电子元件焊接维修指导.docx
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电子元件焊接维修指导
版本
修订容
修订日期
修订者
初次发行
2016-02-26
金勇
NO
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
部门
工程部
制造部
品管部
PMC部
采购部
业务部
财务部
进出口部
人事行政部
IT部
分发
份数
1
批 准
审 核
拟 稿
1目的
为了更加规各类元器件维修操作。
2围
本文适用于维修操作员,维修员,维修技术员,维修工程师。
3责任
避免常见的焊接缺陷,保证焊接的品质。
4定义
无
5作业容
返工工具:
烙铁、大小风枪、底部加热器、BGA返修台、镊子、小钢网。
返工人员要求:
专业知识培训,包括但不限于:
IPC-A-610E,手工焊接培训或IPC7711/21认证,目检培训
手工焊接技能,熟练操作和维修电烙铁,热风枪及其它维修设备;至少3个月的手工焊接经验
基本的电子元器件知识,元器件识别。
各类电子元器件返工动作要求:
领取新元件用于焊接维修,拆下来的元件不可以用于任何形式的生产、维修和再使用。
BGA/POP元件不允许植球再使用,如果EMS工厂要对BGA/POP元件做植球使用,需提供植球分析验证数据来保证植球工艺的可靠性,容包括但不限于:
植球工艺说明、植球可靠性分析、使用植球元器件产品的可靠性验证。
塑料元件(SIM卡座,连接器等)的最高受热温度为260°C,如果超过该温度可能引起变形或硬化。
维修这类元件时,元件温度不允许超过260°C,最好使用BGA工作台来焊接这类元件。
维修完成后,必须对元件的焊接质量及周围元件作检查,必要时使用显微镜和X-ray机器检查。
片式元件、滤波器和晶体管:
片式电阻、电容、电感及具有2个或者3个管脚的晶体管。
准备
维修之前检查PCBA的维修次数。
元件拆除
用热风枪将需要更换的元件从PCB板拆下来。
清锡和焊盘清洁
使用电烙铁和吸锡带或者真空吸锡器清除多余的焊锡;
用棉签,清洁剂将焊盘清洗干净;
如果发现焊盘松动/浮起/脱落,参考章节。
辅料
助焊剂,吸锡带,焊锡丝,棉签,清洁剂。
元件摆放和焊接
电烙铁和焊锡丝焊接
用电烙铁和锡丝在一个焊盘上加锡
使用显微镜将元件摆放在焊接位置
用烙铁固定已经加锡的管脚
热风枪焊接
用电烙铁和锡丝在焊盘上加锡,也可以在焊盘上印锡膏
使用显微镜将元件摆放在焊接位置
使用热风枪加热焊接焊接
检验方法
外观检查:
目检或者使用放大镜检查。
焊接质量要求
元件安装焊接必须符合IPC-A-610E版本。
用于维修的辅料和工具必须符合质量要求。
用棉签,ESD刷子和清洁剂清洁多余对的助焊剂残留物。
其他
注意对周围元件的保护,尤其是塑料元件,元件表面温度不能超过260°C
带底部散热面的LGA元件:
LGA(LandGridArray)元件的维修需要使用BGA工作台来操作,不允许使用热风枪来焊接。
准备
维修之前检查PCBA的维修次数,是否需要烘烤(参考章节)
可以用丝印和回流焊接流程焊接元件。
元件拆除
封装尺寸小于等于6mmx6mm的元器件可以使用热风枪拆卸,封装尺寸大于6mmx6mm的元器件必须使用BGA工作台拆卸元件。
拆卸温度曲线需优化和验证,不同位置的元件需使用不同的温度曲线。
清锡和焊盘清洁
使用电烙铁和吸锡带或者真空吸锡器清除多余的焊锡(必须保证焊锡清理后焊盘平整,焊接质量直接决定于焊锡的清理是否干净)。
