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电子工程师必懂的焊接知识与技能!
焊接贴片元件需要的常用工具
图1 手工焊接贴片元件所用到常用工具
手工焊接元件,这个肯定是不可少了。在这里向大家推荐烙铁头比较尖的那种,因为在焊接管脚密集的贴片芯片的时候,能够准确方便的对某一个或某几个管脚进行焊接。
2. 焊锡丝
好的焊锡丝对贴片焊接也很重要,如果条件允许,在焊接贴片元件的时候,尽可能的使用细的焊锡丝,这样容易控制给锡量,从而不用浪费焊锡和吸锡的麻烦。
镊子的主要作用在于方便夹起和放置贴片元件,例如焊接贴片电阻的时候,就可用镊子夹住电阻放到电路板上进行焊接。镊子要求前端尖且平,以便于夹元件。另外,对于一些需要防止静电的芯片,需要用到防静电镊子。
焊接贴片元件时,很容易出现上锡过多的情况。
特别在焊密集多管脚贴片芯片时,很容易导致芯片相邻的两脚甚至多脚被焊锡短路。此时,传统的吸锡器是不管用的,这时候就需要编织的吸锡带。
6. 焊锡膏
在焊接难上锡的铁件等物品时,可以用到焊锡膏,它可以除去金属表面的氧化物,其具有腐蚀性。
7. 热风枪
热风枪是利用其枪芯吹出的热风来对元件进行焊接与拆卸的工具。其使用的工艺要求相对较高。
从取下或安装小元件到大片的集成电路都可以用到热风枪。在不同的场合,对热风枪的温度和风量等有特殊要求,温度过低会造成元件虚焊,温度过高会损坏元件及线路板。风量过大会吹跑小元件。对于普通的贴片焊接,可以不用到热风枪,在此不做详细叙述。
8. 放大镜
对于一些管脚特别细小密集的贴片芯片,焊接完毕之后需要检查管脚是否焊接正常、有无短路现象,此时用人眼是很费力的,因此可以用到放大镜,从而方便可靠的查看每个管脚的焊接情况。
9. 酒精
在使用松香作为助焊剂时,很容易在电路板上留下多余的松香。为了美观,这时可以用酒精棉球将电路板上有残留松香的地方擦干净
贴片元件的手工焊接步骤(电烙铁)
1. 清洁和固定PCB( 印刷电路板)
在焊接前应对要焊的PCB 进行检查,确保其干净(见图2)。对其上面的表面油性的手印以及氧化物之类的要进行清除,从而不影响上锡。
图2 一块干净的PCB
贴片元件的固定是非常重要的。根据贴片元件的管脚多少,其固定方法大体上可以分为两种——单脚固定法和多脚固定法。
图3 对于管脚少的元件应先单脚上锡
图5 对管脚较多的元件进行对脚或多脚固定焊接
举例来说,有时候我们小心翼翼的把芯片固定好甚至焊接完成了,检查的时候发现管脚对应错误——把不是第一脚的管脚当做第一脚来焊了!追悔莫及!因此这些细致的前期工作一定不能马虎。
3. 焊接剩下的管脚
元件固定好之后,应对剩下的管脚进行焊接。对于管脚少的元件,可左手拿焊锡,右手拿烙铁,依次点焊即可。
图6 对管脚较多的贴片芯片进行拖焊
图7 不用担心焊接时所造成的管脚短路
图8 用自制的吸锡带吸去芯片管脚上多余的焊锡
图9 清除芯片管脚上多余的焊锡后效果图
焊接和清除多余的焊锡之后,芯片基本上就算焊接好了。但是由于使用松香助焊和吸锡带吸锡的缘故,板上芯片管脚的周围残留了一些松香(见图9)。虽然并不影响芯片工作和正常使用,但不美观,而且有可能造成检查时不方便。
图10 用酒精清除掉焊接时所残留的松香
贴片元件的手工焊接步骤
3、用纸观察热量分布情况。找出温度中心。
4、用最低温度吹一个电阻,记住最能吹下该电阻的最低温度旋扭的位置。
5、调节风量旋扭,让风量指示的钢球在中间位置。
6、调节温度控制,让温度指示在380℃左右。
1、拆下元件之前要看清IC方向,重装时不要放反。
2、观察IC旁边及正背面有无怕热器件(如液晶,塑料元件,带封胶的BGA IC等)如有要用屏蔽罩之类的物品把他们盖好。
3、在要拆的IC引脚上加适当的松香,可以使拆下元件后的PCB板焊盘光滑,否则会起毛刺,重新焊接时不容易对位。
4、把调整好的热风枪在距元件周围20平方厘米左右的面积进行均匀预热(风嘴距PCB板1CM左右,在预热位置较快速度移动,PCB板上温度不超过130-160℃)
1)除PCB上的潮气,避免返修时出现“起泡”。
3)减小由于PCB板上方加热时焊接区内零件的热冲击。
4)避免旁边的IC由于受热不均而脱焊翘起。
5)线路板和元件加热:热风枪风嘴距IC 1CM左右距离,在沿IC边缘慢速均匀移动,用镊子轻轻夹住IC对角线部位。
