什么?仍然不懂如何焊接?

發(fā)布時(shí)間:2022-4-12 11:49    發(fā)布者:eechina
關(guān)鍵詞: 焊接
來(lái)源:Digi-Key
作者:Clive "Max" Maxfield

有件事總是讓我感到驚訝,最近遇到的年輕電子工程師中,很少有人知道如何焊接。我不想作出評判(以前總會(huì )說(shuō)兩句),只是無(wú)法想象設計電子系統或在基礎層面(即非作為最終用戶(hù))與電子系統打交道的人,怎么能不會(huì )使用烙鐵焊接跳線(xiàn)或者更換損壞的元器件。

艱難的學(xué)習方式

我自夸擁有能干的焊接手,但是學(xué)習這門(mén)技術(shù)花費了我大量的時(shí)間和精力。我絕不敢將自己與文森特·梵高相提并論,但有一點(diǎn)是相同的:我們基本上都是自學(xué)成才——他自學(xué)畫(huà)向日葵,而卑微的我則是自學(xué)焊接。

大概是在 1969 年,我開(kāi)始了焊接之旅。那年我 12 歲,我的父母為我訂閱了幾本電子和無(wú)線(xiàn)愛(ài)好方面的月刊雜志。每個(gè)月初,我一放學(xué)就跑到馬路盡頭那一排商店中的報刊亭,看看有沒(méi)有新刊到來(lái)。如果我的雜志來(lái)啦,我就會(huì )靠著(zhù)報攤外的墻坐下瀏覽文章,尋找我可以制作的小東西,然后再去幾英里外的最近電子商店購買(mǎi)所需的元器件。

我不記得當時(shí)從哪里獲得了烙鐵,但我敢打賭,它與您想的完全不同。烙鐵是木質(zhì)手柄,中間是一個(gè) 1/4" 金屬軸。軸的遠端是尖頭,這是個(gè)直徑約 1"、長(cháng)約 2" 的金屬圓柱,末端有一個(gè)錐尖。我只能在廚房煤氣灶鐵圈上加熱金屬端,直至發(fā)紅,然后跑到樓上我的臥室,在烙鐵變冷而無(wú)法使用之前焊接盡可能多的焊點(diǎn)。

毫不意外,結果是我看到了過(guò)多的干焊點(diǎn)。當焊料由于污垢(可能是所連接的一個(gè)或兩個(gè)部件上的氧化層)和/或熱量不足而無(wú)法正常流動(dòng)時(shí),就會(huì )出現這種情況。最終焊點(diǎn)可能看似已經(jīng)接上,但實(shí)際卻是開(kāi)路、高電阻連接或斷續性連接(最后一種情況最糟糕)。

另一個(gè)使用巨型烙鐵的問(wèn)題是焊料飛濺。在我構建項目的小塊帶板上,飛濺問(wèn)題造成了相鄰軌跡之間的短路。其中一些非常細小,如不借助放大鏡很難發(fā)現。從好的方面來(lái)說(shuō),由于經(jīng)歷所有這一切,我獲得了很多自定步調的訓練(也許“自我誘導”會(huì )更合適),不斷摸索如何調試和查找電路故障。這段經(jīng)歷讓我在未來(lái)的日子里受益匪淺。

更輕松的學(xué)習方式

如果您想學(xué)習如何焊接,首先需要烙鐵和一些焊料,然后需要焊接的東西。說(shuō)實(shí)話(huà),尋求有經(jīng)驗人士指導會(huì )節省很多時(shí)間,但如果沒(méi)有,互聯(lián)網(wǎng)上有很多教程、操作視頻和其他資源,包括 Digi-Key 的如何焊接和如何焊接通孔元器件視頻。

烙鐵的選擇有很多。對于小型作業(yè),我常用獨立的器件,如 SparkFun Electronics 的 TOL-14456 烙鐵。對于涉及大量焊接的較大任務(wù),通常我會(huì )使用焊臺。對于初學(xué)者來(lái)說(shuō),從 SRA Soldering Products 的 AO469 焊臺開(kāi)始是不錯的選擇(圖 1)。


