《表面组装技术与技能》项目三　手工焊接表面组装元件

项目三手工焊接表面组装元件任务一手工焊接和拆卸无源器件任务二焊接与摘除有源器件返回任务一手工焊接和拆卸无源器件无源器件主要包括:电阻器、电容器、电感器和一些复合器件，复合器件主要就是排电阻等。这些元器件的共同特点是封装都是二端的。因此，无源器件的焊接与拆卸基本是相同的。贴片式元器件的拆卸、焊接宜选用２００℃~２８０℃调温式尖头烙铁。贴片式电阻器、电容器的基片大多采用陶瓷材料制作，这种材料受碰撞易破裂，因此在拆卸、焊接时应掌握控温、预热、轻触等技巧。控温是指焊接温度应控制在２００℃~２５０℃。预热指将待焊接的元件先放在１００℃左右的环境里预热１~２ｍｉｎ，防止元件突然受热膨胀损坏。下一页返回任务一手工焊接和拆卸无源器件轻触是指操作时烙铁头应先对印制板的焊点或导带加热，尽量不要碰到元件。另外还要控制每次焊接时间在３ｓ左右，焊接完毕后让电路板在常温下自然冷却。１。表面贴装元器件手工焊接工艺要求ａ。操作人员应带防静电护腕。ｂ。采用防静电恒温烙铁，烙铁头温度控制在２６５℃以下。ｃ。焊接时不允许直接加热Ｃｈｉｐ元件的焊端和元器件引脚的脚跟以上部位，每次焊接时间不超过３ｓ，同一焊点焊接不超过２次，以免受热冲击损坏元器件。ｄ。烙铁头始终保持光滑，无钩、无刺。上一页下一页返回任务一手工焊接和拆卸无源器件ｅ。烙铁头不得重触焊盘，不要长时间在一焊点加热，对同一焊点，如第一次未焊妥，要稍许停留，再进行焊接，不得划破焊盘及导线。２。两端贴片器件的焊接摘除两端贴片器件一般选用逐个焊点焊接的方法，其操作步骤一般为:ａ。用镊子夹持元件，居中贴放在相应的焊盘上，对准后用镊子按住不要移动。ｂ。用细毛笔蘸助焊剂或用助焊笔在两端焊盘上涂少量助焊剂。ｃ。用凿子形(扁铲形)烙铁头加少许ϕ０。５ｍｍ的焊锡丝，焊锡丝碰到烙铁头时应迅速离开，否则焊料会加得太多。ｄ。先用烙铁头加热一端焊盘２ｓ左右，撤离烙铁。上一页下一页返回任务一手工焊接和拆卸无源器件ｅ。用同样的方法加热另一端焊盘２ｓ左右，撤离烙铁。注意:焊接过程中保持元件始终紧贴焊盘，避免元件一端浮起。下面重点介绍贴片电阻器、电容器和柱状二极管的手工焊接方法。(一)材料准备材料包括练习板(如图３－１所示)、镊子(如图３－２所示)、表贴元件(电阻)(如图３－３所示)、松香或松香水、吸锡带、电烙铁。(二)焊接步骤(１)在一个焊盘上镀适量的焊锡(只需非常少的量)，如图３－４所示。上一页下一页返回任务一手工焊接和拆卸无源器件(２)将电烙铁顶压在镀锡的焊盘上，使焊锡保持熔融状态。然后用镊子夹着元器件紧贴着ＰＣＢ板推到焊盘上，电烙铁离开，如图３－５所示。

