Elektronisches Design - PCBA-Schweißprinzip und manuelle Schweißtechniken

Löten ist ein sehr wichtiger Teil der PCBA-Verarbeitung. Although die aktuelle automatic soldering process (SMT, Wave Soldeirng) has been very common, manual soldering (Toucu up) is still not completely avoided., Especially in the repair (Repair) operation can not be replaced by automatic welding.

Ungelernter manueller Schweißprozess produziert nicht nur Qualitätsschweißfehler (Kaltschweißen, Leerschweißen, Falschschweißen, Überbrücken, Kurzschluss), was zu anormalem Schaltungsbetrieb führt, ernster, es kann sogar elektronische Komponenten während des Schweißens beschädigen, oder die Komponenten werden nach dem Einschalten verbrannt. Daher kann sichergestellt werden, dass alle Mitarbeiter, die in der elektronischen Fertigung tätig sind, die Prinzipien und Konzepte des Schweißens verstehen und umsetzen, die Schweißqualität elektronischer Produkte effektiv sicherstellen und verbessern, die Wahrscheinlichkeit defekter Produkte verringern und sogar die Lebensdauer des Produkts verlängern.

Warum müssen wir schweißen?

Die Hauptfunktion des Lötens besteht darin, jede unabhängige elektronische Komponente zu verbinden, um den Zweck der Kommunikation elektronischer Signale untereinander zu erreichen. Die zweite besteht darin, die elektronische Komponente auf der Leiterplatte zu befestigen, sonst fällt die elektronische Komponente herunter, wenn sie sich nicht bewegt, und es funktioniert nicht.

Das Bild oben auf dem Artikel ist eine Querschnittsansicht der Leiterplatte. Auf dem Bild können wir die Beziehung zwischen dem Lot, den Kupferfolienpads und den Stiften der Teile sehen. Die Bauteilstifte werden durch Löten mit den Kupferfolienpads der Leiterplatte verbunden, und die Kupferfolienpads sind mit anderen Bauteilstiften verbunden und bilden so eine komplette elektronische Schaltung.

Was ist Schweißen?

Einfach ausgedrückt, heißt Löten, ein Metalllöt mit einem niedrigeren Schmelzpunkt hinzuzufügen als die beiden Metalle zwischen zwei Metallen. Dieses Lot muss auch mit den beiden Metallen interagieren, um eine chemische Reaktion zu erzeugen, und schließlich ein Grenzflächenmetall bilden. Co-Compound (IMC), die sich untereinander verbindet.

Die manuelle Methode des manuellen Lötens besteht darin, die beiden Metalle mit einem "Eisen" gleichzeitig zu erhitzen und Löt hinzuzufügen, um sie zu schmelzen. Das geschmolzene Lot dringt in die Lücken zwischen den Pins der elektronischen Bauteile und den Kupferfolienpads auf der Leiterplatte ein und deckt diese ab. Die beiden Parteien werden schließlich die beiden Parteien kombinieren und verfestigen und als Relaismedium für die elektrische Signalübertragung dienen.

Es gibt also drei Anforderungen an das Löten:

Der Schmelzpunkt sollte niedrig sein. Die Temperatur sollte nicht zu hoch sein, um keine Materialien zu finden, die bearbeitet werden können, und die Temperatur sollte nicht niedriger sein als die Betriebs- und Lagertemperatur elektronischer Produkte.

Haben eine gewisse elektronische Leitfähigkeit. Leiter oder Halbleiter.

Er hat eine gewisse Schweißfestigkeit und eine gewisse Schlagfestigkeit.

Basierend auf den oben genannten Anforderungen verwendet die aktuelle PCBA-Verarbeitung im Allgemeinen "Zinn" als Grundlegierung als Lot, so wird es "Löt" genannt, während die Stifte und Leiterplatten elektronischer Komponenten fast alle aus "Kupfer"-Material bestehen und galvanisierte Metalle wie Nickel, Zinn und Silber die am meisten geschweißten Metalle auf der Oberfläche sind.