用棉签,清洁剂将焊盘清洗干净。
如发现焊盘松动/浮起/脱落,参考章节。
辅料
助焊器,吸锡带,锡膏,棉签,清洁剂。
元件摆放和焊接
用微型丝网在元件或者焊盘上印锡膏(对于尺寸小于6mm的元器件,可以使用小型点胶机在焊盘或元器件上点锡膏,允许将印好锡膏的元件过炉,需定制专用工装,温度曲线选择产品的SMT回流焊接曲线);
操作BGA工作台的光学对位系统来摆放元件;
选择与元件相对应的温度曲线,操作BGA工作台焊接。
检验方法
外观检查:
目检或使用放大镜检查;
焊接检查:
X-ray机器检查。
焊接质量要求
元件安装焊接必须符合IPC-A-610E版本(重点检查锡桥,空洞小于等于20%)
用于维修的辅料和工具必须符合质量要求。
用棉签,ESD刷子和清洁剂清洁多余的助焊剂残留物。
其他
注意对周围元件的保护,尤其是塑料元件,元件表面温度不能超过260°C。
小于6mm的不带底部散热面的LGA元件:
任何一侧的尺寸都不超过6mm
准备
维修之前检查PCBA的维修次数,可以用丝印和回流焊接流程接元件。
元件拆除
使用BGA工作台或热风枪将元件从PBA板拆下来;
如果使用BGA工作台,拆装温度曲线需优化和验证,不同位置的元件需使用不同的温度曲线。
清锡和焊盘清洁
使用电烙铁和吸锡带或者真空吸锡器清楚多余的焊锡(必须保证焊锡清理后焊盘平整,焊接质量直接决定于焊锡的清洁是否干净)。
用棉签,清洁剂将焊盘清洗干净。
如果发现焊盘松动/浮起/脱落,参考辅料
助焊剂,吸锡带,焊锡丝,锡膏,棉签,清洁剂。
元件摆放和焊接
这类元件可以参考一下2种方法进行焊接:
两步法
用微型丝网在元件上印锡膏(也可以用小型点胶机手工在元件上点锡膏),将印好的锡膏的元件过炉,需定制专用工装,温度曲线选择产品的SMT回流焊接接曲线
在焊盘上涂上一薄层助焊膏(要求与SMT贴装使用的助焊膏相同)
操作显微镜或BGA工作台的光学对位系统摆放元件
选择与元件相对应的温度曲线,操作BGA工作台焊接;或者热风枪(需要用底部加热器预热和加热)焊接
一步法
用微型丝网在元件或者焊盘上印锡膏(也可以用小型点胶机手工在元件或者焊盘上点锡膏)
操作显微镜或BGA工作台的光学对位系统摆放元件
选择与元件相对应的温度曲线,操作BGA工作台焊接;或者用小口径热风枪(需要用底部加热器预热和加热)焊接
检验方法
外观检查:
目检或使用放大镜检查;
焊接检查:
X-ray机器
焊接质量要求
元件安装焊接必须符合IPC-A-610E版本。
用于维修的辅料和工具必须符合质量要求。
用棉签,ESD刷子和清洁剂清洁多余的助焊剂残留物。
其他
注意对周围元件的保护,尤其是塑料元件,元件表面温度不能超过260℃。
大于6mm的不带底部散热的LGA元件:
这类LGA元件封装边缘有可见焊接点。
准备
维修之前检查PCBA的维修次数,是否需要烘烤(参考章节);
可以用丝印和回流焊接流程焊接元件。
元件拆除
使用BGA工作台将元件从PCBA板拆下来,也可以先用底部加热器对PCBA板预热,然后用热风枪拆卸元件。
如果使用BGA工作台,拆装温度曲线需优化和验证,不同位置的元件需使用不同的温度曲线。
清锡和焊盘清洁
使用电烙铁和吸锡带或者真空吸锡器清楚多余的焊锡(必须保证焊锡清理后焊盘平整,焊接质量直接决定于焊锡的清理是否干净)。
用棉签,清洁剂将焊盘清洗干净。
如果发现焊盘松动/浮起/脱落,参考章节。
辅料
助焊剂,吸锡带,焊锡丝,锡膏,棉签,清洁剂。
元件摆放和焊接
这类元件可以用两种方法进行焊接:
用电烙铁和焊锡丝焊接
在元件一个顶角对应的焊盘上用电烙铁和锡丝上锡
