贴片电子元器件焊接技巧

2013年05月29日 15:05    qq8426030
关键词: 电子元器件 , 焊接

随着时代和科技的进步,现在的越来越多电路板的使用了贴片元件。贴片元件以其体积小和便于维护越来越受大家的喜爱。但对于不少人来说,对贴片元件感到“畏惧”,特别是对于部分初学者,因为他们认为自己不具备焊接元件的能力,觉得它不像传统的直插元件那样易于焊接把握,其实这些担心是完全没有必要的。读者可以使用合适的工具和掌握一些手工焊接贴片的知识,很快就会成为焊接贴片元件的专家。

  一、使用贴片元件的好处

  首先我们来了解贴片元件的好处。与引线元件相比,贴片元件有许多好处。第一方面:体积小,重量轻,容易保存和邮寄。如常用的贴片电阻0805封装或者0603 封装比我们之前用的直插电阻要小上很多。几十个直插电阻就可以装满一袋子但换成贴片电阻的话足以装好几千个甚至上万个。当然,这是在不考虑其所能承受最大电流情况下的。第二方面:贴片元件比直插元件容易焊接和拆卸。贴片元件不用过孔,用锡少。直插元件最费事也最伤神的就是拆卸,做过的朋友都有这个体会,在两层或者更多层的PCB 板上,哪怕是只有两个管脚,拆下来也不太容易而且很容易损坏电路板,多引脚的就更不用说了。而拆卸贴片元件就容易多了,不光两只引脚容易拆,即使一、二百只引脚的元件多拆几次也可以不损坏电路板。第三方面:贴片元件还有一个很重要的好处,那就是提高了电路的稳定性和可靠性,对于制作来说就是提高了制作的成功率。

  这是因为贴片元件体积小而且不需要过孔,从而减少了杂散电场和杂散磁场,这在高频模拟电路和高速数字电路中尤为重要。综述所说,笔者可以负“责任”的说,只要你一旦适应和接受了贴片元件,除非不得已的情况,你可能再也不想用直插元件了。

  二、焊接贴片元件需要的常用工具

  在了解了贴片元件的好处之后,让我们来了解一些常用的焊接贴片元件所需的一些基本工具(见图1)。

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图1 手工焊接贴片元件所用到常用工具

  1. 电烙铁

  手工焊接元件,这个肯定是不可少了。在这里向大家推荐烙铁头比较尖的那种,因为在焊接管脚密集的贴片芯片的时候,能够准确方便的对某一个或某几个管脚进行焊接。

  2. 焊锡丝

  好的焊锡丝对贴片焊接也很重要,如果条件允许,在焊接贴片元件的时候,尽可能的使用细的焊锡丝,这样容易控制给锡量,从而不用浪费焊锡和吸锡的麻烦。

  3. 镊子

  镊子的主要作用在于方便夹起和放置贴片元件,例如焊接贴片电阻的时候,就可用镊子夹住电阻放到电路板上进行焊接。镊子要求前端尖而且平以便于夹元件。另外,对于一些需要防止静电的芯片,需要用到防静电镊子。

  4. 吸锡带

  焊接贴片元件时,很容易出现上锡过多的情况。

  特别在焊密集多管脚贴片芯片时,很容易导致芯片相邻的两脚甚至多脚被焊锡短路。此时,传统的吸锡器是不管用的,这时候就需要用到编织的吸锡带。

  吸锡带可在卖焊接器材的地方买到,如果没有也可以拿电线中的铜丝来代替,后文将会讲述。

  5. 松香

  松香是焊接时最常用的助焊剂了,因为它能析出焊锡中的氧化物,保护焊锡不被氧化,增加焊锡的流动性。在焊接直插元件时,如果元件生锈要先刮亮,放到松香上用烙铁烫一下,再上锡。而在焊接贴片元件时,松香除了助焊作用外还可以配合铜丝可以作为吸锡带用。