圖 1:AO469 是高性能烙鐵,配備快速熔斷 PTC 陶瓷加熱器,適合初學(xué)者和高級焊接。單獨的尖頭和加熱器設計便于更換尖頭。(圖片來(lái)源:SRA Soldering Products)

接下來(lái),您需要一些焊料。我從小使用的是傳統錫鉛焊料,錫和鉛的比例為 60% 和 40%;因此通常標記為 60/40。另一個(gè)常見(jiàn)的比例是錫 63% 和鉛 37%,通常描述為“Sn63Pb37 (63/37)”,其中“Sn”和“Pb”分別是錫和鉛的化學(xué)符號。這種焊料的熔化溫度從 360°F 左右開(kāi)始,易于使用。

2006 年,歐盟 (EU) 指令禁止大部分消費電子產(chǎn)品中使用含鉛焊料。其他國家也紛紛效仿。不幸的是,無(wú)鉛焊料(例如錫銀銅合金)需要更高的溫度,使用起來(lái)更麻煩一點(diǎn)。因此,初學(xué)者最好從錫鉛焊料開(kāi)始(只是注意焊接時(shí)不要吸入煙霧)。

焊料有多種形狀和尺寸。我們在此關(guān)注的是帶有焊劑芯的焊絲。焊劑有助于清潔焊點(diǎn)并使焊料流動(dòng)。焊絲有各種直徑。我個(gè)人更喜歡使用直徑接近 1 mm 的焊絲。

如果計劃進(jìn)行大量焊接,那么 Kester Solder 的 24-6337-0039 焊絲卷是不錯的選擇。該焊絲卷重 1 磅,可以使用很長(cháng)時(shí)間。

最后,但同樣重要的是,您需要焊接的東西。就我而言,正如博客文章開(kāi)頭所討論,最開(kāi)始我只是用小塊條狀銅箔面包板和元器件做些業(yè)余愛(ài)好者雜志中介紹的簡(jiǎn)單項目。更直接的方法是購買(mǎi)專(zhuān)用焊接培訓套件,其中包括一塊印刷電路板(也稱(chēng)為 PCB 或 PC 板)和隨附元器件,如 Chip Quik, Inc 的 SMDPST120 培訓板(圖 2)。


圖 2:SMDPST120 雙面練習 PC 板配有 120 種表面貼裝器件和帶引線(xiàn)通孔元器件。元器件占用位置清楚標記在電路板上。(圖片來(lái)源:Chip Quik, Inc.)

就個(gè)人而言,我會(huì )從分立式引線(xiàn)通孔 (LTH) 元器件開(kāi)始,如電阻器、電容器和二極管。然后,再焊接雙列直插式封裝(DIP 或 DIL)的 LTH 集成電路 (IC)。接下來(lái),我會(huì )開(kāi)始研究表面貼裝器件 (SMD),從較大的分立式雙端器件開(kāi)始,再到較小的封裝,最后是集成電路。

總結

有人認為電子工程師不需要知道如何焊接。事實(shí)上,有些工程師也有“我們將它留給技術(shù)人員”的心態(tài)。有的公司還有政策規定,只有接受過(guò)焊接技術(shù)培訓的技術(shù)人員才能使用烙鐵。話(huà)雖如此,但不允許做某事和不知道如何做那件事之間存在天壤之別。除此之外,學(xué)習如何焊接還能幫助分辨好壞焊點(diǎn),以及壞焊點(diǎn)可能導致的各種問(wèn)題,所有這些經(jīng)驗在調試故障設備時(shí)都是無(wú)價(jià)的財富。

當然,關(guān)于焊接遠不止我們在此介紹的內容。例如,假設用錯誤的方式焊接了一個(gè)極化元器件(即只能在一個(gè)方向上連接到電路中的元器件),如二極管,那么如何“拆焊”該元器件?此外,還有很多小技巧和竅門(mén)可以讓您的生活更輕松,但我們會(huì )留到下次再介紹所有這些要點(diǎn)。最后,我一如既往地歡迎大家提出意見(jiàn)、問(wèn)題和建議。
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