表面貼裝元器件的手工焊接與拆卸方法*

胡玲敏

(武漢數字工程研究所 武漢 430205)

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表面貼裝元器件的手工焊接與拆卸方法*

胡玲敏

(武漢數字工程研究所 武漢 430205)

隨著電子產品生產工藝的不斷進步,表面貼裝元器件使用率越來越高,掌握表面貼裝元器件的手工焊接與拆卸方法對于從事電子專業的人員來說,具有重要的實踐意義。

表面貼裝; 焊接; 拆卸

Class Number TN60

1 引言

表面貼裝元器件具有尺寸小,重量輕,能進行高密度組裝,使電子設備小型化,輕量化和薄型化;無引線或短引線,減少了寄生電感和電容,不但高頻特性好,有利于提高使用頻率和電路速度,而且貼裝后幾乎不需要調整;形狀簡單、結構牢固、緊貼在SMB電路上,不怕震動、沖擊;印制板無需要鉆孔,組裝的元器件無引線打彎剪短工序;尺寸和形狀標準化,能夠采取自動貼片機進行自動貼片、效率、可靠性;便于大批量生產,而且綜合成本低諸多優點[1～2]。

2 表面貼裝元件拆卸和焊接工具[3]

如表1所示。

3 小元件的拆卸和焊接

電路中的小元件主要包括電阻、電容、電感、晶體管等,采用貼片式安裝,安裝精度高,減小了引線分布的影響,增強了抗干擾能力[4～5]。對這類元件,可以使用電烙鐵或熱風槍進行拆除和焊接。一般情況下烙鐵頭溫度控制在300℃左右,熱風槍控制在200℃～400℃;焊接時不允許直接加熱元器件引腳的腳跟以上部位,以免損元器件;使用￠0.3mm～￠0.5mm的焊錫絲;烙鐵頭始終保持光滑,無鉤、無刺;烙鐵頭不得重觸焊盤,不要反復長時間在同一焊盤上加熱,對同一焊盤如果第一次未焊透,要稍許停留,再進行焊接;不得劃破焊盤及導線;焊接前用酒精清洗電路板[6]。

表1 表面貼裝元件拆卸和焊接工具

3.1 小元件的拆卸

將印制板固定在返修平臺上,打開帶燈放大鏡,仔細觀察欲拆卸的小元件的位置。用小刷子將元件周圍的雜質清理干凈,往小元件上涂抹少許酒精。

· 烙鐵拆卸法:待烙鐵達到預熱溫度后,迅速地用烙鐵焊接熔化小元件各焊點,并用烙鐵粘住元件的一端帶出元件或用鑷子迅速取出。

· 熱風槍拆卸法:安裝好熱風槍的細嘴噴頭,打開熱風槍電源開關,調節熱風槍溫度開關在2～3檔,風速開關在1～2檔,一只手用鑷子夾住小元件,另一只手拿穩熱風槍手柄,使噴頭與元件保持垂直,距離約為1cm,沿小元件上均勻加熱,噴頭不可觸小元件。待元件周圍焊錫熔化后用鑷子取下。

3.2 小元件的焊接

用鑷子夾住欲焊接的小元件,放置到對應的焊盤位置,注意元件的極性,不可偏離焊盤。若焊接元件較多,可在元件放置的地方點一點膠水,先固定所有元件,再實施焊接,以提高效率。

用熱風槍焊接時,若焊盤上上錫不足,可用烙鐵在焊盤上加注少許焊錫,打開熱風槍電源開關,調節熱風槍溫度開關在2～3檔,風速開關在1～2檔。使熱風槍的噴頭與元件保持垂直,距離約為1cm,沿元件上均勻加熱,待小元件周圍焊錫熔化后移開熱風槍噴頭,焊錫冷卻后松開鑷子,用酒精將小元件的周圍清洗干凈[7]。

4 貼片集成電路的拆卸與焊接

貼片集成電路主要有小外形封裝和四方扁平封裝兩種。小外形封裝又稱SOP封裝,其引腳數目在28以下,引腳分布在兩側。四方扁平封裝簡稱QFP封裝,四邊都有引腳,其引腳數一般在20以上[8～9]。這些貼片集成電路的拆卸和安裝都必須采用熱風槍才能將其拆卸或焊接好。這些貼片集成電路由于相對面積較大,拆卸和焊接時可將熱風槍的風速和溫度調高些[10]。

