電路板焊接是一項(xiàng)重要的技術(shù)，在多個(gè)領(lǐng)域和行業(yè)中都有廣泛應(yīng)用。在電子元件焊接、電路板維修和DIY、硬件產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程中需要掌握如何焊接。本文將詳細(xì)講述如何手工焊接。最后講手工焊接和機(jī)器焊接的適用情況。
1.如何手工焊接
在手工焊接時(shí)，需要準(zhǔn)備好工具材料、掌握好焊接方法和相應(yīng)的檢測(cè)方法。
1.1.焊接工具和材料
焊接要準(zhǔn)備的基本工具和材料有電烙鐵、焊錫絲、松香（助焊膏）、鑷子、萬(wàn)用表、吸錫帶等其他工具。
1.1.1.電烙鐵
電烙鐵有很多種，有內(nèi)熱式、外熱式、恒溫式和吸錫式。為了方便攜帶，建議使用內(nèi)熱式烙鐵鐵。此外還需要有烙鐵架和海綿，烙鐵架用于放置電烙鐵，海綿用于擦拭烙鐵錫渣，海綿不應(yīng)太濕或太干，應(yīng)手?jǐn)D海綿直至不滴水為宜。
電烙鐵常用的烙鐵頭有3種，刀頭、、馬蹄形和尖頭。建議初學(xué)者使用刀頭，因?yàn)榈额^適用于焊接多引腳器件以及需要脫焊的場(chǎng)合，對(duì)于LQFP封裝及排針，還有貼片電阻、電容、電感也非常方便。
電烙鐵的使用方法：
(1)先接上電源，等待烙鐵頭溫度升至焊錫熔點(diǎn)，蘸上助焊劑（松香），然后用烙鐵頭刃面接觸焊錫絲（焊錫含有助焊劑則不用這個(gè)步驟），使烙鐵頭上均勻的鍍上一層錫（亮亮的，薄薄的就可以）。有利于放置烙鐵頭表面氧化。沒(méi)有助焊劑的烙鐵頭，焊接時(shí)不容易上錫。（所以脫焊時(shí)，有連錫情況下可以讓烙鐵頭加上助焊劑）。
(2)進(jìn)行普通焊接時(shí)，一手拿烙鐵頭，一首拿焊錫絲，靠近根部，兩頭輕輕一碰，一個(gè)焊點(diǎn)就形成了。
(3)焊接時(shí)間不宜過(guò)長(zhǎng)，防止?fàn)C壞元件。必要時(shí)可用鑷子夾住引腳幫助散熱。
(4)焊接完成后，再給烙鐵頭鍍上一層錫，防止氧化，再斷開(kāi)電源。
電烙鐵使用注意事項(xiàng)：
(1)檢查烙鐵頭是否松動(dòng)
(2)使用時(shí)不要用力敲擊（建議不要用膠袋卷做成的桶子上敲甩，永久了容易壞），烙鐵上焊錫過(guò)多時(shí)用濕海綿擦拭，不要亂甩，防止?fàn)C傷。（規(guī)范作業(yè)、規(guī)范作業(yè)、規(guī)范作業(yè)，重要的事情說(shuō)三遍）
(3)導(dǎo)線不要碰到烙鐵頭
(4)不要讓烙鐵頭長(zhǎng)期處于待焊的狀態(tài)，因?yàn)闇囟冗^(guò)高會(huì)使烙鐵頭“燒死”
(5)用后斷電
1.1.2.鑷子
焊接電路板的鑷子有直尖頭、彎尖頭和圓尖頭。直尖頭是使用最多的。
1.1.3.焊錫
焊錫是在焊接電路中連接電子元件的重要原材料，是一種熔點(diǎn)較低的焊料。常用的焊錫主要是用錫基合金做成的。根據(jù)焊錫中有無(wú)松香，將焊錫分為實(shí)心焊錫和松香型焊錫。焊接元器件時(shí)建議使用松香芯焊錫，因?yàn)檫@種焊錫熔點(diǎn)低，而且內(nèi)含松香助焊劑，提高可焊性。
