SMT電路板手工焊裝及維修工藝的研究

劉媛

【摘 要】在表面貼裝技術(shù)電路板，即SMT電路板中，往往使用的都是密度較大的貼裝元件，這也間接決定了對其進(jìn)行手工焊裝與維修的難度。結(jié)合以往的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，本文將深入分析如何在SMT電路板中進(jìn)行科學(xué)有效的手工焊裝以及維修，提升當(dāng)前工藝水平，以達(dá)到更好的效果。

【關(guān)鍵詞】SMT電路板；手工焊裝；維修工藝

引言

基于SMT元件的結(jié)構(gòu)復(fù)雜等因素，對其進(jìn)行人工焊接目前來看仍有一定的困難。由于其體積較小且數(shù)量較多，對其進(jìn)行拾取即是較為棘手的事情，為了解決這個(gè)問題，也發(fā)展出了多種多樣的拾取元件。其次，SMT線路板的線直徑都偏小，當(dāng)被熔化的焊錫大面積的存在于線路板上時(shí)，高溫會對其產(chǎn)生不同程度的破壞。這些原因都增加了SMT線路板手工焊接的難度。本文將深入分析如何在SMT電路板中進(jìn)行科學(xué)有效的手工焊裝以及維修，提升當(dāng)前工藝水平，以達(dá)到更好的效果，為相關(guān)工作人員帶來更多的保障，為行業(yè)帶來更大的利益。。

一、手工焊接

目前來看，手工焊接應(yīng)當(dāng)是從業(yè)人員的一門必備技能。手工焊接有接觸式和熱風(fēng)式兩種焊接方式。

（一）接觸式焊接

接觸式焊接是指在焊接加熱烙鐵嘴與烙鐵環(huán)的時(shí)候直接與相應(yīng)的焊接點(diǎn)焊接，并完成安裝。焊接的嘴部僅可以對單一的焊接點(diǎn)加熱，而焊接的環(huán)部則可以針對許多的焊接點(diǎn)工作。所以焊接環(huán)更適用于拆分元件。并且烙鐵環(huán)的形態(tài)結(jié)構(gòu)多樣化，可以適用于不同形態(tài)的元件，如四面環(huán)可以拆除圓形的元件，也同樣適用于集成電路。而且它對于那些需要拆除膠粘的元件也有重要作用。將焊錫融化之后，元件就可以自由擰動，并且原來所有的膠粘部分也可被輕易打破。一些塑料材質(zhì)的元件在改動時(shí)，如果直接將各處引腳與烙鐵環(huán)接觸，容易產(chǎn)生焊點(diǎn)融化不完全的情況[1]。進(jìn)行表面貼裝時(shí)需要的熱量比通孔式的焊接要小得多。因接觸式焊接多有一個(gè)溫度控制范圍，一般于335℃-365℃的范圍之內(nèi)。此外，由于接觸焊接之時(shí)，烙鐵的頭部要與各元件直接進(jìn)行接觸，因此高溫容易直接對這些元件完成不同程度的影響，進(jìn)而影響其他材質(zhì)的元件。

（二）熱風(fēng)式焊接

熱風(fēng)式焊接的工作原理即是通過噴出加熱后或者一些惰性氣體于焊接處來完成，采用這種方法在進(jìn)行手工焊接的時(shí)候，一般需要借助工具完成，最常用的是手持式的熱風(fēng)槍。因這種工具的噴嘴可靈活拆卸并更換不同種類，這樣的特點(diǎn)使其適用于圓形、矩形等形狀不同的元件。采用熱風(fēng)式焊接最大的優(yōu)點(diǎn)是可以自由控制局部溫度，防止局部過熱現(xiàn)象出現(xiàn)。其熱風(fēng)一般設(shè)置在300℃-400℃之間。并且熱風(fēng)的風(fēng)量大小也直接由人為控制，并且以此可以控制焊錫的融化時(shí)間。由于元件的導(dǎo)熱效果不一，通常較大的元件要進(jìn)行預(yù)熱處理，否則因其熱傳導(dǎo)的效率低下會增加不必要的時(shí)間成本。但與此同時(shí)，也不至于會對各類型元件產(chǎn)生過強(qiáng)的溫度沖擊，且通過熱風(fēng)加熱可使其受熱較為均勻?；跓犸L(fēng)式焊接可控性強(qiáng)，預(yù)測性高，安全性好等各種特點(diǎn)，已經(jīng)目前常用的焊接方式之一[2]。

