表面贴装元器件的手工焊接与拆卸方法*

胡玲敏

(武汉数字工程研究所 武汉 430205)



表面贴装元器件的手工焊接与拆卸方法*

胡玲敏

(武汉数字工程研究所 武汉 430205)

随着电子产品生产工艺的不断进步,表面贴装元器件使用率越来越高,掌握表面贴装元器件的手工焊接与拆卸方法对于从事电子专业的人员来说,具有重要的实践意义。

表面贴装; 焊接; 拆卸

Class Number TN60

1 引言

表面贴装元器件具有尺寸小,重量轻,能进行高密度组装,使电子设备小型化,轻量化和薄型化;无引线或短引线,减少了寄生电感和电容,不但高频特性好,有利于提高使用频率和电路速度,而且贴装后几乎不需要调整;形状简单、结构牢固、紧贴在SMB电路上,不怕震动、冲击;印制板无需要钻孔,组装的元器件无引线打弯剪短工序;尺寸和形状标准化,能够采取自动贴片机进行自动贴片、效率、可靠性;便于大批量生产,而且综合成本低诸多优点[1～2]。

2 表面贴装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

电路中的小元件主要包括电阻、电容、电感、晶体管等,采用贴片式安装,安装精度高,减小了引线分布的影响,增强了抗干扰能力[4～5]。对这类元件,可以使用电烙铁或热风枪进行拆除和焊接。一般情况下烙铁头温度控制在300℃左右,热风枪控制在200℃～400℃;焊接时不允许直接加热元器件引脚的脚跟以上部位,以免损元器件;使用￠0.3mm～￠0.5mm的焊锡丝;烙铁头始终保持光滑,无钩、无刺;烙铁头不得重触焊盘,不要反复长时间在同一焊盘上加热,对同一焊盘如果第一次未焊透,要稍许停留,再进行焊接;不得划破焊盘及导线;焊接前用酒精清洗电路板[6]。

表1 表面贴装元件拆卸和焊接工具

3.1 小元件的拆卸

将印制板固定在返修平台上,打开带灯放大镜,仔细观察欲拆卸的小元件的位置。用小刷子将元件周围的杂质清理干净,往小元件上涂抹少许酒精。

· 烙铁拆卸法:待烙铁达到预热温度后,迅速地用烙铁焊接熔化小元件各焊点,并用烙铁粘住元件的一端带出元件或用镊子迅速取出。

· 热风枪拆卸法:安装好热风枪的细嘴喷头,打开热风枪电源开关,调节热风枪温度开关在2～3档,风速开关在1～2档,一只手用镊子夹住小元件,另一只手拿稳热风枪手柄,使喷头与元件保持垂直,距离约为1cm,沿小元件上均匀加热,喷头不可触小元件。待元件周围焊锡熔化后用镊子取下。

3.2 小元件的焊接

用镊子夹住欲焊接的小元件,放置到对应的焊盘位置,注意元件的极性,不可偏离焊盘。若焊接元件较多,可在元件放置的地方点一点胶水,先固定所有元件,再实施焊接,以提高效率。

用热风枪焊接时,若焊盘上上锡不足,可用烙铁在焊盘上加注少许焊锡,打开热风枪电源开关,调节热风枪温度开关在2～3档,风速开关在1～2档。使热风枪的喷头与元件保持垂直,距离约为1cm,沿元件上均匀加热,待小元件周围焊锡熔化后移开热风枪喷头,焊锡冷却后松开镊子,用酒精将小元件的周围清洗干净[7]。

4 贴片集成电路的拆卸与焊接

贴片集成电路主要有小外形封装和四方扁平封装两种。小外形封装又称SOP封装,其引脚数目在28以下,引脚分布在两侧。四方扁平封装简称QFP封装,四边都有引脚,其引脚数一般在20以上[8～9]。这些贴片集成电路的拆卸和安装都必须采用热风枪才能将其拆卸或焊接好。这些贴片集成电路由于相对面积较大,拆卸和焊接时可将热风枪的风速和温度调高些[10]。