Die Verwendung von "Legierung" besteht darin, den Schmelzpunkt des Lots zu reduzieren und kann auch die Bedürfnisse des verschiedenen Lötens erfüllen. Zum Beispiel wird durch Hinzufügen einer kleinen Menge "Silber" eine bessere Benetzung erreicht, die Lötstellenfestigkeit gestärkt und die Ermüdungsbeständigkeit verbessert. Das Hinzufügen einer kleinen Menge "Kupfer" zur Lötpaste kann die Festigkeit der Lötstelle verbessern, und eine kleine Menge Kupfer kann auch die Korrosion des Lötkolbens auf der Lötkolbenspitze reduzieren.

Es ist eigentlich eine sehr interessante Frage, warum der eutektische Punkt von zwei Metallen mit hohem Schmelzpunkt nach dem Mischen in einem bestimmten Verhältnis stark reduziert wird.

Prinzip des Schweißens

Das Prinzip des Lötens hat damit nichts zu tun. Es ist, "Temperatur" zu verwenden, um das Lot zu schmelzen und die elektronischen Komponenten mit der Leiterplatte zu verbinden. Wenn die Temperatur unter dem Schmelzpunkt abkühlt, verfestigt sich das Lot und verbindet sich miteinander.

Manuelles Löten kann jedoch nicht wie ein SMT-Reflow-Ofen vollständig erhitzt werden, da der Mensch solchen hohen Temperaturen nicht standhalten kann. Daher ist eine Einzelpunkt-Wärmequelle "elektrischer Lötkolben" entworfen, um das zu lötende Objekt und das Lot zu erwärmen, was zu diesem Zeitpunkt effizient ist. Die Leitung wird sehr wichtig.

Manuelles Löten verwendet die Wärme, die von einem elektrischen Lötkolben erzeugt wird, um die Teilstifte und Kupferfolienpads schnell auf eine Temperatur über dem Schmelzpunkt des Lots zu erhitzen, aber nicht so hoch, dass die Komponenten und die Leiterplatte schmelzen, und dann den Lötdraht gegen den beheizten Bereich platzieren, Der ursprüngliche feste Zinndraht wird natürlich flüssig, wenn er mit einer Temperatur in Kontakt kommt, die den Schmelzpunkt überschreitet und fließt gleichmäßig zwischen und um die gesamte Lötstelle und den Stift. Wenn der Lötkolben entfernt wird, kühlt das flüssige Lot ohne Wärmequelle natürlich ab, wenn die Temperatur niedriger als der Schmelzpunkt des Lots ist, verfestigt es sich, um die Lötarbeit abzuschließen.

Aus der obigen Beschreibung gibt es mehrere Vorsichtsmaßnahmen, die besondere Aufmerksamkeit erfordern:

Das beste elektrische Lötkolben-Heizprinzip sollte in kürzester Zeit mit der niedrigsten Temperatur sein, um die beste Lötqualität zu vervollständigen. Dies liegt daran, dass die meisten elektronischen Komponenten und Leiterplatten übermäßig hohen Temperaturen nicht lange standhalten können. Andernfalls können die elektronischen Komponenten beschädigt oder die Kupferfolienpads abgelöst werden. Darüber hinaus führt das Erhitzen des Löts zu einer vollständigen Verflüchtigung des Flusses im Zinndraht, was die Lötqualität negativ beeinflusst.

Die Wärmekapazität des Lötkolbens muss ausreichen. Die Wärmeenergie des Lötkolbens wird aus Strom umgewandelt, so dass seine Wärmekapazität durch die Leistungsleistung bestimmt wird. Je größer die Wattleistung, desto höher die Wärmekapazität und desto besser die thermische Kompensationsfähigkeit. Wenn der Lötkolbenkopf auf den ursprünglich gekühlten Bauteilen und Kupferfolienpads aufliegt, beginnt die Wärme in den unteren Teil zu überlaufen. Der Lötkolben muss konZinnuierlich und stetig genug Wärme liefern, um den Heizbedarf zu decken. Wenn die Wattleistung zu klein ist, verursacht dies die Erwärmungstemperatur ist instabil oder unzureichend, was die Mängel des falschen Schweißens und leeren Schweißens verursacht, die nicht geschweißt werden können.