使用显微镜将元件摆放在焊接位置(注意方向)
用电烙铁和锡丝将焊盘加过锡的管脚固定,将该管脚的对角也加锡固定
用电烙铁和锡丝焊接剩余的管脚
使用BGA工作台焊接
用微型丝网在元件或者焊盘上印锡膏(也可以用小型点胶机手工在元件或焊盘上点锡膏)
操作BGA工作台的光学对位系统摆放元件
选择与元件相对应的温度曲线,操作BGA工作台焊接
检验方法
外观检查:
目检或使用放大镜检查;
焊接检查:
X-ray机器。
焊接质量要求
元件安装焊接必须符合IPC-A-610E版本。
用于维修的辅料和工具必须符合要求。
用棉签,ESD刷子和清洁剂清洁多余的助焊剂残留物。
其他
注意对周围元件的保护,尤其是塑料元件,元件表面温度不能超过260℃。
小于6mm的CSP/BGA元件:
任何一侧的尺寸都不超过6mm,如图16:
准备
维修之前检查PCBA的维修次数。
元件拆除
使用小口径热风枪将元件从PCB板拆下来。
清锡和焊盘清洁
使用电烙铁和吸锡带或者正空吸锡器清除多余的焊锡。
用棉签,清洁剂将焊盘清洗干净。
如果发现焊盘松动/浮起/脱落,参考章节。
辅料
助焊剂,吸锡带,棉签,清洁剂。
元件摆放和焊接
在焊盘上涂上一薄层助焊膏(要求与SMT贴装使用的助焊膏相同),球间距的CSP/BGA需使用元件浸蘸法涂助焊剂;
操作BGA工作台光学对位系统或显微镜来摆放元件(注意元件极性方向);
选择与元件相对应的温度曲线,操作BGA工作台焊接,或用小口径热风枪(需要用底部加热器预热和加热)焊接。
检验方法
外观检验:
目检或使用放大镜检查;
焊接检查:
使用X-RAY机器检查。
焊接质量要求
元件安装焊接必须符合IPC-610E版本(重点检查锡桥)。
用于维修的辅料和工具必须符合质量要求。
用棉签,ESD刷子和清洁剂清洁多余的助焊剂残留物。
其他
注意对周围元件的保护(尤其是塑料元件),元件表面温度不能超过260℃。
大于6mm的CSP/BGA元件:
这类CSP/BGA元件必须使用BGA工作台进行焊接。
对于这类CSP/BGA元件的虚焊/开焊缺陷(由于丝印,共面性或弯曲变形造成),在不更换元器的前提下,线考虑重新回流焊接。
准备
维修之前检查PCBA的维修次数,是否需要烘烤(参见章节)。
元件拆除
使用BGA工作台将元件从PCB板拆下来,对于PCB板上的每个元件都应该编制与其对应的温度曲线;也可以使用底部加热器和热风枪拆卸元件。
清锡和焊盘清洁
使用电烙铁和吸锡带或者真空吸锡器清除多余的焊锡(必须保证焊锡清理后焊盘平整,焊接质量直接决定于焊锡的清理是否干净)。
用棉签,清洁剂将焊盘清洗干净。
如果发现焊盘松动/浮起/脱落,参考章节。
辅料
助焊膏,助焊器,吸锡带,棉签,清洁剂。
元件摆放和焊接
在焊盘上涂上一薄层助焊膏(要求与SMT贴装使用的助焊膏相同),球间距的CSP/BGA需使用元件浸蘸法涂助焊剂;
操作BGA工作台的光学对位系统来摆放元件(注意方向);
选择与元件相对应的温度曲线,操作BGA工作台焊接。
对于需要重新回流焊接的元器件,参考以下方法:
在PCB和元件之间注入液体助焊剂(从元件一边注入,知道从另一边流出为止)
选择与元件相对应的温度曲线,操作BGA工作台焊接
采用过炉的方法也可以,须定制专用工装
检验方法
外观检查:
目检或使用放大镜检查;
焊接检查:
使用X-ray机器检查焊接质量。
焊接质量要求
元件安装焊接必须符合IPC-610E版本(重点检查锡桥,空洞小于等于25%)。
用于维修的辅料和工具必须符合质量要求。
用棉签,ESD刷子和清洁剂清洁多余的助焊剂残留物。
