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貼片電子元件焊接技巧

時間:2016-08-19

    隨著時代和科技的進步,現在的越來越多電路板的使用了貼片元件。貼片元件以其體積小和便于維護越來越受大家的喜愛。但對于不少人來說,對貼片元件感到“畏懼”,特別是對于部分初學者,因為他們認為自己不具備焊接元件的能力,覺得它不像傳統的直插元件那樣易于焊接把握,其實這些擔心是完全沒有必要的。讀者可以使用合適的工具和掌握一些手工焊接貼片的知識,很快就會成為焊接貼片元件的專家。

   一、使用貼片元件的好處

    首先我們來了解貼片元件的好處。與引線元件相比,貼片元件有許多好處。第一方面:體積小,重量輕,容易保存和郵寄。如常用的貼片電阻0805封裝或者0603 封裝比我們之前用的直插電阻要小上很多。幾十個直插電阻就可以裝滿一袋子但換成貼片電阻的話足以裝好幾千個甚至上萬個。當然,這是在不考慮其所能承受最大電流情況下的。第二方面:貼片元件比直插元件容易焊接和拆卸。貼片元件不用過孔,用錫少。直插元件最費事也最傷神的就是拆卸,做過的朋友都有這個體會,在兩層或者更多層的PCB 板上,哪怕是只有兩個管腳,拆下來也不太容易而且很容易損壞電路板,多引腳的就更不用說了。而拆卸貼片元件就容易多了,不光兩只引腳容易拆,即使一、二百只引腳的元件多拆幾次也可以不損壞電路板。第三方面:貼片元件還有一個很重要的好處,那就是提高了電路的穩定性和可靠性,對于制作來說就是提高了制作的成功率。

    這是因為貼片元件體積小而且不需要過孔,從而減少了雜散電場和雜散磁場,這在高頻模擬電路和高速數字電路中尤為重要。綜述所說,筆者可以負“責任”的說,只要你一旦適應和接受了貼片元件,除非不得已的情況,你可能再也不想用直插元件了。

    二、焊接貼片元件需要的常用工具

    在了解了貼片元件的好處之后,讓我們來了解一些常用的焊接貼片元件所需的一些基本工具(見圖1)。

    1. 電烙鐵

手工焊接元件,這個肯定是不可少了。在這里向大家推薦烙鐵頭比較尖的那種,因為在焊接管腳密集的貼片芯片的時候,能夠準確方便的對某一個或某幾個管腳進行焊接。

    2. 焊錫絲

好的焊錫絲對貼片焊接也很重要,如果條件允許,在焊接貼片元件的時候,盡可能的使用細的焊錫絲,這樣容易控制給錫量,從而不用浪費焊錫和吸錫的麻煩。

    3. 鑷子

    鑷子的主要作用在于方便夾起和放置貼片元件,例如焊接貼片電阻的時候,就可用鑷子夾住電阻放到電路板上進行焊接。鑷子要求前端尖而且平以便于夾元件。另外,對于一些需要防止靜電的芯片,需要用到防靜電鑷子。

    4. 吸錫帶

    焊接貼片元件時,很容易出現上錫過多的情況。

    特別在焊密集多管腳貼片芯片時,很容易導致芯片相鄰的兩腳甚至多腳被焊錫短路。此時,傳統的吸錫器是不管用的,這時候就需要用到編織的吸錫帶。

    吸錫帶可在賣焊接器材的地方買到,如果沒有也可以拿電線中的銅絲來代替,后文將會講述。

    5. 松香

    松香是焊接時最常用的助焊劑了,因為它能析出焊錫中的氧化物,保護焊錫不被氧化,增加焊錫的流動性。在焊接直插元件時,如果元件生銹要先刮亮,放到松香上用烙鐵燙一下,再上錫。而在焊接貼片元件時,松香除了助焊作用外還可以配合銅絲可以作為吸錫帶用。

    6. 焊錫膏

    在焊接難上錫的鐵件等物品時,可以用到焊錫膏,它可以除去金屬表面的氧化物,其具有腐蝕性。

    在焊接貼片元件時,有時可以利用其來“吃”焊錫,讓焊點亮澤與牢固。

    7. 熱風槍

    熱風槍是利用其槍芯吹出的熱風來對元件進行焊接與拆卸的工具。其使用的工藝要求相對較高。

    從取下或安裝小元件到大片的集成電路都可以用到熱風槍。在不同的場合,對熱風槍的溫度和風量等有特殊要求,溫度過低會造成元件虛焊,溫度過高會損壞元件及線路板。風量過大會吹跑小元件。對于普通的貼片焊接,可以不用到熱風槍,在此不做詳細敘述。

    8. 放大鏡

    對于一些管腳特別細小密集的貼片芯片,焊接完畢之后需要檢查管腳是否焊接正常、有無短路現象,此時用人眼是很費力的,因此可以用到放大鏡,從而方便可靠的查看每個管腳的焊接情況。

    9. 酒精

    在使用松香作為助焊劑時,很容易在電路板上留下多余的松香。為了美觀,這時可以用酒精棉球將電路板上有殘留松香的地方擦干凈

    10. 其他貼片焊接所需的常用工具除了上述所說的之外,還有一些如海綿、洗板水、硬毛刷、膠水等。在此不做贅述,有條件的朋友可以去了解和動手實踐使用。

    (從左至右,第一排為:熱風槍、鑷子、焊錫絲。第二排為:電烙鐵、松香、吸錫帶)

    三、貼片元件的手工焊接步驟

    在了解了貼片焊接工具以后,現在對焊接步驟進行詳細說明。

    1. 清潔和固定PCB( 印刷電路板)

