焊接工具介绍-智能汽车设计与实践基础

在印制电路板焊接时,合适的焊接工具会使得焊接变得更加高效,焊接的电路板也会更加稳定。由于智能汽车电路板大多采用贴片封装。本小节将介绍适用于贴片元器件焊接的工具。

图4.4　常见万用表

图4.5　常见示波器

(1)电烙铁

电烙铁是电子制作和电器维修的必备工具,主要用途是焊接元件及导线,按机械结构可分为内热式电烙铁和外热式电烙铁,按功能可分为无吸锡电烙铁和吸锡式电烙铁,根据用途不同又分为大功率电烙铁和小功率电烙铁。

外热式电烙铁如图4.6(a)所示,由烙铁头、烙铁芯、外壳、木柄、电源引线、插头等部分组成,由于烙铁头安装在烙铁芯里面,故称为外热式电烙铁。内热式电烙铁如图4.6(b)所示,由手柄、连接杆、弹簧夹、烙铁芯、烙铁头组成。由于烙铁芯安装在烙铁头里面,因而发热快,热利用率高,因此,称为内热式电烙铁。

图4.6　常用电烙铁

恒温电烙铁如图4.6(c)和图4.6(d)所示,其中,图4.6(d)是带热风枪的恒温电烙铁。由于恒温电烙铁头内,装有带磁铁的温度控制器,通过控制通电时间来控制温度。当给电烙铁通电时,烙铁的温度上升,达到预定的温度时,因强磁体传感器达到了居里点而磁性消失,使磁芯触点断开,停止向电烙铁供电;当温度低于强磁体传感器的居里点时,强磁体便恢复磁性,并吸动磁芯开关中的永久磁铁,使控制开关的触点接通,继续向电烙铁供电。如此循环往复,便能达到控制温度的目的。

图4.7　常用电烙头

(2)烙铁头

常见烙铁头如图4.7所示,一般的烙铁头都是紫铜造,老式的烙铁头直接裸露铜表面,容易发生氧化发黑无法上锡,时常要用砂纸打磨抛光重新上锡。新式的烙铁头表面都有银色的抗氧化合金涂层,抗氧化性能好,但是切记不能刀刮砂磨,也不能用力磕碰,以免破坏很薄的镀层。劣质的烙铁头有用铁条冒充铜条的,要注意分辨。烙铁头的基本形状有尖形、马蹄形、扁嘴形、刀口形。每种烙铁头(烙铁嘴、焊嘴)的头部基本相同,区别在于烙铁头身体部分,以便和合适的电烙铁、电焊台配套。焊接普通封装元器件一般选用尖头或者刀头。

(3)焊锡丝

在PCB元器件焊接中,焊锡丝是必不可少的材料之一,焊锡丝种类很多,根据经验挑选,推荐实验室一直使用的如图4.8所示“老A”牌焊锡丝,含锡量63%,焊丝直径有0.5、0.8、1.0、1.2、2.0、1.5 mm等规格,焊PCB一般选用0.8 mm直径,如焊洞洞板可以选用粗一点的,比如1.2 mm或2.0 mm直径。在焊接过程中,焊锡丝出现焊点发黑、不丰满等表象都是由于焊锡丝的质量不合格引起的。

图4.8　“老A”牌焊锡丝(www.xing528.com)

(4)助焊剂

常用助焊剂有焊锡膏和松香两种,如图4.9所示,图4.9(a)是无酸焊锡膏,口碑较好的品牌有老A、宝工或者固特,金鸡牌的焊锡膏很便宜但是含酸性氯化物,用后必须用酒精清洗干净。传统的松香见图4.9(b),松香长时间加热会留下黑色炭化渣滓,不建议使用。

图4.9　常用助焊剂

(5)烙铁头清洗工具

有合金涂层的电烙铁不能硬磨,只能用专用的清洁工具去清洁氧化层。常用的清洁工具有高温海绵[图4.10(a)]和合金棉[图4.10(b)],高温海绵/矿渣棉需要用水湿润以后擦拭烙铁头,切记一定要加水,不然会烧坏。合金棉是特制的低硬度合金制成的钢丝球,用来去除表面的氧化层,同时可以避免伤到合金涂层。好处是清洁以后烙铁头的温度不下降,受到的热冲击也少。

图4.10　常用烙铁头清洗工具

(6)拆焊工具

电路板在焊接和维修过程中,常常需要拆焊元器件,为了保证元器件拆焊时不损坏焊盘和元器件,拆焊工具和拆焊方法都很重要,常用的拆焊工具有吸锡器[图4.11(a)、图4.11(b)]、热风枪[图4.11(c)]等。

吸锡器是一种维修电路板常用的工具,收集拆卸电子元件时焊盘熔化的焊锡。有手动、电动两种。拆卸电路板需要使用吸锡器,尤其是大规模集成电路,拆不好容易破坏印制电路板,造成不必要的损失。常见的吸锡器主要有吸锡球、手动吸锡器、电热吸锡器、防静电吸锡器、电动吸锡枪以及双用吸锡电烙铁等。

图4.11　常用烙铁头清洗工具

热风枪主要是指利用发热电阻丝的枪芯吹出的热风来对元件进行焊接与拆除的工具。根据热风枪的工作原理,热风枪控制电路的主体部分应包括温度信号放大电路、比较电路、可控硅控制电路、传感器、风控电路等。另外,为了提高电路的整体性能,还应设置一些辅助电路,如温度显示电路、关机延时电路和过零检测电路。

(7)电路板清洗工具

在PCB焊接过程中会产生污染物,包括焊剂和胶粘剂的残留等焊接过程中产生的粉尘和碎片等污染物。如果PCB不能有效保证清洁表面,则电阻和漏电会导致PCB线路板失效,从而影响产品的使用寿命。所以刚焊接好的电路板和电路板使用过程中都需要做好电路板清洁工作,常用的电路板清洗工具有洗板水和超声波清洗机,如图4.12所示。洗板水是指用于清洗PCB电路板焊接后表面残留的助焊剂及松香等的化学工业清洗剂药水;超声波清洗机利用超高频在液体介质中转化为动能的作用,产生空化效应,形成无数微小气泡,然后撞击物体表面,使表面污垢脱落,从而达到清洗的效果。

图4.12　常用电路板清洗工具