（三）其他

手工焊接中還會使用到一些輔助材料，如焊接劑和錫膏。

焊接劑的使用可以對相關(guān)的元件或者器材起到一定的保護(hù)作用，使其不至于快速被氧化。并且助焊劑的使用可以提供給工作人員一些重要信息，如其沸騰之后3-5秒后可取下元件，此時(shí)焊盤融化在即。

焊錫是一種有錫、鉛、銀的合金。錫膏中含有錫珠和松香。松香和焊錫中的銀在濕潤并且融化焊錫中起到了重要的作用。焊錫可被制定成為各種適用的尺寸大小，再進(jìn)行分級與篩選。錫膏則依據(jù)錫球的大小來完成分級。

除外上述兩種材料之外，在實(shí)際的手工操作中還需要用到真空吸筆，可用于拾取元件；吸錫編帶可用來及時(shí)清理焊盤；還有焊膏注射器與不同型號的針頭以及放大鏡等工具。

二、SMT焊接

在SMT的元件當(dāng)中，PLCC是較早出現(xiàn)并且較為復(fù)雜元件之一。下述即為在電路板上焊接PLCC集成電路的兩種方法。

第一種，針對部分重視成本節(jié)約的用戶，采用鉗型的烙鐵于IC的一側(cè)圍繞一圈較粗的焊絲，再利用鉗部將相應(yīng)的元件控制住，就可以把來自烙鐵頭部的巨大熱量自焊錫均勻的傳遞到各個(gè)管腳之上，之后幾秒鐘以后就可以取下IC。但在這類情況中，高溫融化以后的焊錫可以對電路板造成不同程度的損壞，并且在這種情況下，PLCC元件已不復(fù)其使用價(jià)值[3]。

第二種，利用熱風(fēng)槍的溫度來融化焊錫。首先要將焊盤上的管腳一一清除，可自行設(shè)計(jì)使用的工具，如鉤針。清除過程中要注意動作輕柔以免破壞管腳結(jié)構(gòu)。第二步要取下IC，并對焊盤進(jìn)行清理，可以使用吸錫編帶來輔助完成。這種輔助工具可以在加熱的前提之下，清理掉焊盤上的殘留錫焊。

在電路板之上增加保護(hù)層涂層能夠有效的防水和防震作用。與此同時(shí)，在處理這一類電路的元件時(shí)，取元件要在焊錫熔化之時(shí)進(jìn)行。在進(jìn)行這項(xiàng)操作之時(shí)務(wù)必保持小心與謹(jǐn)慎，切記不可損壞管腳、錫盤等其他部分，并且在結(jié)束后要對其進(jìn)行補(bǔ)膠處理[4]。

手工的焊接SMT工作對于相關(guān)的工作人員同樣也有較高的要求。首先，操作者應(yīng)當(dāng)具備有相當(dāng)?shù)哪托呐c嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度，保持在工作過程中對于細(xì)節(jié)的把控，并且熟練的掌握工作過程中所需要的各項(xiàng)技能與工藝。在當(dāng)前工業(yè)化進(jìn)展不斷加快，水平不斷提高的前提之下，集成電路也在不斷的更新?lián)Q代，目前，球棚陣列式的集成電路被研發(fā)出來并迅速的占據(jù)了市場的主流，成為了使用頻率較高的材料之一。這類型的元件的可靠性較以往的元件有明顯的提高，可以使用的管腳的數(shù)目也有了較大的提升，同時(shí)角間距也逐漸的擴(kuò)大了。這樣的特點(diǎn)使其取代舊元件的趨勢愈加明顯。

三、結(jié)束語

綜上所述，SMT電路板手工焊裝及維修工藝是當(dāng)前亟待處理的一個(gè)重要問題。同專業(yè)焊接設(shè)備相比較，手工焊接的成本較低，并且適用于科研和實(shí)踐中的實(shí)際情況。因此，解決好這個(gè)問題將會為業(yè)界人士帶來可觀的利益。

參考文獻(xiàn)：

[1]杜中一.通孔再流焊技術(shù)在SMT和THT混裝電路板的應(yīng)用[J].裝備制造技術(shù)，2014（12）.

[2]李炳偉，唐丙輝，王玲玲，et al.基于六西格瑪方[3]法對提升SMT焊接能力的研究[C]// 2014中國高端SMT學(xué)術(shù)會議.0.

[3]趙鵬.分析SMT封裝電路板三維在線檢測技術(shù)[J].自動化與儀器儀表，2017（9）.

[4]李孟超.一種快速識別電路板壞點(diǎn)的SMT貼片機(jī)及其識別方法：.

（作者單位：中國船舶重工集團(tuán)公司第七一〇研究所）