4.1 貼片集成電路的拆卸

將印制板固定在返修平臺上,打開帶燈放大鏡,仔細觀察待拆卸的集成電路的位置和方位,并做好記錄,以便于焊接時恢復。用小刷子將元件周圍雜質清理干凈,用細毛筆蘸助焊劑或用助焊劑筆在元器件引腳上涂上適量的助焊劑,熱風槍使用大嘴噴頭,風速調至2～3檔,溫度調至到300℃～400℃,槍嘴與待拆元器件要保持垂直,距離1cm～3cm。當溫度和風速穩定后,用熱風槍來回地均勻吹元器件的引腳,等引腳上的焊錫都熔化后,用工具沿垂直于電路板的方向取走元器件,如果其周圍有怕熱元器件或有較多,需用濕潤的海綿或衛生紙把周圍的元器件覆蓋,只露出待拆的元器件。注意拆卸元器件時吹的時間要盡可能短。

4.2 貼片集成電路的焊接

將焊盤用平頭烙鐵整理平整,然后用酒精清潔干凈焊點周圍的雜質。根據元器件引腳間距,先用圓錐形或鑿子形(偏鏟形)烙鐵頭,在焊盤上鍍上適量的焊錫,注意不要讓焊盤相互之間短路;用鑷子夾住元器件,居中貼放在相應的焊盤上,校準極性和方向引腳與焊盤一一對齊[11]。有三種方法。

1) 用烙鐵先焊牢元器件斜對角1～2個引腳;從第一條引腳開始順序逐個焊盤焊接,同時加少許焊錫,將元器件引腳全部焊牢。每個焊盤的加熱大約2s左右。

2) 用烙鐵先焊牢元器件斜角1～2個引腳,在各邊引腳上涂上助焊劑,給烙鐵頭上足量的錫或引腳上,堆上足量的焊錫;從第一條引腳開始向第二條引腳,順序緩慢均勻拖拉烙鐵,使每個引腳能夠分配到足夠的焊錫來和焊盤黏合。完成一條邊上引腳的焊接之后,采用同樣的方法焊接其他邊上的引腳。

3) 使用吸錫槍(容易把焊盤一同吸起來)。焊接完后用棉花蘸上適量的酒精對元器件引腳進行清洗。

5 BGA芯片拆卸和焊接

要正確地更換一塊BGA芯片,除熟練使用熱風槍、BGA置錫工具外,還必須掌握一定的技巧和正確的拆焊方法。

5.1 BGA芯片的定位

在拆卸BGA芯片之前,一定要弄清其具體位置,以方便焊接安裝,在一些線路板上,事先印有BGA芯片的定位框,這種芯片的焊接定位一般不成問題。若線路板上沒有定位框的前提下可用畫線定位法,拆下芯片之前用筆或針頭在BGA芯片的周圍畫好線,記住方向,做好記號,為重焊做準備。

5.2 BGA芯片的拆卸

認清BGA芯片位置之后應在芯片上面放適量助焊劑,防止干吹及幫助芯片底下的焊點均勻化,不會傷害旁邊的元器件。

去掉熱風槍前面的套頭,改用大頭,將熱量開關一般調至3～4檔(約350℃),風速開關調至2～3檔,在芯片上方約1cm處作螺旋狀吹,直到芯片底下的錫珠完全溶解,用針頭輕輕托起整個芯片。

注意事項:一是在拆卸BGA芯片時,要注意觀察是否會影響到周圍的元器件,BGA芯片取下后,芯片的焊盤上和電路板上都有余錫,此時,在電路板上加足量的助焊劑,用電烙鐵將多余的焊錫去除,并且可適當上錫,使電路板的每個焊盤都光滑圓潤。然后再用酒精將芯片和電路板上的助焊劑洗干凈。吸錫時應特別小心,否則會刮掉焊盤上面的綠漆或導致焊盤脫落。

5.3 植錫操作

1) 首先要做好準備工作。對于拆下的IC,不要將IC表面上的焊錫清除,只要不是過大,且不影響與植錫板配合即可,如果某處焊錫較大,可在BGA芯片表面加上適量的助焊膏,用電烙鐵將芯片上的過大焊錫除去,最好不用吸錫線去吸,否則會引起上錫困難,然后用酒精洗凈。

2) BGA芯片的固定。將芯片對準植錫板的孔后,用標簽貼紙將芯片與植錫板貼緊,芯片對準后,把植錫板用手或鑷子按牢不動,然后用另只手刮漿上錫。

3) 上錫漿。漿越干越好,只要不是干得發硬成塊即可。如果太稀,可用餐巾紙壓一壓吸干一點。平時可挑一些錫漿放在錫漿瓶的內蓋上,讓其自然晾干一點。用平口刀挑適量錫漿到植錫板上,用力往下刮,邊刮邊壓,使錫漿均勻地填充于植錫板的小孔中。特別注意一下芯片四角的小孔。上錫漿時的關鍵在于要壓緊植錫板,如果不壓緊使植錫板與芯片之間存在空隙的話,空隙中的錫漿會影響錫球的生成。