同時(shí)手工焊接時(shí)建議使用無(wú)鉛焊錫，減少焊接過(guò)程中鉛的吸入，這樣對(duì)身體健康要友好一些。
1.1.4.萬(wàn)用表
在焊接過(guò)程中常用的就是測(cè)是否短路，測(cè)電阻大小、電容大小和電路兩端電壓。
1.1.5.松香
松香在焊接中作為助焊劑，起助焊作用。從理論上講，助焊劑的熔點(diǎn)比焊料低，其比重黏度，表面張力都比焊料小，因此在焊接時(shí)，助焊劑先熔化，很快流浸、覆蓋于焊料表面，起到隔絕空氣防止金屬表面氧化的作用，并能在焊接的高溫下與焊錫及被焊金屬的表面發(fā)生氧化膜反應(yīng)，使之溶解，還原純凈的金屬表面。合適的焊錫有助于焊出滿意的焊點(diǎn)形狀，并保持焊點(diǎn)的表面光澤。松香是中性的，不會(huì)腐蝕電路元件和烙鐵頭。松香的具體使用看個(gè)人習(xí)慣，有人在每焊完一個(gè)元件，都會(huì)把烙鐵頭在松香上浸一下，有人只有在點(diǎn)電烙鐵頭被氧化，不太方便使用時(shí)，才會(huì)在上面浸一些松香。
1.1.6.吸錫帶
在焊接引腳密集的貼片元件時(shí)，很容易因?yàn)楹稿a過(guò)多而導(dǎo)致引腳短路，使用吸錫帶就可以“吸走”多余的焊錫。使用方法：用剪刀剪下一小段吸錫帶，用電烙鐵加熱使其表面蘸上一些松香，然后用鑷子夾住將其放在焊盤(pán)上，再用電烙鐵壓在吸錫帶上，當(dāng)吸錫帶變?yōu)殂y白色時(shí)表明焊錫被“吸走”了。這個(gè)時(shí)候不要用手去碰吸錫帶，防止?fàn)C傷。
1.1.7.其他工具
常用的其他工具還有焊錫槍；特氟龍板（刮烙鐵頭的殘?jiān)讳摻z球（清潔烙鐵頭）；烙鐵頭復(fù)活劑（去除氧化物）；洗板水，酒精（清洗助焊劑，以便用萬(wàn)用表測(cè)試芯片）；口罩，吸煙儀（保護(hù)身體健康）
1.2.單個(gè)元件焊接方法
插件元件好焊接就不做過(guò)多說(shuō)明，而對(duì)于焊接貼片元件來(lái)說(shuō)，元件的固定非常重要。有兩種固定元件的方法，即單腳固定法和多腳固定法。像電阻、電容、二極管等引腳數(shù)為2的元件常常采用單腳固定法。而多引腳且引腳密集的元件采用多腳固定法。
此外，焊接過(guò)程中要注意控制時(shí)常，不能太長(zhǎng)也不能太短，通常在1-4s內(nèi)完成焊接，時(shí)間長(zhǎng)容易損壞元件，時(shí)間太短則焊錫不能充分熔化，造成焊點(diǎn)不光滑、有毛刺、不牢固，也可能出現(xiàn)虛焊現(xiàn)象。同時(shí)注意元器件方向別放反了（如極性電容，芯片第1腳，二極管等等）。要注意不要燙傷器件殼體（如發(fā)光二極管的貼片LED燈珠膠體，以免高溫?fù)p壞LED燈珠）。
多腳元件（如芯片）焊接方法：
1.往焊盤(pán)上涂一層薄薄的錫
2.將芯片引腳與電路板上的焊盤(pán)一一對(duì)應(yīng)，用鑷子或手指輕輕壓住以防止抖動(dòng)。
3.焊接芯片的一個(gè)部分，然后再焊接另一邊的一個(gè)部分達(dá)到固定芯片的目的
4.然后進(jìn)行拖焊即可。
兩腳元件（如電阻、電容）焊接方法：
1.在貼片電阻上的一個(gè)焊盤(pán)上加適量的錫
