程中對半導體元件造成熱損壞。

PCB焊接

用金屬鑷子夾住溫度敏感元件的引線是一種很好的技術(shù)。如你抓住焊點和組件主體之間的引線，鑷子將吸收多余的熱量，從而保護組件免受熱損壞。

PCB焊接

集成電路可以直接焊接到電路板上，但最好將雙列直插（DIP）插座的引腳焊接到電路板上，然后將集成電路放入插座中。

PCB焊接

這樣可以防止集成電路在焊接過程中受到熱損壞。更換插在插座中的集成電路也比將引腳直接焊接到電路板上的集成電路容易得多。

3、去除助焊劑殘留物

焊接后，必須清除所有助焊劑殘留物，以防止 PCB 退化。

如果助焊劑殘留物留在 PCB 上，它們會導致電路板電阻發(fā)生變化，從而導致測試結(jié)果不準確。

一旦 PCB 連接到電源并開始在電子設備中運行，助焊劑殘留物也會導致電路性能發(fā)生變化。

PCB焊接

可分兩步去除助焊劑殘留物：清潔和沖洗。

PCB焊接清潔

清潔助焊劑殘留物的最佳方法是使用異丙醇。助焊劑殘留物也可以用助焊劑去除筆去除。

用酒精去除助焊劑殘留物后，在第二步中用蒸餾水沖洗焊點，而不是自來水。自來水可能會在 PCB 上留下污漬，因為它含有礦物質(zhì)。

4、檢查

焊接后，檢查焊點是否有冷焊點、橋接、焊球等缺陷。如果發(fā)現(xiàn)任何缺陷，請立即修復。大多數(shù)不良焊點可以通過重新焊接輕松修復。

關于焊接缺陷，之前有2篇文章詳細講過：可以直接點擊鏈接跳轉(zhuǎn)：

當電路板上的焊點看起來很糟糕時，它們很可能是壞的。然而，焊點的良好外觀往往會產(chǎn)生誤導。在將電子元件焊接到電路板上時，人可能會以不可見的方式損壞元件或電路板。電子電路仍然可以工作一段時間，但其使用壽命和可靠性會顯著降低。目視檢查可能無法揭示下面的內(nèi)容。

5、維修PCB板-焊點缺陷

電路板是用于安裝和互連電子元件的平臺。電路板可以具有低密度封裝或高密度封裝。

PCB

在低密度電路板上，電子元件之間的間距很大，而在高密度電路板上，電子元件之間的焊接非常接近，它們之間的空間很小。顯然，低密度電路板的焊接、組裝或維修要容易得多。

PCB焊接

高密度電路板通常裝有表面貼裝元件。高密度板上的所有電子元件可能安裝得非常緊密，有時可能無法用烙鐵來焊接特定元件。

PCB焊接

如果板上元件之間的間隙小于烙鐵頭的尺寸，就不可能對元件進行焊接或拆焊。對于高密度電路板，我們應該使用尺寸為 3/64 英寸（1.2 毫米）或更小的錐形尖端。

維修電路板時，需要維修人員用新的電子元件更換損壞的電子元件，使電路板恢復到原來的性能。在元件拆卸過程中，維修人員應注意不要損壞電路板上的走線或焊盤。過多的熱量會燒毀或破壞電路板上的小痕跡。

PCB板

電路板可以無涂層或涂有多種涂層材料。

電路板由兩個主要部分組成：基材或基板以及由與基材粘合的導電銅箔制成的電路。

基材是不導電的。目前電子產(chǎn)品中的大多數(shù)電路板都使用 FR4 玻璃增強環(huán)氧樹脂層壓材料作為基板。FR4 外觀呈綠色。

基材必須具有高絕緣電阻、良好的溫度穩(wěn)定性和低吸濕性。印刷電路板最常見的厚度是 0.031” (0.787 mm) 和 0.060” (1.5 mm)。

PCB板

電路板的第二個主要部分是薄導電銅箔。它由導體、焊盤和端子組成

PCB

這些銅導體和焊盤通常鍍有一層薄薄的焊料以減少腐蝕。由于表面已經(jīng)預鍍錫，因此還可以更輕松地將電子元件焊接到此類表面。

PCB焊接

電路板可以涂上一層環(huán)氧樹脂，使其具有綠色外觀?？梢栽陔娐钒迳咸砑咏z網(wǎng)掩膜，以幫助組裝人員進行組件放置和定向。

最常見的箔厚度是半盎司銅、一盎司銅和兩盎司銅。這些單位表示每平方英尺銅的重量。例如，半盎司的電路板每平方英尺有半盎司的銅。銅越多，銅箔越多，因此，電路板可以傳導更高的電流。

PCB

電路板通常有幾個鉆孔穿過它，以允許安裝電子元件。鍍通孔的壁涂有焊料，從一側(cè)穿過電路板到另一側(cè)。這樣，鍍通孔形成了從電路板一側(cè)到另一側(cè)的導電路徑。

電子元器件

電路板上的電子元件有多種尺寸和形狀，從標準的通孔電子元件和微型表面貼裝元件到多引線集成電路。電子元件的引線可以有各種間距和尺寸。

五、焊接的10個技巧

1、PCB 必須要有一個干凈的表面。

2、焊絲的尺寸必須與焊接的尺寸相匹配。

3、使用的烙鐵頭與要焊接的元器件相匹配。

4、仔細選擇焊料和助焊劑。

5、選擇足夠熱的焊接溫度以有效地熔化焊料，但不要太熱。

6、將烙鐵頭固定在引線和接觸點/焊盤上，直到兩者都達到溫度。

7、涂抹足夠的焊料以覆蓋接觸墊并圍繞引線。

8、如有必要，用鋒利的剪線鉗修剪引線，不要修剪到焊點。

9、使用優(yōu)質(zhì)助焊劑去除劑清除焊接區(qū)域的助焊劑殘留物。

以上就是關于 PCB焊接的簡單介紹，希望能夠?qū)Υ蠹矣杏?，歡迎大家多多指教。