贴面元件焊接.docx

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贴面元件焊接

贴面元件焊接  

2010-05-0915:

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AN014 微细间距QFP器件手工焊接指南 

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Cygnal TQFP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0.5 mm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下表中列出Cygnal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800℉425本例中使用Weller EC1201A型烙铁尖要细顶部的宽度不能大于1 mm 

4 焊料 10/18有机焊芯0.02（0.5 mm）直径 

5 焊剂 液体型装在分配器中 

6 吸锡带 C尺寸0.075（1.9 mm） 

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（6 mm） 

* 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ESD保护焊台 

这是一个Weller EC1201A型焊台 

图5. 可选设备包括一个PCB钳和 

一个7-40X检查显微镜 

下面介绍更换一个具有0.5 mm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IC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800℉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IC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IC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 

IC器件的塑壳熔化 

PCB焊盘翘起 

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IC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IC那末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13. 第二边接近完成 

图14. 第二边已完成 

图15 第三边已固定并准备好 

图16. 第四边固定到一个通孔上

图17. 第四边拆除开始 

图18. QFP拆除完成前一秒 

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19. QFP拆除后的焊盘 

图20. 用吸锡带吸除焊盘上的焊锡 

图21. 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22和图23

图22. 清洗焊盘但有一个焊盘变弯 

图23. 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24. 靠近焊盘的新QFP准备对齐 

图25. QFP已对准位置 

将焊台温度调到725℉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26. 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27. 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28. 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29. 吸除焊锡 #1 

图30. 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31. 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32 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33. 清洁而明亮 

重新检查焊接质量如有必要重焊引脚 

图34. 立体变焦检查台7X到40X放大 

帮助检查焊接质量