其他
注意对周围元件的保护(尤其是塑料元件),元件表面温度不能超过260℃。
POP元件
所有POP元件必须使用BGA工作台进行焊接。
对于POP元件虚焊/开焊缺陷(由于丝印,共面性或弯曲变形造成),在不更换元器件的前提下,线考虑重新回流焊接。
准备
维修之前检查PCBA的维修次数,是否需要烘烤(参考章节)
元件拆除
使用BGA工作台将元件从PCB板拆下来(不允许使用热风枪拆卸POP元件)。
POP元件可以用以下两种方法拆装:
一步拆装法:
使用专用风嘴将两层POP元件一起拆除
两步拆装法:
先拆上层元件,再拆下层元件
清锡和焊盘清洁
使用电烙铁和吸锡带或者真空吸锡器清除多余的焊锡(必须保证焊锡清理后焊盘平整,焊接质量直接决定于焊锡的清理是否干净)。
用棉签,清洁剂将焊盘清洗干净。
如果发现焊盘松动/浮起/脱落,参考章节。
辅料
助焊膏,助焊器,吸锡带,棉签,清洁剂。
元件摆放和焊接
POP焊接可以用以下两种方法:
一步法
用SMT正常生产流程将POP上下层预先焊接在一起,需定制专用工装,温度曲线选择产品的SMT回流焊接曲线
在焊盘上涂上一薄层助焊膏(要求与SMT贴装使用的助焊膏相同)
操作BGA工作台的光学对位系统来摆放元件
选择与元件相对应的温度曲线,操作BGA工作台焊接
两步法
在焊盘上涂上一薄层助焊膏(要求与SMT贴装使用的助焊膏相同)
操作BGA工作台的光学对位系统来摆放下层元件
将上层POP浸蘸助焊剂或锡膏(要求与SMT贴装使用的助焊剂或锡膏相同)
操作BGA工作台的光学对位系统来摆放下上层元件
摆选择与元件相对应的温度曲线,操作BGA工作台焊接
对于需要重新回流焊接的元件,参考以下方法:
在POP两个焊接层中注入液体助焊剂(从元件一边注入,知道从另一边流出为止)
选择与元件相对应的温度曲线,操作BGA工作台焊接
采用过炉的方法也可以,须定制专用工装
检验方法
外观检查:
目检或使用放大镜检查;
焊接检查:
使用X-ray机器检查焊接质量。
焊接质量要求
元件安装焊接必须符合IPC-610E版本(重点检查锡桥,空洞小于等于25%)。
用于维修的辅料和工具必须符合质量要求。
用棉签,ESD刷子和清洁剂清洁多余的助焊剂残留物。
其他
注意对周围元件的保护(尤其是塑料元件),元件表面温度不能超过260℃。
塑封元器件
本节讲解塑封电子元件(比如,SIM卡座,多媒体卡座,耳机插孔,震动器等)的维修方法。
准备
维修之前检查PCBA的维修次数。
元件拆除
可以使用电烙铁,热风枪或者BGA焊台拆除元件;
如果元件只有一个焊点,使用电烙铁拆除元件。
清锡和焊盘清洁
使用电烙铁和吸锡带或者正空吸锡器清除多余的焊锡。
用棉签,清洁剂将焊盘清洗干净。
如果发现焊盘松动/浮起/脱落,参考章节。
辅料
助焊剂,吸锡带,焊锡丝,锡膏,棉签,清洁剂。
元件摆放和焊接
管脚端子可见且周围空间允许电烙铁操作的元件(如USB插孔,耳机插孔等):
在元件一个顶角对应的焊盘上用电烙铁和锡丝上锡
使用显微镜将元件摆放在焊接位置(注意方向)
用电烙铁和锡丝将焊盘加过锡的管脚固定,将该管脚的对角也加锡固定
用电烙铁和锡丝焊接剩余的管脚
管脚端子在元件底部或者管脚间距的接口元件,使用BGA工作台焊接(如照相模块接口,LCD或键盘接口等):
用小型点胶机在焊盘上点锡膏(方法参阅下图)
操作BGA工作台的光学定位系统或者显微镜摆放元件
选择与元件相对应的温度曲线,操作BGA工作台焊接
热风枪的使用取决于该元件的设计(能否承受该方法带来的潜在损坏),在不损坏元件的前提下可以使用(必须使用底部加热器预热和加热)。