2.用鑷子夾住電阻，，將電阻的一個(gè)引腳推入熔解的焊錫中。然后移開(kāi)電烙鐵，此時(shí)電阻的一個(gè)引腳就固定好了。
3.然后給另一個(gè)引腳上錫即可
1.3.電路板整板焊接步驟
在焊接時(shí)，很多人急著把所有元件全部焊上去。由于焊接過(guò)程中沒(méi)有任何過(guò)程檢測(cè)，最終通電后，電路板要么沒(méi)有任何反應(yīng)，要么被燒壞，而真正一次性焊接并驗(yàn)證成功的電路板極少。在這里建議分步驟焊接。
1.拿到空板后，檢測(cè)各電源之間是否短路，若短路，直接換板子，若一直短路，則PCB設(shè)計(jì)就有問(wèn)題。
2.焊接芯片，芯片引腳與焊盤(pán)之間不能短路和虛焊。
3.焊接電源部分的相關(guān)器件。
4.焊接其余的部分器件：如通信部分、數(shù)據(jù)交互部分。
1.4.檢測(cè)方法
1.芯片各引腳之間不能短路，也不能虛焊。
2.5V、3.3V、GND等各電源部分不能短路，上電之后電壓測(cè)量正常。
3.上電后，芯片能正常下載程序。
每焊接完一個(gè)部分，都可以用萬(wàn)用表檢測(cè)是否有短路現(xiàn)象。若短路，則焊接有問(wèn)題，需要進(jìn)行檢查。檢驗(yàn)：將萬(wàn)用表調(diào)到蜂鳴器擋對(duì)焊接效果進(jìn)行檢測(cè)。
2.手工焊接與機(jī)器焊接適用情況
手工焊接適用于少量或單片的PCB進(jìn)行焊接，當(dāng)我們?cè)谛庐a(chǎn)品的開(kāi)發(fā)初期，可以考慮使用小型實(shí)驗(yàn)室設(shè)備或手工焊接來(lái)完成，以便快速迭代和驗(yàn)證設(shè)計(jì)。但是在產(chǎn)品的量產(chǎn)階段或者需要節(jié)省個(gè)人焊接時(shí)間的情況下，推薦選擇工廠進(jìn)行幫忙焊接。
這是因?yàn)镻CB工廠能夠提供大規(guī)模生產(chǎn)所需的產(chǎn)能和質(zhì)量控制，確保產(chǎn)品能夠按時(shí)交付并滿足市場(chǎng)需求。以我所熟知嘉立創(chuàng)來(lái)說(shuō)，對(duì)于需要單面焊接（單雙層電路板居多）或者單/雙面焊接（高多層電路板居多），使用雅馬哈高速貼片機(jī)，1臺(tái)機(jī)器焊點(diǎn)輸出每小時(shí)高達(dá)5萬(wàn)點(diǎn)，1臺(tái)機(jī)器能抵多少個(gè)人工呀，同時(shí)產(chǎn)線上且遠(yuǎn)不止一臺(tái)機(jī)器。同時(shí)對(duì)于需要插件的元器件有選擇性波峰焊，能夠針對(duì)特定區(qū)域進(jìn)行精確焊接。在焊接質(zhì)量方面，有SPI錫膏印刷后檢測(cè)、AOI自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)、還有X-RAY用于PCB和SMD元器件焊接質(zhì)量的無(wú)損檢測(cè)、飛針檢查。最后還有人工QC進(jìn)行檢查。在批量情況下，從速度和質(zhì)量上來(lái)講，機(jī)器都是遠(yuǎn)勝于人工的。
