電路板維修之SMT電路板手工焊接與維修方法
電路板維修之SMT電路板手工焊接與維修方法如下:
SMT是表面組裝技術(shù)(表面貼裝技術(shù))(Surface Mounted Technology的縮寫(xiě)),是目前電子組裝行業(yè)里最流行的一種技術(shù)和工藝。因?yàn)镾MT元件的引腳間距更小,而且引腳數(shù)也會(huì)更多,人工拆裝比較困難,用SMT專(zhuān)用鑷子或真空吸筆等專(zhuān)用工具拾取。有些微型元件自身的重量甚至不及熔化焊錫的表面引力,在手工焊接時(shí),它們經(jīng)常被粘在烙鐵頭上,在檢查焊接質(zhì)量時(shí)借助探針、放大鏡等工具。
另外,SMT電路板均為多層布線(xiàn),線(xiàn)徑很細(xì),一旦焊接溫度過(guò)高,很因板材變形而被拽斷,這種"內(nèi)傷"將造成整塊電路板徹底報(bào)廢。,SMT電路板的手工焊接與維修比普通電路板更困難,而有時(shí)手工焊接又是必不可少的操作環(huán)節(jié)。條件有限,業(yè)余愛(ài)好者無(wú)法使用昂貴的SMT焊接與維修設(shè)備,掌握手工焊接及維修技巧,以下介紹這些技巧及與之配套的維修焊接工具。
一、手工焊接工具與材料
常見(jiàn)的手工焊接方法有兩種:接觸焊接和加熱氣體焊接。 接觸焊接是在加熱的烙鐵頭或烙鐵環(huán)直接接觸焊接點(diǎn)時(shí)完成的。烙鐵環(huán)用來(lái)加熱多個(gè)焊接點(diǎn),主要用于多引腳元件的拆除,其結(jié)構(gòu)有多種形式,如兩面和四面等,來(lái)拆卸矩形和圓柱形元件及集成電路。烙鐵環(huán)非常適合拆卸用膠粘結(jié)的元件,在焊錫熔化后,烙鐵環(huán)可擰動(dòng)元件,打破膠的連接。但對(duì)四邊塑封(PLCC)的元件,則很難接觸的引腳,使有些焊點(diǎn)不能熔化,拉起EDAPCB/PCBjishu/" target="_blank" class="infotextkey">PCB板的銅箔。
通常,表面貼裝元件焊接時(shí)所需的熱量,比普通電路板焊接時(shí)所需的熱量小,接觸焊接采用限溫或控溫烙鐵,操作溫度控制在335~365℃之間。接觸焊接最大的缺點(diǎn)是烙鐵頭直接接觸元件,對(duì)元件造成溫度沖擊,導(dǎo)致陶瓷封裝等元件損傷,特別是多層陶瓷電容等。
熱風(fēng)焊接是通過(guò)噴嘴把加熱的空氣或惰性氣體(如氮?dú)?吹向焊接點(diǎn)和引腳來(lái)完成的,手工操作選用手持式熱風(fēng)槍。熱風(fēng)焊接可避免接觸焊接的局部過(guò)熱,熱風(fēng)溫度是300~400℃,熔化焊錫所要求的時(shí)間取決于熱風(fēng)量的大小。在拆卸一些較大的元件時(shí),加熱時(shí)間會(huì)超過(guò)60秒。熱風(fēng)焊接傳熱效率較低,加熱過(guò)程緩慢,減少了對(duì)某些元件的熱沖擊,并且熱風(fēng)對(duì)每個(gè)焊盤(pán)的加熱及熔化比較均勻,熱風(fēng)的溫度和加熱率是可控制、可重復(fù)和可預(yù)測(cè)的,當(dāng)然熱風(fēng)槍價(jià)格比烙鐵要高得多。