4) 吹焊成球。將熱風槍的風嘴去掉,將風量調至最小,將溫度調至3～4檔位?；物L嘴對著植錫板緩慢均勻加熱,使錫漿慢慢熔化。當看見植錫板的個別小孔中已有錫球生成時,說明溫度已經到位,這時應當抬高熱風槍的風嘴,避免溫度繼續上升。過高的溫度會使錫漿劇烈沸騰,造成植錫失敗;嚴重的還會使芯片過熱損壞。如果吹焊成球后,發現有些錫球大小不均勻,甚至有個別沒植上錫,可先用裁紙刀沿著植錫板的表面將過大錫球的露出部分削平,再用刮刀將錫球過小和缺腳的小孔中上滿錫漿,然后用熱風槍再吹一次即可。如果錫球大小還不均勻的話,可重復上述操作直至理想狀態。重植時,必須將植錫板清洗干凈、擦干。

5) BGA芯片的安裝。先將BGA芯片有焊腳的那一面涂上適量的助焊膏,用熱風槍輕輕吹一吹,使助焊膏均勻分布于芯片的表面,為焊接做準備。再將植好錫球的BGA芯片按拆焊前的定位位置放在電路板上,同時,用鑷子將芯片前后左右移動并輕輕加壓,這時可以感覺到兩邊焊腳的接觸情況。對準后,因為事先在芯片的腳上涂了一點助焊膏,有一定粘性,芯片不會移動。如果芯片對偏了,要重新定位。

BGA芯片定位好后,就可以焊接。和植錫球時一樣,把熱風槍的風嘴去掉,調節至合適的風量和溫度,讓風嘴的中央對準芯片的中央位置,緩慢加熱。當看到芯片往下一沉且四周有助焊膏溢出時,說明錫球已和電路板上的焊點熔合在一起。這時可以輕輕晃動熱風槍使加熱均勻充分,由于表面張力的作用,BGA芯片與電路板的焊點之間會自動對準定位,注意在加熱過程中切勿用力按住BGA芯片,否則會使焊錫外溢,極易造成脫腳和短路。焊接完后用酒精將板洗干凈即可。

在吹焊BGA芯片時,高溫常常會影響旁邊IC器件,此時,可用耐高溫的膠帶或錫箔紙將附近的器件粘貼保護起來。

6 結語

總之,表面貼裝元器件的拆卸和焊接過程,注意防靜電,清潔電路板,熟練使用焊接工具,掌握焊接要領和方法,多多實踐。要真正掌握焊接技巧需要大量的實踐。

[1] 陳福厚.表面貼裝元件與相關工藝的一些進展[C]//中國電子學會第十二屆電子元件學術年會論文集,2002:6-14.

[2] 奚慧.印制板組件手工焊接問題探討[J].現代雷達,2014,36(5):92-94.

[3] 楊端,龐前娟.表面貼裝元件手工拆卸和焊接方法[J].桂林航天工業高等?？茖W校學報,2007(2):16-20.

[4] 付方明.貼片元器件應用手冊[M].北京:人民郵電出版社,2006.

[5] 韓廣興.電子元器件識別檢測與焊接[M].北京:電子工業出版社,2007.

[6] 史萌,支葉.電子元器件的手工焊接[J].山東工業技術,2014(9):123-125.

[7] 遲欽河.電子技能與實訓[M].北京:電子工業出版社,2010.

[8] 王振紅.電子產品工藝[M].北京:化學工業出版社,2008.

[9] 陳增生.SMC/SMD的手工焊接工藝技術[J].電子工藝技術,2009,30(5):279-286.

[10] 丁南菊.表面貼裝元件的手工焊接技巧[J].中國新技術新產品,2011(18):155.

[11] 孫美華.表面貼裝技術手工操作工藝[J].半導體技術,2007,32(8):723-726.

Manual Welding and Removing Method for Surface Mount Components

HU Lingmin

(Wuhan Digital Engineering Insitute, Wuhan 430205)

With the continuous progress of electronic industry production progress, the use of surface mount components becomes more and more popular. As the staff enagaged in the electronic industry, it has important practical guidance to manage the method of manual welding and removing for surface mount components.

surface mounting, welding, removing

2015年4月11日,

2015年5月26日

胡玲敏,女,研究方向:無線電裝接。

TN60

10.3969/j.issn.1672-9730.2015.10.046