4.1 贴片集成电路的拆卸

将印制板固定在返修平台上,打开带灯放大镜,仔细观察待拆卸的集成电路的位置和方位,并做好记录,以便于焊接时恢复。用小刷子将元件周围杂质清理干净,用细毛笔蘸助焊剂或用助焊剂笔在元器件引脚上涂上适量的助焊剂,热风枪使用大嘴喷头,风速调至2～3档,温度调至到300℃～400℃,枪嘴与待拆元器件要保持垂直,距离1cm～3cm。当温度和风速稳定后,用热风枪来回地均匀吹元器件的引脚,等引脚上的焊锡都熔化后,用工具沿垂直于电路板的方向取走元器件,如果其周围有怕热元器件或有较多,需用湿润的海绵或卫生纸把周围的元器件覆盖,只露出待拆的元器件。注意拆卸元器件时吹的时间要尽可能短。

4.2 贴片集成电路的焊接

将焊盘用平头烙铁整理平整,然后用酒精清洁干净焊点周围的杂质。根据元器件引脚间距,先用圆锥形或凿子形(偏铲形)烙铁头,在焊盘上镀上适量的焊锡,注意不要让焊盘相互之间短路;用镊子夹住元器件,居中贴放在相应的焊盘上,校准极性和方向引脚与焊盘一一对齐[11]。有三种方法。

1) 用烙铁先焊牢元器件斜对角1～2个引脚;从第一条引脚开始顺序逐个焊盘焊接,同时加少许焊锡,将元器件引脚全部焊牢。每个焊盘的加热大约2s左右。

2) 用烙铁先焊牢元器件斜角1～2个引脚,在各边引脚上涂上助焊剂,给烙铁头上足量的锡或引脚上,堆上足量的焊锡;从第一条引脚开始向第二条引脚,顺序缓慢均匀拖拉烙铁,使每个引脚能够分配到足够的焊锡来和焊盘黏合。完成一条边上引脚的焊接之后,采用同样的方法焊接其他边上的引脚。

3) 使用吸锡枪(容易把焊盘一同吸起来)。焊接完后用棉花蘸上适量的酒精对元器件引脚进行清洗。

5 BGA芯片拆卸和焊接

要正确地更换一块BGA芯片,除熟练使用热风枪、BGA置锡工具外,还必须掌握一定的技巧和正确的拆焊方法。

5.1 BGA芯片的定位

在拆卸BGA芯片之前,一定要弄清其具体位置,以方便焊接安装,在一些线路板上,事先印有BGA芯片的定位框,这种芯片的焊接定位一般不成问题。若线路板上没有定位框的前提下可用画线定位法,拆下芯片之前用笔或针头在BGA芯片的周围画好线,记住方向,做好记号,为重焊做准备。

5.2 BGA芯片的拆卸

认清BGA芯片位置之后应在芯片上面放适量助焊剂,防止干吹及帮助芯片底下的焊点均匀化,不会伤害旁边的元器件。

去掉热风枪前面的套头,改用大头,将热量开关一般调至3～4档(约350℃),风速开关调至2～3档,在芯片上方约1cm处作螺旋状吹,直到芯片底下的锡珠完全溶解,用针头轻轻托起整个芯片。

注意事项:一是在拆卸BGA芯片时,要注意观察是否会影响到周围的元器件,BGA芯片取下后,芯片的焊盘上和电路板上都有余锡,此时,在电路板上加足量的助焊剂,用电烙铁将多余的焊锡去除,并且可适当上锡,使电路板的每个焊盘都光滑圆润。然后再用酒精将芯片和电路板上的助焊剂洗干净。吸锡时应特别小心,否则会刮掉焊盘上面的绿漆或导致焊盘脱落。

5.3 植锡操作

1) 首先要做好准备工作。对于拆下的IC,不要将IC表面上的焊锡清除,只要不是过大,且不影响与植锡板配合即可,如果某处焊锡较大,可在BGA芯片表面加上适量的助焊膏,用电烙铁将芯片上的过大焊锡除去,最好不用吸锡线去吸,否则会引起上锡困难,然后用酒精洗净。