(３)待焊锡凝固后，松开镊子，待贴片固定后，仔细焊接器件另外一端。检查焊接结果，若焊锡太多，用吸锡带去除；若焊锡太少，则加一点焊锡，如图３－６所示。

(４)焊接效果如图３－７所示。

(三)拆卸步骤两端表贴器件的拆除根据所使用的工具不同，可以有不同的拆除方法。一种是利用电烙铁直接拆除表贴器件，另一种是利用热风焊枪直接拆除表贴器件。上一页下一页返回任务一手工焊接和拆卸无源器件对于大多数两端表贴器件，利用电烙铁直接拆除有以下几种方法。(１)快速手动法。此方法要求操作人员对手工焊接技术较熟练，动作必须要快。操作步骤如下:ａ。加热表贴器件的一端，直到其焊锡熔化。ｂ。快速加热另一端，在第一端冷却之前熔化焊锡。ｃ。使用电烙铁移开欲拆卸的表贴器件。ｄ。在焊盘处滴一些松香水，用吸锡带去除焊盘上的焊锡。上一页下一页返回任务一手工焊接和拆卸无源器件(２)吸锡带法。此方法较为简单，对操作人员的要求不太高，其操作步骤如下:ａ。在表贴器件的一端滴一些松香水，然后利用吸锡带吸除焊锡。ｂ。利用相同的方法，去除表贴器件另一端的焊锡。ｃ。用吸锡带清除焊盘残留的焊锡。值得注意的是，在利用镊子移除表贴器件时，不要用力过大，以免损坏ＰＣＢ板。(３)热镊子法。利用热镊子拆卸两端表贴器件，又快又简单，但是在实训中这种工具不常见，因此只要求简单了解，如图３－８所示。上一页下一页返回任务一手工焊接和拆卸无源器件下面重点介绍热风枪拆卸表贴器件的方法。１。贴片电容的摘取(１)将热风枪的温度调到３５０℃。即风力调节旋钮调到３挡，温度调节旋钮调到４挡。注意温度不能太高，否则会损坏器件。(２)将热风枪对准器件进行加热，注意不能太近，否则会将其他器件吹掉，如图３－９所示。(３)待器件两端的焊锡熔化后，用镊子将电容器件摘除，如图３－１０所示。上一页下一页返回任务一手工焊接和拆卸无源器件２。柱状二极管的摘取(１)用镊子夹住二极管，热风枪开始加热二极管，如图３－１１所示。(２)待焊锡熔化后，轻轻将二极管摘除。注意在焊锡未完全熔化前，请勿用大力，以免损坏ＰＣＢ板，如图３－１２所示。(３)二极管摘除完毕后，在焊盘上滴入少量松香水，利用吸锡带清除残留的焊锡，如图３－１３所示。对于其他二端表贴器件，其摘取方法基本相同，这里不再赘述，同学们可以自己练习，通过多次练习，体会和掌握其中的方法和技巧。上一页下一页返回任务一手工焊接和拆卸无源器件３。三端表贴器件的手工焊接与摘除三端表贴器件常见的主要是三极管、电位器、场效应管和其他一些组合器件、机电器件等。(１)三极管焊接。１)在将要焊接三极管的ＰＣＢ板的一个焊盘上镀少许焊锡，用镊子夹住三极管放在欲焊接的ＰＣＢ板处，注意要将三极管的三个引脚对齐，如图３－１４所示。２)用电烙铁将三极管的其中一个引脚焊接固定，如图３－１５所示。上一页下一页返回任务一手工焊接和拆卸无源器件３)移开电烙铁，待焊点固定后用同样的方法焊接其他三极管引脚，如图３－１６所示。４)焊接完毕，如图３－１７所示。

