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(表面貼裝技術)(Surface Mounted Technology的縮寫),是目前電子組裝行業(yè)里最流行的一種技術和工藝。因為SMT元件的引腳間距更小,而且引腳數(shù)也會更多,人工拆裝比較困難,用SMT專用鑷子或真空吸筆等專用工具拾取。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,它們經(jīng)常被粘在烙鐵頭上,在檢查焊接質(zhì)量時借助探針、放大鏡等工具。
另外,SMT電路板均為多層布線,線徑很細,一旦焊接溫度過高,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)余愛好者無法使用昂貴的SMT焊接與維修設備,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)直接接觸焊接點時完成的。烙鐵環(huán)用來加熱多個焊接點,主要用于多引腳元件的拆除,其結(jié)構有多種形式,如兩面和四面等,來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)可擰動元件,打破膠的連接。但對四邊塑封(PLCC)的元件,則很難接觸的引腳,使有些焊點不能熔化,拉起EDAPCB/PCBjishu/" target="_blank" class="infotextkey">PCB板的銅箔。
通常,表面貼裝元件焊接時所需的熱量,比普通電路板焊接時所需的熱量小,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是烙鐵頭直接接觸元件,對元件造成溫度沖擊,導致陶瓷封裝等元件損傷,特別是多層陶瓷電容等。
熱風焊接是通過噴嘴把加熱的空氣或惰性氣體(如氮氣)吹向焊接點和引腳來完成的,手工操作選用手持式熱風槍。熱風焊接可避免接觸焊接的局部過熱,熱風溫度是300~400℃,熔化焊錫所要求的時間取決于熱風量的大小。在拆卸一些較大的元件時,加熱時間會超過60秒。熱風焊接傳熱效率較低,加熱過程緩慢,減少了對某些元件的熱沖擊,并且熱風對每個焊盤的加熱及熔化比較均勻,熱風的溫度和加熱率是可控制、可重復和可預測的,當然熱風槍價格比烙鐵要高得多。
在手工焊接操作時,需要助焊劑和錫膏。助焊劑的作用是使焊錫、元件引腳和焊盤不被迅速氧化。利用焊盤上原有焊錫進行焊接時,助焊劑不但能減慢氧化速度,加快焊錫熔化,在貼放元件時,還能固定元件的,并在焊錫熔化時增加浸潤性(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,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,還應配備的輔助工具和材料,如鑷子或真空吸筆、清理焊盤的吸錫帶、涂布焊膏的專用注射器并配備幾種不同型號的針頭,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,鉗形烙鐵的價格比較昂貴。
(2) 另一種方法是用熱風槍吹焊,待引腳焊錫熔化后,輕輕取下IC,最后用吸錫帶清理焊盤。吸錫帶是細銅絲編制的帶狀物,通常浸潤有松香或清洗的助焊劑,使其在烙鐵加熱條件下,粘走焊盤上的殘留焊錫。
SMT元件的手工焊接比拆卸時,最簡單的辦法是用注射器在每列焊盤上涂一條錫膏線,再將元件貼到相應上,用熱風槍吹化焊錫,焊錫熔化時靠張力和焊盤間阻焊膜的作用,將焊膏自動分配到每個焊點。焊點的吃錫量很少,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。四邊引腳封裝元件小型鑷子或真空吸筆貼放。貼放時,要保證引腳對齊,有些元件的引腳數(shù)量很多,間距很小,對中貼放十分困難。這時可借助放大鏡完成貼放工作。元件貼放在電路板上以后,首先用熱風槍加熱,值得注意的是,錫膏從室溫加熱到150℃左右時,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其蒸發(fā)的速度,錫膏會變成流體,發(fā)生連焊。為避免發(fā)生上述,應在開始加熱時,將熱風槍離開引腳1cm以上,待錫膏內(nèi)的助焊劑緩慢軟化并開始蒸發(fā)、第一次流動過程結(jié)束后,再將熱風頭罩住IC引腳,以較高的溫度加熱,使焊錫迅速熔化,最后關閉熱風。焊接完成后應及時檢查虛焊、連焊。檢查虛焊探針輕輕劃過引腳,若引腳發(fā)生移動,則為虛焊,需用烙鐵進行補焊,連焊前述方法處理。
因為防水或防振設計的電路板涂有保護膠,拆卸這種電路板上的元件時,需在焊錫熔化的用工具去掉保護膠再取下元件,操作時要小心,以防損傷引腳和焊盤,在焊接完畢后還要注意補膠。對于初學者在進行手工焊接以及維修SMT元件時,需要有足夠的耐心和認真的操作,才能熟練掌握操作技巧。
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