检验方法
外观检查:
目检或使用放大镜检查;
如果有不可见或底部端子焊接,使用X-ray机器检查。
焊接质量要求
元件安装焊接必须符合IPC-610E版本。
用于维修的辅料和工具必须符合质量要求。
用棉签,ESD刷子和清洁剂清洁多余的助焊剂残留物。
元件接触面不允许有任何焊接残留物,维修过程不能对元件功能造成任何影响。
其他
整个操作过程不能损坏周围元件,尤其是塑料封装。
屏蔽框:
屏蔽框有可拆卸和不可拆卸2种,屏蔽框维修难度较大,属于特殊维修工艺。
准备
维修之前检查PCBA的维修次数。
元件拆除
可以使用BGA工作台或者热风枪拆卸元件;使用热风枪拆卸元件,需使用底部加热器预热和加热。
清锡和焊盘清洁
使用电烙铁和吸锡带或者正空吸锡器清除多余的焊锡。
用棉签,清洁剂将焊盘清洗干净。
如果发现焊盘松动/浮起/脱落,参考章节。
辅料
助焊剂,吸锡带,焊锡丝,锡膏,棉签,清洁剂。
元件摆放和焊接
电烙铁和焊锡丝焊接:
用电烙铁和锡丝在一个顶角焊盘上加锡
使用显微镜将元件摆放在焊接位置
用电烙铁固定已经加锡的管脚及其对角
用电烙铁和锡丝焊接其他管脚
BGA工作台或者热风枪焊接:
用小型点胶机在焊盘上点锡膏(锡膏量一焊盘长度的3/4为宜)
操作BGA工作台的光学定位系统或者显微镜摆放元件
选择与元件相对应的温度曲线,操作BGA工作台焊接;或用热风枪(需要用底部加热器预热和加热)焊接
检验方法
外观检查:
目检或使用放大镜检查。
焊接质量要求
元件安装焊接必须符合IPC-A-610E版本,50%的偏位标准不适用于屏蔽框的焊接,不允许元件侧面偏移出焊盘,焊接区域必须完全位于PCB焊盘上。
用于维修的辅料和工具必须符合质量要求。
用棉签,ESD刷子和清洁剂清洁多余的助焊剂残留物。
其他
整个操作过程不能损坏屏蔽框外元件,目检时重点检查屏蔽框是否变色,开焊的偏位,屏蔽框外元件。
城堡式模块的维修:
本节讲解PCB板上完整模块的维修方法,不涉及单个模块的维修,所有城堡式模块的拆卸和焊接必须使用BGA工作台来实现。
城堡式模块有两种类型:
底部端子在边缘可见,如图24:
准备
维修之前检查PCBA的维修次数,是否需要烘烤(参考章节)
元件拆除
元器件的拆除必须使用BGA工作台来完成。
如果BGA工作台的真空吸嘴不能一次性奖模块拆下来,可以考虑人工使用镊子或者其他类似工具配合回流过程将元件拆除。
为了元件拆除更简洁方便,先在模块上涂敷SMT胶水,使模块粘结为一体,然后再使用BGA工作台一步将元件拆除。
清锡和焊盘清洁
使用电烙铁和吸锡带或者正空吸锡器清除多余的焊锡。
用棉签,清洁剂将焊盘清洗干净。
如果发现焊盘松动/浮起/脱落,参考章节。
辅料
助焊膏,助焊剂,锡膏,吸锡带,棉签,清洁剂。
元件摆放和焊接
底部端子类城堡形模块的焊接有两种焊接方法,如下:
一步法
使用微型丝网在焊盘或模块上印锡膏
操作BGA工作台的光学对位系统来摆放元件
选择与元件相对应的温度曲线,操作BGA工作台焊接,也可以通过过炉来实现焊接(温度曲线选择产品德SMT回流焊接曲线)
两步法
使用微型丝网在模块上印锡膏
用SMT正常生产流程对模块过炉,需定制专用工装,温度曲线选择产品的SMT回流焊接曲线
在焊盘上涂上一薄层助焊膏(要求与SMT贴装使用的助焊膏相同)
操作BGA工作台的光学对位系统来摆放元件
选择与元件相对应的温度曲线,操作BGA工作台焊接
BGA工作台焊接或过炉
使用微型丝网在焊盘上印锡膏
操作BGA工作台的光学对位系统来摆放元件