2) BGA芯片的固定。将芯片对准植锡板的孔后,用标签贴纸将芯片与植锡板贴紧,芯片对准后,把植锡板用手或镊子按牢不动,然后用另只手刮浆上锡。

3) 上锡浆。浆越干越好,只要不是干得发硬成块即可。如果太稀,可用餐巾纸压一压吸干一点。平时可挑一些锡浆放在锡浆瓶的内盖上,让其自然晾干一点。用平口刀挑适量锡浆到植锡板上,用力往下刮,边刮边压,使锡浆均匀地填充于植锡板的小孔中。特别注意一下芯片四角的小孔。上锡浆时的关键在于要压紧植锡板,如果不压紧使植锡板与芯片之间存在空隙的话,空隙中的锡浆会影响锡球的生成。

4) 吹焊成球。将热风枪的风嘴去掉,将风量调至最小,将温度调至3～4档位。晃风嘴对着植锡板缓慢均匀加热,使锡浆慢慢熔化。当看见植锡板的个别小孔中已有锡球生成时,说明温度已经到位,这时应当抬高热风枪的风嘴,避免温度继续上升。过高的温度会使锡浆剧烈沸腾,造成植锡失败;严重的还会使芯片过热损坏。如果吹焊成球后,发现有些锡球大小不均匀,甚至有个别没植上锡,可先用裁纸刀沿着植锡板的表面将过大锡球的露出部分削平,再用刮刀将锡球过小和缺脚的小孔中上满锡浆,然后用热风枪再吹一次即可。如果锡球大小还不均匀的话,可重复上述操作直至理想状态。重植时,必须将植锡板清洗干净、擦干。

5) BGA芯片的安装。先将BGA芯片有焊脚的那一面涂上适量的助焊膏,用热风枪轻轻吹一吹,使助焊膏均匀分布于芯片的表面,为焊接做准备。再将植好锡球的BGA芯片按拆焊前的定位位置放在电路板上,同时,用镊子将芯片前后左右移动并轻轻加压,这时可以感觉到两边焊脚的接触情况。对准后,因为事先在芯片的脚上涂了一点助焊膏,有一定粘性,芯片不会移动。如果芯片对偏了,要重新定位。

BGA芯片定位好后,就可以焊接。和植锡球时一样,把热风枪的风嘴去掉,调节至合适的风量和温度,让风嘴的中央对准芯片的中央位置,缓慢加热。当看到芯片往下一沉且四周有助焊膏溢出时,说明锡球已和电路板上的焊点熔合在一起。这时可以轻轻晃动热风枪使加热均匀充分,由于表面张力的作用,BGA芯片与电路板的焊点之间会自动对准定位,注意在加热过程中切勿用力按住BGA芯片,否则会使焊锡外溢,极易造成脱脚和短路。焊接完后用酒精将板洗干净即可。

在吹焊BGA芯片时,高温常常会影响旁边IC器件,此时,可用耐高温的胶带或锡箔纸将附近的器件粘贴保护起来。

6 结语

总之,表面贴装元器件的拆卸和焊接过程,注意防静电,清洁电路板,熟练使用焊接工具,掌握焊接要领和方法,多多实践。要真正掌握焊接技巧需要大量的实践。

[1] 陈福厚.表面贴装元件与相关工艺的一些进展[C]//中国电子学会第十二届电子元件学术年会论文集,2002:6-14.

[2] 奚慧.印制板组件手工焊接问题探讨[J].现代雷达,2014,36(5):92-94.

[3] 杨端,庞前娟.表面贴装元件手工拆卸和焊接方法[J].桂林航天工业高等专科学校学报,2007(2):16-20.

[4] 付方明.贴片元器件应用手册[M].北京:人民邮电出版社,2006.

[5] 韩广兴.电子元器件识别检测与焊接[M].北京:电子工业出版社,2007.

[6] 史萌,支叶.电子元器件的手工焊接[J].山东工业技术,2014(9):123-125.

[7] 迟钦河.电子技能与实训[M].北京:电子工业出版社,2010.

[8] 王振红.电子产品工艺[M].北京:化学工业出版社,2008.

[9] 陈增生.SMC/SMD的手工焊接工艺技术[J].电子工艺技术,2009,30(5):279-286.

[10] 丁南菊.表面贴装元件的手工焊接技巧[J].中国新技术新产品,2011(18):155.

[11] 孙美华.表面贴装技术手工操作工艺[J].半导体技术,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:无线电装接。

TN60

10.3969/j.issn.1672-9730.2015.10.046