6)如果焊点已经加热至熔点,拿镊子的手就会在第一时间感觉到,一定等到IC引脚上的焊锡全部都熔化后再通过“零作用力” 小心地将元件从板上垂直拎起,这样能避免将PCB或IC损坏,也可避免PCB板留下的焊锡短路。加热控制是返修的一个关键因素,焊料必须完全熔化,以免在取走元件时损伤焊盘。与此同时,还要防止板子加热过度,不应该因加热而造成板子扭曲。(如:有条件的可选择140℃-160℃做预热和低部加温补热。拆IC的整个过程不超过250秒)
7)取下IC后观察PCB板上的焊点是否短路,如果有短路现象,可用热风枪重新对其进行加热,待短路处焊锡熔化后,用镊子顺着短路处轻轻划一下,焊锡自然分开。尽量不要用烙铁处理,因为烙铁会把PCB板上的焊锡带走,PCB板上的焊锡少了,会增加虚焊的可能性。而小引脚的焊盘补锡不容易。
1、观察要装的IC引脚是否平整,如果有IC引脚焊锡短路,用吸锡线处理;如果IC引脚不平,将其放在一个平板上,用平整的镊子背压平;如果IC引脚不正,可用手术刀将其歪的部位修正。
2、把焊盘上放适量的助焊剂,过多加热时会把IC漂走,过少起不到应有作用。并对周围的怕热元件进行覆盖保护。
3、将扁平IC按原来的方向放在焊盘上,把IC引脚与PCB板引脚位置对齐,对位时眼睛要垂直向下观察,四面引脚都要对齐,视觉上感觉四面引脚长度一致,引脚平直没歪斜现象。可利用松香遇热的粘着现象粘住IC。
4、用热风枪对IC进行预热及加热程序,注意整个过程热风枪不能停止移动(如果停止移动,会造成局部温升过高而损坏),边加热边注意观察IC,如果发现IC 有移动现象,要在不停止加热的情况下用镊子轻轻地把它调正。如果没有位移现象,只要IC引脚下的焊锡都熔化了,要在第一时间发现(如果焊锡熔化了会发现 IC有轻微下沉,松香有轻烟,焊锡发亮等现象,也可用镊子轻轻碰IC旁边的小元件,如果旁边的小元件有活动,就说明IC引脚下的焊锡也临近熔化了。)并立即停止加热。因为热风枪所设置的温度比较高,IC及PCB板上的温度是持续增长的,如果不能及早发现,温升过高会损坏IC或PCB板。所以加热的时间一定不能过长。
5、等PCB板冷却后,用天那水(或洗板水)清洗并吹干焊接点。检查是否虚焊和短路。
6、如果有虚焊情况,可用烙铁一根一根引脚的加焊或用热风枪把IC拆掉重新焊接;如果有短路现象,可用潮湿的耐热海棉把烙铁头擦干净后,蘸点松香顺着短路处引脚轻轻划过,可带走短路处的焊锡。或用吸锡线处理:用镊子挑出四根吸锡线蘸少量松香,放在短路处,用烙铁轻轻压在吸锡线上,短路处的焊锡就会熔化粘在吸锡线上,清除短路。
另:也可以用电烙铁焊接IC,把IC与焊盘对位后,用烙铁蘸松香,顺着IC引脚边缘依次轻轻划过即可;如果IC的引脚间距较大,也可以加松香,用烙铁带锡球滚过所有的引脚的方法进行焊接。
一般如排线夹子,内联座,插座,SIM卡座,电池触片,尾插等塑料元件受热容易变形,如果确实坏了,那不妨象拆焊普通IC那样拆掉就行了,如果想拆下来还要保持完好,需要慎重处理。有一种旋转风热风枪风量、热量均匀,一般不会吹坏塑料元件。
整理好PCB板上的焊盘,把元件引脚上蘸适量助焊剂放在离焊盘较近的旁边,为了让其也受一点热。
1、在元件上加适量松香,用镊子轻轻夹住元件,用热风枪对小元件均匀移动加热(同拆焊IC),拿镊子的手感觉到焊锡已经熔化,即可取下元件。
2、用烙铁在元件上适量加一些焊锡,以焊锡覆盖到元件两边的焊点为准,把烙铁尖平放在元件侧边,使新加的焊锡呈溶化状态,即可取下元件了。如果元件较大,可在元件焊点上多加些锡,用镊子夹住元件,用烙铁快速在两个焊点上依次加热,直到两个焊点都呈溶化状态,即可取下。
1、在元件上加适量松香,用镊子轻轻夹住元件,使元件对准焊点,用热风枪对小元件均匀移动加热,待元件下面的焊锡熔化,再松开镊子。(也可把元件放好并对其加热,待焊锡溶化再用镊子碰一碰元件,使其对位即可。)
2、用镊子轻轻夹住元件,用烙铁在元件的各个引脚上点一下,即可焊好。如果焊点上的焊锡较少,可在烙铁尖上点一个小锡珠,加在元件的引脚上即可。
用夹具夹住PCB板,镊子夹住屏蔽罩,用热风枪对整个屏蔽罩加热,焊锡溶化后垂直将其拎起。
把屏蔽罩放在PCB板上,用风枪顺着四周加热,待焊锡熔化即可。也可以用烙铁选几个点焊在PCB板上。
在PCB板需要加焊的部位上加少许松香,用风枪进行均匀加热,直到所加焊部位的焊锡溶化即可,也可以在焊锡熔化状态用镊子轻轻碰一碰怀疑虚焊的元件,加强加焊效果。
用于少量元件的加焊,如果是加焊IC,可在IC引脚上加少量松香,用光洁的烙铁头顺着引脚一条一条依次加焊即可。
总结
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