什么?仍然不懂如何焊接?

发布时间:2022-4-12 11:49    发布者:eechina
关键词: 焊接
来源:Digi-Key
作者:Clive "Max" Maxfield

有件事总是让我感到惊讶,最近遇到的年轻电子工程师中,很少有人知道如何焊接。我不想作出评判(以前总会说两句),只是无法想象设计电子系统或在基础层面(即非作为最终用户)与电子系统打交道的人,怎么能不会使用烙铁焊接跳线或者更换损坏的元器件。

艰难的学习方式

我自夸拥有能干的焊接手,但是学习这门技术花费了我大量的时间和精力。我绝不敢将自己与文森特·梵高相提并论,但有一点是相同的:我们基本上都是自学成才——他自学画向日葵,而卑微的我则是自学焊接。

大概是在 1969 年,我开始了焊接之旅。那年我 12 岁,我的父母为我订阅了几本电子和无线爱好方面的月刊杂志。每个月初,我一放学就跑到马路尽头那一排商店中的报刊亭,看看有没有新刊到来。如果我的杂志来啦,我就会靠着报摊外的墙坐下浏览文章,寻找我可以制作的小东西,然后再去几英里外的最近电子商店购买所需的元器件。

我不记得当时从哪里获得了烙铁,但我敢打赌,它与您想的完全不同。烙铁是木质手柄,中间是一个 1/4" 金属轴。轴的远端是尖头,这是个直径约 1"、长约 2" 的金属圆柱,末端有一个锥尖。我只能在厨房煤气灶铁圈上加热金属端,直至发红,然后跑到楼上我的卧室,在烙铁变冷而无法使用之前焊接尽可能多的焊点。

毫不意外,结果是我看到了过多的干焊点。当焊料由于污垢(可能是所连接的一个或两个部件上的氧化层)和/或热量不足而无法正常流动时,就会出现这种情况。最终焊点可能看似已经接上,但实际却是开路、高电阻连接或断续性连接(最后一种情况最糟糕)。

另一个使用巨型烙铁的问题是焊料飞溅。在我构建项目的小块带板上,飞溅问题造成了相邻轨迹之间的短路。其中一些非常细小,如不借助放大镜很难发现。从好的方面来说,由于经历所有这一切,我获得了很多自定步调的训练(也许“自我诱导”会更合适),不断摸索如何调试和查找电路故障。这段经历让我在未来的日子里受益匪浅。

更轻松的学习方式

如果您想学习如何焊接,首先需要烙铁和一些焊料,然后需要焊接的东西。说实话,寻求有经验人士指导会节省很多时间,但如果没有,互联网上有很多教程、操作视频和其他资源,包括 Digi-Key 的如何焊接和如何焊接通孔元器件视频。

烙铁的选择有很多。对于小型作业,我常用独立的器件,如 SparkFun Electronics 的 TOL-14456 烙铁。对于涉及大量焊接的较大任务,通常我会使用焊台。对于初学者来说,从 SRA Soldering Products 的 AO469 焊台开始是不错的选择(图 1)。

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图 1:AO469 是高性能烙铁,配备快速熔断 PTC 陶瓷加热器,适合初学者和高级焊接。单独的尖头和加热器设计便于更换尖头。(图片来源:SRA Soldering Products)

接下来,您需要一些焊料。我从小使用的是传统锡铅焊料,锡和铅的比例为 60% 和 40%;因此通常标记为 60/40。另一个常见的比例是锡 63% 和铅 37%,通常描述为“Sn63Pb37 (63/37)”,其中“Sn”和“Pb”分别是锡和铅的化学符号。这种焊料的熔化温度从 360°F 左右开始,易于使用。

2006 年,欧盟 (EU) 指令禁止大部分消费电子产品中使用含铅焊料。其他国家也纷纷效仿。不幸的是,无铅焊料(例如锡银铜合金)需要更高的温度,使用起来更麻烦一点。因此,初学者最好从锡铅焊料开始(只是注意焊接时不要吸入烟雾)。

焊料有多种形状和尺寸。我们在此关注的是带有焊剂芯的焊丝。焊剂有助于清洁焊点并使焊料流动。焊丝有各种直径。我个人更喜欢使用直径接近 1 mm 的焊丝。

如果计划进行大量焊接,那么 Kester Solder 的 24-6337-0039 焊丝卷是不错的选择。该焊丝卷重 1 磅,可以使用很长时间。

最后,但同样重要的是,您需要焊接的东西。就我而言,正如博客文章开头所讨论,最开始我只是用小块条状铜箔面包板和元器件做些业余爱好者杂志中介绍的简单项目。更直接的方法是购买专用焊接培训套件,其中包括一块印刷电路板(也称为 PCB 或 PC 板)和随附元器件,如 Chip Quik, Inc 的 SMDPST120 培训板(图 2)。

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图 2:SMDPST120 双面练习 PC 板配有 120 种表面贴装器件和带引线通孔元器件。元器件占用位置清楚标记在电路板上。(图片来源:Chip Quik, Inc.)

就个人而言,我会从分立式引线通孔 (LTH) 元器件开始,如电阻器、电容器和二极管。然后,再焊接双列直插式封装(DIP 或 DIL)的 LTH 集成电路 (IC)。接下来,我会开始研究表面贴装器件 (SMD),从较大的分立式双端器件开始,再到较小的封装,最后是集成电路。

总结

有人认为电子工程师不需要知道如何焊接。事实上,有些工程师也有“我们将它留给技术人员”的心态。有的公司还有政策规定,只有接受过焊接技术培训的技术人员才能使用烙铁。话虽如此,但不允许做某事和不知道如何做那件事之间存在天壤之别。除此之外,学习如何焊接还能帮助分辨好坏焊点,以及坏焊点可能导致的各种问题,所有这些经验在调试故障设备时都是无价的财富。

当然,关于焊接远不止我们在此介绍的内容。例如,假设用错误的方式焊接了一个极化元器件(即只能在一个方向上连接到电路中的元器件),如二极管,那么如何“拆焊”该元器件?此外,还有很多小技巧和窍门可以让您的生活更轻松,但我们会留到下次再介绍所有这些要点。最后,我一如既往地欢迎大家提出意见、问题和建议。
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