    在焊接前應對要焊的PCB 進行檢查,確保其干。對其上面的表面油性的手印以及氧化物之類的要進行清除,從而不影響上錫。手工焊接PCB 時,如果條件允許,可以用焊臺之類的固定好從而方便焊接,一般情況下用手固定就好,值得注意的是避免手指接觸PCB 上的焊盤影響上錫。

    2. 固定貼片元件

    貼片元件的固定是非常重要的。根據貼片元件的管腳多少,其固定方法大體上可以分為兩種——單腳固定法和多腳固定法。對于管腳數目少(一般為2-5 個)的貼片元件如電阻、電容、二極管、三極管等,一般采用單腳固定法。即先在板上對其的一個焊盤上錫。

    然后左手拿鑷子夾持元件放到安裝位置并輕抵住電路板,右手拿烙鐵靠近已鍍錫焊盤熔化焊錫將該引腳焊。焊好一個焊盤后元件已不會移動,此時鑷子可以松開。而對于管腳多而且多面分布的貼片芯片,單腳是難以將芯片固定好的,這時就需要多腳固定,一般可以采用對腳固定的方法(見圖5)。即焊接固定一個管腳后又對該管腳所對面的管腳進行焊接固定,從而達到整個芯片被固定好的目的。需要注意的是,管腳多且密集的貼片芯片,精準的管腳對齊焊盤尤其重要,應仔細檢查核對,因為焊接的好壞都是由這個前提決定的。

    值得強調說明的是,芯片的管腳一定要判斷正確。

    舉例來說,有時候我們小心翼翼的把芯片固定好甚至焊接完成了,檢查的時候發現管腳對應錯誤——把不是第一腳的管腳當做第一腳來焊了!追悔莫及!因此這些細致的前期工作一定不能馬虎。

    3. 焊接剩下的管腳

    元件固定好之后,應對剩下的管腳進行焊接。對于管腳少的元件,可左手拿焊錫,右手拿烙鐵,依次點焊即可。對于管腳多而且密集的芯片,除了點焊外,可以采取拖焊,即在一側的管腳上足錫然后利用烙鐵將焊錫熔化往該側剩余的管腳上抹去(見圖6),熔化的焊錫可以流動,因此有時也可以將板子合適的傾斜,從而將多余的焊錫弄掉。值得注意的是,不論點焊還是拖焊,都很容易造成相鄰的管腳被錫短路。這點不用擔心,因為可以弄到,需要關心的是所有的引腳都與焊盤很好的連接在一起,沒有虛焊。

    4. 清除多余焊錫

    在步驟3 中提到焊接時所造成的管腳短路現象,現在來說下如何處理掉這多余的焊錫。一般而言,可以拿前文所說的吸錫帶將多余的焊錫吸掉。吸錫帶的使用方法很簡單,向吸錫帶加入適量助焊劑(如松香)然后緊貼焊盤,用干凈的烙鐵頭放在吸錫帶上,待吸錫帶被加熱到要吸附焊盤上的焊錫融化后,慢慢的從焊盤的一端向另一端輕壓拖拉,焊錫即被吸入帶中。應當注意的是吸錫結束后,應將烙鐵頭與吸上了錫的吸錫帶同時撤離焊盤,此時如果吸錫帶粘在焊盤上,千萬不要用力拉吸錫帶,而是再向吸錫帶上加助焊劑或重新用烙鐵頭加熱后再輕拉吸錫帶使其順利脫離焊盤并且要防止燙壞周圍元器件。如果沒有市場上所賣的專用吸錫帶,可以采用電線中的細銅絲來自制吸錫帶。自制的方法如下:將電線的外皮剝去之后,露出其里面的細銅絲,此時用烙鐵熔化一些松香在銅絲上就可以了。清除多余的焊錫之后的效果。此外,如果對焊接結果不滿意,可以重復使用吸錫帶清除焊錫,再次焊接元件。

    5. 清洗焊接的地方

    焊接和清除多余的焊錫之后,芯片基本上就算焊接好了。但是由于使用松香助焊和吸錫帶吸錫的緣故,板上芯片管腳的周圍殘留了一些松香,雖然并不影響芯片工作和正常使用,但不美觀。而且有可能造成檢查時不方便。因為有必要對這些殘余物進行清理。常用的清理方法可以用洗板水,在這里,采用了酒精清洗,清洗工具可以用棉簽,也可以用鑷子夾著衛生紙之類進行。清洗擦除時應該注意的是酒精要適量,其濃度最好較高,以快速溶解松香之類的殘留物。其次,擦除的力道要控制好,不能太大,以免擦傷阻焊層以及傷到芯片管腳等。清洗完畢的效果見圖。此時可以用烙鐵或者熱風槍對酒精擦洗位置進行適當加熱以讓殘余酒精快速揮發。至此,芯片的焊接就算結束了。

    四、總結

    綜上所述,焊接貼片元件總體而言是固定——焊接——清理這樣一個過程。其中元件的固定是焊接好壞的前提,一定要有耐心,確保每個管腳和其所對應的焊盤對準精確。在焊接多管腳芯片時,對管腳被焊錫短路不用擔心,可以用吸錫帶進行吸焊或者就只用烙鐵利用焊錫熔化后流動的因素將多余的焊錫去除。當然這些技巧的掌握是要經過練習的。限于篇幅原因,文中只對一種多管腳的芯片進行了焊接演示,對于眾多其他類型的多管腳的貼片芯片,其管腳密集程度、機械強度、數量等在不相同的情況下相應的焊接方法也是基本相同的,只是細節處理稍有不同。因此,要想成為一個焊接貼片元件的高手,就需要多練習從而提高熟練程度。如果條件允許,如有舊電路板舊芯片之類的可以拿來多熟練。

貼片電子元件焊接有什么技巧?


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