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片状器件的焊接  

2010-06-07 11:16:52|  分类: 电子器件 |  标签: |举报 |字号 订阅

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    与传统有引脚元器件相比,片状元器件的焊接难度较大,不易掌握,特别是BGA (球栅阵列封装)芯片的焊接更有其特殊性,在实际维修中,常常要使用维修平台、防静电调温电烙铁、热风枪、BGA焊接工具 超声波清洗器、带灯放大镜等维修工具。
    维修平台:用于固定电路板。在焊接与拆焊电路板上的元器件时,需要固定电路板,否则拆装组件极不方便。利用仪器检测电路时,也需固定电路板,以便表笔准确接触到被测点。维修平台上一侧是夹子,一侧是卡子,也有两侧都是卡子,卡子采用永久性磁体,可以在金属维修平台上任意移动被卡电路板的位置,这样便于焊接与拆焊电路板的元器件和检测电路板的正反面。在对BGA芯片进行植锡操作时,维修平台的凹槽被用来定位BGA芯片。
    防静电调温电烙铁:用于电路板上电阻、电容、电感、二极管、三极管、CMOS器件等管脚较少的片状元器件的焊接与拆焊。防静电调温电烙铁使用时应接地,这样可以防止工具上的静电损坏电路板上的精密元器件。

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    调整到合适的温度,不宜过低,也不宜过高。用电烙铁做不同的工作,比如清除以及焊接不同大小的元器件的时候,应该相应调整电烙铁的温度。并及时清理电烙铁头,防止因为氧化物和碳化物损害电烙铁头而导致焊接不良,定时给电烙铁上锡。对于管脚较少的片状元器件的焊接与拆焊常采用轮流加热法。烙铁不用的时应将温度旋至最低或关闭电源,防止因为长时间空烧损坏电烙铁头。

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     热风枪:是用来拆卸集成块以及片状元器件等的专用工具。其特点是防静电,温度可调节 不易损坏元器件。使用应将温度旋钮和风量旋钮的选择要根据不同集成组件的特点而定,以免温度过高损坏组件或风量过大吹丢小的元器件。

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    用热风枪吹焊SOP(小外形封装)、0FP(方形扁平式封装)和BGA封装的片状元器件时,最好先在需要吹焊的集成块四周贴上条形纸带,这样可以避免损坏其周围元器件。

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       使用热风枪要注意吹焊的距离适中。距离太元器件吹不下来,距离太近又损坏J亡器件。风嘴不能集中于一点吹,应按顺时针或逆时针的方向均匀转动手柄,以免吹鼓、吹裂元器件。不能用热风枪吹接插件的塑料部分,热风枪的喷嘴不可对准人和设备,以免烫伤(坏)。更不能用风枪吹灌胶的集成块,应先除胶,以免损坏集成块或板线。吹焊组件时要熟练准确,以免多 次吹焊损坏组件。吹焊完毕,要及时关小热风。枪温度旋钮,以免持续高温降低手柄的使用寿命。
    近年,随着数码电子产品的小型化和元器件集成化程度的不断提高,多采用BGA封装技术。采用BGA技术与过去的QFP甲面封装技术的不同之处在于:BGA封装方式下,芯片引脚不是分布在芯片的周围而是在芯片的“肚子”下面,实际是将封装外壳基板原四面引出的引脚变成以矩阵布局的凸点引脚,这样可以容纳更多的管脚数,且引脚间距比QFP大,避免引脚距离过窄而导致焊接互连。网此使用BGA封装方式,不仅可以使芯片在与QFP芯片相同的封装尺寸下保持更多的封装容量,又可使引脚间距加大。

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    植锡板是用来为BGA封装的IC 片“种植”锡脚的工具,如上图所示。
    锡浆是用来做焊脚的,建议使用瓶装的锡浆。助焊剂对IC和PCB没有腐蚀性,因为其沸点仅稍高于焊锡的童熔点,在焊接时焊锡熔化不久便开始沸腾吸热汽化,可使IC和PCB的温度保持在这个温度而不被烧坏。
    清洗剂使用无水酒精或天那水,对松香助焊膏等有极好的溶解性。注意长期使用天那水对人体有害。
    清洗时首先在IC的锡脚那面加上适量的助焊膏,用电烙铁将IC上的残留焊锡除,然后用天那水清洗干净。

    固定时可以使用维修平台的凹槽来定位BGA芯片,也可以简单地采用双面胶将芯片粘在桌子上来固定。
    上锡选择稍干的锡浆,用平口刀挑适量锡浆到植锡板上,用力往下刮,边刮边压,使锡浆薄薄地、均匀地填充于植锡板的小孑L中,上锡过程中要注意压紧植锡板,不要让植锡板和芯片之间出现空隙,以免影响上锡效果。

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       吹焊植锡时要将植锡板固定到IC面,把锡浆刮印到IC上面之后,将热风枪风量调大、温度调至350度左右,摇晃风嘴对着植锡板缓缓均匀加热,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,严重时还会使IC过热损坏。锡球冷却后,再将植锡板与IC分离。这种方法的优点是一次植锡后,若有缺脚、锡球过大或过小现象,可进行二次处理,特别适合新手使用。
    吹焊完毕,如发现有些锡球大小不均匀,甚至有个别引脚没植上锡,可先用裁纸刀沿着植锡板的表面将过火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。
    由于BGA芯片的管脚在芯片的下方,在电路板的焊接过程当中不能直接看到,所以在焊接时要注意BGA芯片的定位。熟练的操作人员常用目测定位法,操作人员不熟练的时候,可采用画线定位法,用画线法时,要注意IC的边沿必须对齐我们所画的线,并且画线用力不要过大,以免造成印制板上铜箔断路。贴纸定位法也是可采用的方法。

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            BGA芯片定好后,就可以把热风枪调节至合适的风量和温度,让风嘴对准芯片缓慢晃动,均匀加热。当看到IC往下一沉且四周有助焊剂溢出时,说明锡球已和线路板上的焊点熔合在一起,这时可以继续吹焊片刻,使加热均匀充分。由于表面张力的作用,BGA芯片与线路板的焊点之间会自动对准定位。判断是否自动对准定位的具体操作方法是:用镊子轻轻推动BGA芯片,如果芯片可以自动复位则说明 片已经对准位置。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。焊接注意风枪吹焊植锡球时,温度不宜过高,风量也不宜过大,否则锡球会被吹在一起,造成植锡失败,温度不应超过350℃。刮抹锡膏也要均匀,每次植锡完毕后,要用清洗液将植锡板清理干净,以便下次使用。锡膏不用时要密封,以免干燥后无法使用。还需备防静电吸锡笔或吸锡线,在拆卸集成块,特别是BGA封装的IC时,将残留在上面的锡吸干净。
    超声波清洗器可以用来清洗进液或被污物腐蚀的故障电路板。把线路板浸放在超声波清洗器中进行清洗,清洗液可用无水酒精,利用超声波的振动把线路板上以及集成电路模块底部的各种杂质和电解质清理干净。

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       清洗液一般为酒精,其他清洗液如天那水易腐蚀清洗器。清洗故障电路板时,应先将容易被清洗液损坏的元器件摘下。清洗液放人要适量,并适当选择清洗时间。

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     焊接片状器件带灯放大镜是必不可少的,它一方面为数码电子产品电路板的维修起照明作用,还可在放大镜下观察电路板上的片状元器件是否有虚焊、鼓包、变色和被腐蚀等。

                           根据《无线电 2006》整理

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