Einige Lötpads für Leiterplatten are connected to a large area of copper foil and there is no [thermal relief] designed. Ihre Wärmeaufnahme Geschwindigkeit ist noch schrecklicher. Zur Zeit, zusätzlich zum Einsatz eines Hochleistungslötkolbens, Sie müssen auch eine größere Form verwenden. Soldering iron tip (tip), wie eine Messer-Typ Lötkolbenspitze, um seine Kontaktfläche zu erhöhen und die Effizienz der Wärmeleitung zu verbessern.

Was ist ein guter Schweißeffekt?

Gut löten lässt das Lot sich allmählich ausbreiten.

Die Löt- und Lötfläche und die Bauteilstifte sollten einen natürlichen Lichtbogen darstellen.

Gute Schweißwirkung

Wie verwende ich einen elektrischen Lötkolben, um elektronische Bauteile manuell auf die Leiterplatte zu löten?

Beim Löten mit einer Lötkolbenspitze wird empfohlen, die Lötkolbenspitze zu verwenden, um die Kupferfolienpads auf der Leiterplatte und die Stifte der elektronischen Komponenten etwa 1 bis 2 Sekunden zu erwärmen, um sich auf eine bestimmte Temperatur zu erhitzen. Sie können auch eine kleine Menge Lot gleichzeitig zuführen. Die Spitze der Lötkolbenspitze kann die Kontaktfläche zwischen der Lötkolbenspitze und dem zu lötenden Objekt vergrößern, so dass die Wärmeenergie effizienter auf die Kupferfolienpads und die Stifte elektronischer Komponenten übertragen werden kann.

Warten Sie, bis die Temperatur des zu lötenden Gegenstandes ansteigt, bevor Sie eine große Menge Zinndraht an die Lötkolbenspitze zuführen, um sicherzustellen, dass das Lot wirklich zwischen den zu lötenden Kupferfolienpads und Stiften nass und wickelt sie sogar zusammen.

Füttern Sie nicht das gesamte Lötkolben auf einmal in den Lötkolbenkopf ein, bevor die Temperatur der Kupferfolienpads und Stifte gestiegen ist. Dies wird dazu führen, dass zu viel Lot an einige Stellen überläuft, an denen die Temperatur nicht gestiegen ist, was leicht zu Löten führt., Falschschweißen und andere unerwünschte Phänomene.

Handbuch Leiterplattenlöten Fertigkeiten

Wenn die Lötkolbenspitze die Pads der Leiterplatte und die Stifte der Komponenten berührt, stellen Sie sicher, dass Sie das Löten in kürzester Zeit abschließen und dann die Wärmequelle entfernen. Der Schmelzpunkt des bleifreien Zinndrahts SAC305 beträgt 217˚C, während die Temperatur eines allgemeinen Lötkolbens zwischen 350～380˚C fällt. Die hohe Temperatur und lange lokale Erwärmung auf den Lötstellen kann die elektronischen Komponenten und Leiterplatten leicht beschädigen. Es ist kein Metallmaterial. Kann es nicht ertragen, aber Kunststoffteile und Kleber können es nicht ertragen, und der Wärmeausdehnungskoeffizient (CTE) des Materials muss berücksichtigt werden.

Nach dem Löten mit einem elektrischen Lötkolben muss die Spitze des Lötkolbens schnell von der Lötstelle entfernt werden. Wenn die Entfernung zu langsam ist, wird die Lötspitze gebildet. Dies liegt daran, dass sich das flüssige Lot mit der Hochtemperatur-Lötkolbenspitze bewegt. Wenn die Lötkolbenspitze die Lötstelle für einen bestimmten Abstand verlässt, wird das Lot abgezogen und bildet eine Drahtziehspitze. Entfernen Sie schnell die Lötkolbenspitze Wenn das Lot gebrochen ist, kann es das Lot der Spitze fördern, um zur Lötstelle zurückzufedern, und die Resttemperatur der Lötstelle kann das Rückstoßlöt absorbieren, um einen schönen Lichtbogen zu bilden.