  6. 焊锡膏

  在焊接难上锡的铁件等物品时,可以用到焊锡膏,它可以除去金属表面的氧化物,其具有腐蚀性。

  在焊接贴片元件时,有时可以利用其来“吃”焊锡,让焊点亮泽与牢固。

  7. 热风枪

  热风枪是利用其枪芯吹出的热风来对元件进行焊接与拆卸的工具。其使用的工艺要求相对较高。

  从取下或安装小元件到大片的集成电路都可以用到热风枪。在不同的场合,对热风枪的温度和风量等有特殊要求,温度过低会造成元件虚焊,温度过高会损坏元件及线路板。风量过大会吹跑小元件。对于普通的贴片焊接,可以不用到热风枪,在此不做详细叙述。

  8. 放大镜

  对于一些管脚特别细小密集的贴片芯片,焊接完毕之后需要检查管脚是否焊接正常、有无短路现象,此时用人眼是很费力的,因此可以用到放大镜,从而方便可靠的查看每个管脚的焊接情况。

  9. 酒精

  在使用松香作为助焊剂时,很容易在电路板上留下多余的松香。为了美观,这时可以用酒精棉球将电路板上有残留松香的地方擦干净10. 其他贴片焊接所需的常用工具除了上述所说的之外,还有一些如海绵、洗板水、硬毛刷、胶水等。在此不做赘述,有条件的朋友可以去了解和动手实践使用。

  (从左至右,第一排为:热风枪、镊子、焊锡丝。第二排为:电烙铁、松香、吸锡带)

  三、贴片元件的手工焊接步骤

  在了解了贴片焊接工具以后,现在对焊接步骤进行详细说明。

  1. 清洁和固定PCB( 印刷电路板)

  在焊接前应对要焊的PCB 进行检查,确保其干净(见图2)。对其上面的表面油性的手印以及氧化物之类的要进行清除,从而不影响上锡。手工焊接PCB 时,如果条件允许,可以用焊台之类的固定好从而方便焊接,一般情况下用手固定就好,值得注意的是避免手指接触PCB 上的焊盘影响上锡。

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图2 一块干净的PCB

  2. 固定贴片元件

  贴片元件的固定是非常重要的。根据贴片元件的管脚多少,其固定方法大体上可以分为两种——单脚固定法和多脚固定法。对于管脚数目少(一般为2-5 个)的贴片元件如电阻、电容二极管三极管等,一般采用单脚固定法。即先在板上对其的一个焊盘上锡(见图3)。

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图3 对于管脚少的元件应先单脚上锡

  然后左手拿镊子夹持元件放到安装位置并轻抵住电路板,右手拿烙铁靠近已镀锡焊盘熔化焊锡将该引脚焊好(见图4)。焊好一个焊盘后元件已不会移动,此时镊子可以松开。而对于管脚多而且多面分布的贴片芯片,单脚是难以将芯片固定好的,这时就需要多脚固定,一般可以采用对脚固定的方法(见图5)。即焊接固定一个管脚后又对该管脚所对面的管脚进行焊接固定,从而达到整个芯片被固定好的目的。需要注意的是,管脚多且密集的贴片芯片,精准的管脚对齐焊盘尤其重要,应仔细检查核对,因为焊接的好坏都是由这个前提决定的。

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图4 对管脚少的元件进行固定焊接

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图5 对管脚较多的元件进行对脚或多脚固定焊接

  值得强调说明的是,芯片的管脚一定要判断正确。

  举例来说,有时候我们小心翼翼的把芯片固定好甚至焊接完成了,检查的时候发现管脚对应错误——把不是第一脚的管脚当做第一脚来焊了!追悔莫及!因此这些细致的前期工作一定不能马虎。

  3. 焊接剩下的管脚

  元件固定好之后,应对剩下的管脚进行焊接。对于管脚少的元件,可左手拿焊锡,右手拿烙铁,依次点焊即可。对于管脚多而且密集的芯片,除了点焊外,可以采取拖焊,即在一侧的管脚上足锡然后利用烙铁将焊锡熔化往该侧剩余的管脚上抹去(见图6),熔化的焊锡可以流动,因此有时也可以将板子合适的倾斜,从而将多余的焊锡弄掉。值得注意的是,不论点焊还是拖焊,都很容易造成相邻的管脚被锡短路(见图7)。这点不用担心,因为可以弄到,需要关心的是所有的引脚都与焊盘很好的连接在一起,没有虚焊。

