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细微焊接
微细间距QFP器件手工焊接指南
(1)
范围
本文试图帮助设计者在没有表面安装设备的情况下制作第一个使用c805lFTQFP和LQFP器件的样机系统。
本应用笔记假定读者至少具有通孔焊接的基本手工焊接技术。
本文介绍如何拆除、清洗和更换一个具有0.5mm间距的48脚TQFP器件。
安全
所有的工作都应在一个通风良好的环境完成。
长时间暴露在焊锡烟雾和溶剂下是比较危险的。
在使用溶剂时,不应有火花或火焰存在。
工具和材料
合适的工具和材料是做好焊接工作的关键。
以下列出推荐的工具和材料。
其它的工具和材料也能工作,因此用户可以自由选择替代品。
强烈建议使用低温焊料。
所需的工具和材料
1.卷装导线(规格30)*
2.适于卷装导线的剥线钳*
3.焊台-温度可调,ESD保护。
应支持温度值800F(425℃)。
本例中使用VellerEC1201A型。
烙铁尖要细,顶部的宽度不能大于1mm。
4.焊料-10118有机焊芯;0.02',(0.5mm)直径。
5.焊剂-液体型,装在分配器中
6.吸锡带-C尺寸,0.075',(1.9mm)
7.放大镜-最小为4倍。
本例中使用的是Donegan光学公司的头戴式OPtiVISOR放大镜。
8.ESD垫板或桌面及ESD碗带-两者都要接地。
9.尖头(不要平头)镊子
10.异丙基酒精
11.小硬毛刷(尼龙或其它非金属材料),用于清洗电路板。
将刷毛切到大约0.25',(6mm)*只在拆除器件时使用。
可选件
1.板钳,用于固定印制板
2.牙锄(90度弯曲)
3.压缩干燥空气或氮,用于干燥电路板
4.光学检查立体显微镜30-40X
图1.一些所需要的工具和材料
图2.从左开始顺时针方向:
4X头戴式放大镜、吸锡带、卷装导线、硬清洁刷、剥线钳和尖镊子
图3a.吸锡带和卷装导线
图3b.异丙基酒精
图4.带细烙铁头的ESO保护焊台 这是一个WellerEC1201A型焊台
图5.可选设备,包括一个PCB钳和一个7-40x检查显
微细间距QFP器件手工焊接指南
(2)
2009年03月30日星期一22:
07
微细间距QFP器件手工焊接指南
(2)
过程
下面介绍更换一个具有0.5mm间距的48脚TQFP器件的过程。
引线形状是标准的鸥翼形、符合JEDEC标准的QFP。
本节分为三个部分:
A.拆除器件
B.清洗电路板
C.焊接新器件
如果你正在往新电路板上焊接元器件,可跳过A部分直接进入B部分(清洗电路板)。
A.拆除器件
准备工作:
◇将装有待拆除lC的电路板安装在一个夹持器或板钳中。
PCB夹持器/板钳是可选件,但为了拆除器件需要将PCB可靠固定。
◇将焊台加热到8000F(425℃),清洁烙铁头。
◇采取ESD保护措施。
图6.准备开始
首先将焊剂涂在所有的引脚上,这样可使清除焊锡更加容易。
从QFP引线上吸掉尽可能多的焊锡。
注意不要因长时间的焊锡加热而烧焦PCB板。
图7.涂焊剂;从引脚吸除焊锡
下一步,从规格30的卷装导线上剥掉大约3英寸的绝缘层。
将导线在12英寸左右切断。
图8.剥线
如图9所示,将导线从lC一边的引脚下面穿过。
图9a.将导线从QFP引脚下面穿过
图9b.导线的一端固定在附近的元件上
将3英寸导线的那一端用焊锡固定在附近的一个过孔或元件上。
固定点应位于一个类似图10所示的位置。
在引脚上施加少量的液体焊剂。
图10.导引线固定在C6上
用镊子拽住导线的自由端(未固定的一端),使导线紧靠在器件上,如图11所示。
图11.第二边固定并等待加热
你现在需要加热焊锡并同时向QFP外侧拉动导线,拉导线时要有一个小的向上角度。
从与你的镊子最近的引脚开始加热。
当焊锡熔化时,轻轻地向QFP外侧拉动导线,同时向右逐脚移动焊铁。
注意拉力不要过大。
当焊锡熔化时再拉。
不要在任何引脚上过分加热。
加热第一个引脚所需的时间最长,当导线变热后,其它引脚上的焊锡会快速熔化。
过分加热会损坏lC器件和PCB焊盘。
从一个48脚的TQFP拆除12个引脚共需大约5秒钟。
过热的迹象是:
1.IC器件的塑壳熔化;
2.PCB焊盘翘起;