在手工焊接操作時(shí),需要助焊劑和錫膏。助焊劑的作用是使焊錫、元件引腳和焊盤(pán)不被迅速氧化。利用焊盤(pán)上原有焊錫進(jìn)行焊接時(shí),助焊劑不但能減慢氧化速度,加快焊錫熔化,在貼放元件時(shí),還能固定元件的,并在焊錫熔化時(shí)增加浸潤(rùn)性(Wetting),減少虛焊、連焊的發(fā)生。 錫膏是錫珠和松香的結(jié)合物,錫膏按錫球的直徑分級(jí),例如,2型75~53μm、3型53~38μm、4型38~25μm。手工焊接與維修,除上述主要工具及材料外,還應(yīng)配備的輔助工具和材料,如鑷子或真空吸筆、清理焊盤(pán)的吸錫帶、涂布焊膏的專(zhuān)用注射器并配備幾種不同型號(hào)的針頭,以及檢查焊接質(zhì)量的放大鏡等。
二、SMT元件的焊裝與維修方法
PLCC(特殊引腳芯片封裝)是一種較復(fù)雜的SMT元件,拆卸直接貼焊在電路板上的PLCC集成電路,主要有兩種方法:
(1) 不具備熱風(fēng)槍的下可選用鉗形烙鐵,在IC側(cè)面繞一圈較粗的焊錫絲,用鉗形烙鐵夾住元件,烙鐵頭的熱量經(jīng)熔化的焊錫傳到每只引腳,停留5秒即可輕輕取下IC。注意:用這種方法取下的PLCC元件不能再用,而且大面積熔化的高溫焊錫也損壞電路板,鉗形烙鐵的價(jià)格比較昂貴。
(2) 另一種方法是用熱風(fēng)槍吹焊,待引腳焊錫熔化后,輕輕取下IC,最后用吸錫帶清理焊盤(pán)。吸錫帶是細(xì)銅絲編制的帶狀物,通常浸潤(rùn)有松香或清洗的助焊劑,使其在烙鐵加熱條件下,粘走焊盤(pán)上的殘留焊錫。
SMT元件的手工焊接比拆卸時(shí),最簡(jiǎn)單的辦法是用注射器在每列焊盤(pán)上涂一條錫膏線(xiàn),再將元件貼到相應(yīng)上,用熱風(fēng)槍吹化焊錫,焊錫熔化時(shí)靠張力和焊盤(pán)間阻焊膜的作用,將焊膏自動(dòng)分配到每個(gè)焊點(diǎn)。焊點(diǎn)的吃錫量很少,所以發(fā)生連焊的性比較大,吸錫帶吸去多余的焊錫。最后用放大鏡逐點(diǎn)檢查是否有連焊,消除連焊的最好辦法是將電路板垂直豎起,用微型烙鐵頭將連焊處的焊錫熔化后往下拖,使其在重力的作用下自然脫開(kāi)。四邊引腳封裝元件小型鑷子或真空吸筆貼放。貼放時(shí),要保證引腳對(duì)齊,有些元件的引腳數(shù)量很多,間距很小,對(duì)中貼放十分困難。這時(shí)可借助放大鏡完成貼放工作。元件貼放在電路板上以后,首先用熱風(fēng)槍加熱,值得注意的是,錫膏從室溫加熱到150℃左右時(shí),錫膏內(nèi)助焊劑的粘度將有所下降,如果助焊劑軟化的速度超過(guò)其蒸發(fā)的速度,錫膏會(huì)變成流體,發(fā)生連焊。為避免發(fā)生上述,應(yīng)在開(kāi)始加熱時(shí),將熱風(fēng)槍離開(kāi)引腳1cm以上,待錫膏內(nèi)的助焊劑緩慢軟化并開(kāi)始蒸發(fā)、第一次流動(dòng)過(guò)程結(jié)束后,再將熱風(fēng)頭罩住IC引腳,以較高的溫度加熱,使焊錫迅速熔化,最后關(guān)閉熱風(fēng)。焊接完成后應(yīng)及時(shí)檢查虛焊、連焊。檢查虛焊探針輕輕劃過(guò)引腳,若引腳發(fā)生移動(dòng),則為虛焊,需用烙鐵進(jìn)行補(bǔ)焊,連焊前述方法處理。
因?yàn)榉浪蚍勒裨O(shè)計(jì)的電路板涂有保護(hù)膠,拆卸這種電路板上的元件時(shí),需在焊錫熔化的用工具去掉保護(hù)膠再取下元件,操作時(shí)要小心,以防損傷引腳和焊盤(pán),在焊接完畢后還要注意補(bǔ)膠。對(duì)于初學(xué)者在進(jìn)行手工焊接以及維修SMT元件時(shí),需要有足夠的耐心和認(rèn)真的操作,才能熟練掌握操作技巧。
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