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图6 对管脚较多的贴片芯片进行拖焊

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图7 不用担心焊接时所造成的管脚短路

  4. 清除多余焊锡

  在步骤3 中提到焊接时所造成的管脚短路现象,现在来说下如何处理掉这多余的焊锡。一般而言,可以拿前文所说的吸锡带将多余的焊锡吸掉。吸锡带的使用方法很简单,向吸锡带加入适量助焊剂(如松香)然后紧贴焊盘,用干净的烙铁头放在吸锡带上,待吸锡带被加热到要吸附焊盘上的焊锡融化后,慢慢的从焊盘的一端向另一端轻压拖拉,焊锡即被吸入带中。应当注意的是吸锡结束后,应将烙铁头与吸上了锡的吸锡带同时撤离焊盘,此时如果吸锡带粘在焊盘上,千万不要用力拉吸锡带,而是再向吸锡带上加助焊剂或重新用烙铁头加热后再轻拉吸锡带使其顺利脱离焊盘并且要防止烫坏周围元器件。如果没有市场上所卖的专用吸锡带,可以采用电线中的细铜丝来自制吸锡带(见图8)。自制的方法如下:将电线的外皮剥去之后,露出其里面的细铜丝,此时用烙铁熔化一些松香在铜丝上就可以了。清除多余的焊锡之后的效果见图9。此外,如果对焊接结果不满意,可以重复使用吸锡带清除焊锡,再次焊接元件。

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图8 用自制的吸锡带吸去芯片管脚上多余的焊锡

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图9 清除芯片管脚上多余的焊锡后效果图

  5. 清洗焊接的地方

  焊接和清除多余的焊锡之后,芯片基本上就算焊接好了。但是由于使用松香助焊和吸锡带吸锡的缘故,板上芯片管脚的周围残留了一些松香(见图9),虽然并不影响芯片工作和正常使用,但不美观。而且有可能造成检查时不方便。因为有必要对这些残余物进行清理。常用的清理方法可以用洗板水,在这里,采用了酒精清洗,清洗工具可以用棉签,也可以用镊子夹着卫生纸之类进行(见图10)。清洗擦除时应该注意的是酒精要适量,其浓度最好较高,以快速溶解松香之类的残留物。其次,擦除的力道要控制好,不能太大,以免擦伤阻焊层以及伤到芯片管脚等。清洗完毕的效果见图11。此时可以用烙铁或者热风枪对酒精擦洗位置进行适当加热以让残余酒精快速挥发。至此,芯片的焊接就算结束了。

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图10 用酒精清除掉焊接时所残留的松香

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图11 用酒精清洗焊接位置后的效果图

  四、总结

  综上所述,焊接贴片元件总体而言是固定——焊接——清理这样一个过程。其中元件的固定是焊接好坏的前提,一定要有耐心,确保每个管脚和其所对应的焊盘对准精确。在焊接多管脚芯片时,对管脚被焊锡短路不用担心,可以用吸锡带进行吸焊或者就只用烙铁利用焊锡熔化后流动的因素将多余的焊锡去除。当然这些技巧的掌握是要经过练习的。限于篇幅原因,文中只对一种多管脚的芯片进行了焊接演示,对于众多其他类型的多管脚的贴片芯片,其管脚密集程度、机械强度、数量等在不相同的情况下相应的焊接方法也是基本相同的,只是细节处理稍有不同。因此,要想成为一个焊接贴片元件的高手,就需要多练习从而提高熟练程度。如果条件允许,如有旧电路板旧芯片之类的可以拿来多熟练。

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zhangtaofeng 发表于 2013-5-29 15:58:44
写这么多不容易啊,
JZS 发表于 2013-5-31 08:00:15
很复杂
hdm66 发表于 2013-6-1 06:32:42
很好!很详细。
wbsh 发表于 2013-6-1 19:32:26
O(∩_∩)O谢谢
h2014 发表于 2014-10-25 14:49:44
O(∩_∩)O谢谢
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