3.PCB板上有烧焦的痕迹
当QFP的一边完成后,对QFP的其它三边重复同样的操作过程。
对每一边进行操作前,要切断卷装导线上已变脏的部分或使用一段新导线。
对每一边都要重新施加焊剂。
注意,在下面的图中不保留旧lC器件。
为了加快拆除过程,施加的热量稍微多一些。
其结果是塑壳的一部分被熔化,一部分欧翼引线折断。
这些结果在下面的图中是可见的。
如果你试图保留正在被拆除的lC,那么你必须在拆除期间非常小心地施加尽可能少的热量,使塑料QFP封装上的引脚保持完整无缺。
这需要对加热量设置和加热时间进行一些试验。
图12.将镊子紧靠器件
图14.第二边接近完成
图15.第二边已完成
图16.第三边已固定并准备好
图17.第四边固定到一个通孔上
图18.第四边拆除开始
图19.QFP拆除完成前一秒
微细间距QFP器件手工焊接指南(3)
2009年03月30日星期一22:
09
微细间距QFP器件手工焊接指南(3)
B.清洗电路板
新PCB
如果在一个新PCB上安装器件,所需的清洗工作是最少的。
在一个新PCB上,焊盘上应该没有焊锡。
在开始安装之前,用异丙基酒精(图33)刷洗焊盘并将电路板进行干燥就足够了。
返工的PCB
下面一节介绍在完成前一节所述的QFP拆除工作后要进行的电路板清洗过程。
器件拆除后,焊盘需要清洗。
清洗焊盘的目的是使它们变得平坦,没有焊锡和焊剂。
用吸锡带吸除焊锡,直到焊盘变平坦和暗淡为止。
一个清洁的焊盘看起来应该是暗银色。
图20.QFP拆除后的焊盘
图21.用吸锡带吸除焊盘上的焊锡
图22.重复所有焊盘
如果有焊盘从PCB上松动,使用牙锄或其它尖状物件重新调整该焊盘(图23和图24)。
图23.清洗焊盘,但有一个焊盘变弯
图24.被矫直的焊盘
C.焊接一个新QFP
PCB上的焊盘应是清洁的并且上面没有任何焊锡。
用镊子或其它安全的方法小心地将新的QFP器件放到PCB上。
要保证器件不是跌落下来的,因为引脚很容易损坏。
用一个小锄或类似的工具推动器件,使其与焊盘对齐,尽可能对得准确一些。
要保证器件的放置方向是正确的(引脚1的方向)。
图25.靠近焊盘的新QFP,准备对齐
图26.QFP已对准位置
将焊台温度调到725下(385℃)。
将烙铁尖沾上少量的焊锡。
用一个小锄或其它带尖的工具向下按住已对准位置的QFP,在两个对角位置的引脚上加少量的焊剂。
仍然向下按住QFP,焊接两个对角位置上的引脚。
此时不必担心加过量的焊锡或两个相邻引脚发生短路。
目的是用焊锡将已对准位置的QFP固定住,使其不能移动。
图27.已对准位置的QFP准备固定
在焊完对角后,重新检查QFP的位置对准情况。
如有必要,进行调整或拆除并重新在PCB上对准位置。
图28.焊住对角的QFP
现在你已准备好焊接所有的引脚。
在烙铁尖上加上焊锡。
将所有的引脚涂上焊剂使引脚保持湿润。
用烙铁尖接触每个QFP引脚的末端,直到看见焊锡流入引脚。
重复所有引脚。
必要时向烙铁尖加上少量的焊锡。
如果看到有焊锡搭接,你也不必担心,因为在下一步你将清除它。
在焊接时要保持烙铁尖与被焊引脚并行,防止因焊锡过量发生搭接。
图29.保持烙铁尖与被焊引脚并行
焊完所有的引脚后,用焊剂浸湿所有引脚以便于焊锡清洗。
在需要的地方吸掉多余的焊锡以消除任何短路/搭接。
图30.吸除焊锡#1
图31.吸除焊锡#2
用4倍放大镜(或更高倍数)检查短路或边缘焊锡搭接。
焊锡搭接应在每个器件引脚与PCB之间有一个平滑的熔化过渡。
如有必要,重焊这些引脚。
图32外观检查
检查完成后,该从电路板上清除焊剂。
将硬毛刷浸入酒精,沿引脚方向擦拭。
用力要适中,不要过分用力。
要用足够的酒精在QFP引脚间仔细擦拭,直到焊剂消失为止。
图33.用于清洗的异丙基酒精和硬毛刷只能沿引脚方向刷洗
用压缩干燥空气或氮干燥电路板。
如果没有这样的设备,要让电路板在空气中干燥30分钟以上,使QFP下方的酒精能够挥发。
QFP引脚应看起来明亮,没有残留的焊剂。
图34.清洁而明亮
重新检查焊接质量。
如有必要,重焊引脚。
图35.立体变焦检查台(7x到40x放大)帮助检查焊接质量
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