选择与元件相对应的温度曲线,操作BGA工作台焊接,也可以通过过炉来实现焊接(温度曲线选择产品的SMT回流焊接曲线)
电烙铁焊接
在元件一个顶角对应的焊盘上用对应的焊盘上用电烙铁和锡丝上锡
使用显微镜将元件摆放在焊接位置(注意方向)
用电烙铁和锡丝将焊盘加过锡的管脚固定,将该管脚的对管脚也加锡固定
用电烙铁和锡丝焊接剩余的管脚
检验方法
外观检查:
目检或使用放大镜检查;
焊接检查:
使用X-ray机器检查焊接质量。
焊接质量要求
元件安装焊接必须符合IPC-610E版本(重点检查锡桥,空洞小于等于25%)
用于维修的辅料和工具必须符合质量要求。
用棉签,ESD刷子和清洁剂清洁多余的助焊剂残留物。
其他
注意对周围元件的保护(尤其是塑料元件),元件表面温度不能超过260℃。
屏蔽框元器件的维修:
不可拆卸屏蔽框元器件的维修:
拆除屏蔽框(参阅章节)
维修缺陷元件(参阅第4章,选择适当的方法操作维修)
屏蔽框元件目检,清洁(参阅第4章,按该元件焊接质量要求目检)
焊接新屏蔽框(参阅章节)
PCBA板目检,清洁(参阅第4章节)
可拆卸屏蔽框元器件的维修(屏蔽框不影响元件的维修)
拆除屏蔽罩
维修缺陷元件(参阅第4章,选择适当的方法操作维修)
PCBA板目检,清洁(参阅第4章,按该元件焊接质量要求目检)
安装屏蔽罩
可拆卸屏蔽框元器件的维修(屏蔽框影响元件的维修)
拆卸屏蔽罩
剪切影响元件焊接维修的屏蔽框:
屏蔽框上面的区域可以剪切,剪切点选择在屏蔽框的边缘和拐角部位,屏蔽框平面剪切后的缺口须保持水平,不能高于屏蔽框水平面,屏蔽框侧面不允许剪切,剪切过程不能导致屏蔽框平面和侧面变形,安装好屏蔽罩后不能看到剪切面或剪切口,屏蔽罩必须易于安装且安装好后不会出现翘起和变形,并牢固(下图所示,红色箭头位置可以剪切):
维修缺陷元件(参阅第4章,选择适当的方法操作维修)
PCBA板目检,清洁(参阅第4章,按该元件焊接质量要求目检)
安装屏蔽罩
带散热器元器件的维修:
背胶式散热器元器件的维修
拆散热器
工具选择:
热风枪(按照散热器形状和持训选择合适的风嘴,风嘴尽可能大但不能超出散热片尺寸),镊子,刀片
拆卸过程:
打开热风枪(温度400℃,风量选择最大或第二档),将风嘴轻轻压在散热器中心位置不动,开始加热5—6s后,用镊子夹持散热器轻轻左右摇晃、拨动,或使用镊子尖端从散热器底部边缘往上抬起(禁止将镊子尖端支撑在PCB上撬动散热器),一边拨散热器一边加热,直至散热器脱离芯片为止;散热片取下后立即用刀片小心刮除IC和散热器上的残胶,用酒精擦拭干净后才可以重新粘贴(散热器取下之后如果未能及时去除残胶,不能再刮除冷却的残胶,此时应重新加热再行去除,此类散热器可以再使用)
维修元器件(参阅第5章,选择适当的方法操作维修)
PCBA板目检,清洁(参阅第5章,按该元件焊接质量要求目检)
维修后的产品按照诊断维修流程返还到产线并投入到指定工序生产
使用导热硅酯的带散热器元器件维修
拆散热器
拆卸散热器的固定结构(螺钉或卡扣)
旋转散热器,轻压散热器一端,使散热器与器件分离,拆除散热器(此类散热器可以再使用)
维修缺陷元器件(参阅第5章,选择适当的方法操作维修)
PCBA板目检,清洁(参阅第5章,按该元器件焊接质量要求目检)
维修后的产品按照诊断流程返还到产线并投入到指定工序生产
自带散热盖子元器件的维修
拆散热器
工具选择:
热风枪(按照散热器形状和持训选择合适的风嘴,风嘴尽可能大但不能超出散热片尺寸),刀片
拆卸过程:
打开热风枪(温度400℃,风量选择最大或第二档),将风嘴轻轻压在散热器中心位