(２)三极管的摘除。１)将热风枪的风力和温度旋钮按照前面讲的方法调到合适的位置，然后循环对三极管的引脚加热，如图３－１８所示。２)用镊子夹紧欲摘除的三极管，稍微用力，待焊盘焊锡熔化后，即可摘除三极管，如图３－１９所示。上一页返回任务一手工焊接和拆卸无源器件３)三极管摘除完毕，在焊盘上滴入少许松香水，利用吸锡带清除，以免残留的助焊剂腐蚀ＰＣＢ板，如图３－２０所示。其他三端表贴器件的摘除与三极管摘除的操作方法基本相同，这里不再赘述，同学们可以在今后的应用中体会总结。上一页下一页返回任务二焊接与摘除有源器件有源器件根据封装形式的不同，分为分立组件(包括二极管、三极管、晶体振荡器等)和集成电路(包括片式集成电路、大规模集成电路等)。其中分立组件在前面已经介绍了，这里不再重复。下面重点介绍贴片集成电路和大规模集成电路的手工焊接及拆除的方法与技巧。一、贴片集成电路的焊接集成电路的焊接同样可以采用逐个焊点焊接的方法。这种焊接方法对于ＳＯＰ封装的不大于１４引脚的集成电路是可以采用的，但是对电烙铁的要求比较高，要求选用尖烙铁头的恒温电烙铁，焊锡丝最好选用ϕ０。５ｍｍ以下的。下一页返回任务二焊接与摘除有源器件(一)逐个焊点焊接的操作步骤(１)用镊子夹持器件，对准极性和方向，使引脚与焊盘对齐，居中贴放在相应的焊盘上，用烙铁头先焊牢器件斜对角的两个引脚。(２)根据器件引脚间距，选用尖烙铁头。(３)从第一条引脚开始逐个焊点焊接，同时加少许ϕ０。５ｍｍ焊锡丝，将器件两侧引脚全部焊牢。注意:由于焊锡丝中有助焊剂，所以此种焊接方法不需要松香水或其他助焊剂。其焊接的方法与二端或三端的表贴器件的焊接相似，这里不详细介绍。上一页下一页返回任务二焊接与摘除有源器件下面重点介绍表贴集成电路的另一种焊接方法，即拖焊法。拖焊法焊接适用于所有的不同封装形式表贴集成电路，包括大规模集成电路，如ＳＯＰ、ＳＯＴ、ＳＯＪ、ＱＦＰ、ＰＬＣＣ等。(二)拖焊法焊接的操作步骤用镊子夹持器件，对准极性和方向，使引脚与焊盘对齐，居中贴放在相应的焊盘上，用圆锥形或凿子形烙铁头先焊牢器件斜对角的１~２个引脚。(１)在焊盘上滴注适量的松香水或其他助焊剂。(２)给烙铁头上锡或直接送入焊锡丝进行焊接。(３)从第一条引脚开始按顺序向下缓慢匀速拖拉烙铁，将器件两侧引脚全部焊牢。上一页下一页返回任务二焊接与摘除有源器件(三)ＳＯＰ封装形式的表贴集成电路的焊接(１)准备好练习用的ＰＣＢ板和ＳＯＰ封装形式的表贴集成电路，如图３－２１所示。

(２)将集成电路引脚与焊盘对齐，用烙铁先焊牢器件斜对角的１~２个引脚或全部堆焊两列引脚，如图３－２２所示。

(３)将铜丝或吸锡带蘸上松香，或在堆锡处滴注松香水，如图３－２３所示。

(４)用铜丝或吸锡带吸走多余的焊锡，如图３－２４所示。

(５)将多余的焊锡吸收完毕后，用棉签蘸上酒精清洗焊点，去掉多余的助焊剂，如图３－２５所示。上一页下一页返回任务二焊接与摘除有源器件严格来讲以上的焊接方法，应该称堆焊法焊接。下面的焊接方法应用起来更加简便，只要同学们反复练习就能够很好地掌握。(１)将集成电路固定在ＰＣＢ板上，使集成电路引脚与焊盘对齐，用烙铁先焊牢器件斜对角的两个引脚，如图３－２６所示。

(２)准备焊接，将电烙铁和焊锡丝同时送入欲焊接的焊盘，如图３－２７所示。

(３)焊锡熔化，电烙铁沿集成电路的引脚向下移动，同时送入焊锡丝，如图３－２８所示。

(４)电烙铁沿集成电路的引脚继续向下移动，同时送入焊锡丝，如图３－２９所示。上一页下一页返回任务二焊接与摘除有源器件(５)重复上面(４)的操作，如图３－３０所示。

(６)电烙铁移至集成电路的引脚末端，移去焊锡丝，如图３－３１所示。

(７)用同样的方法焊接集成电路的另一面，如图３－３２所示。

(８)焊接完毕的最后效果，如图３－３３所示。

(９)焊接完毕，检查引脚之间是否有连焊现象。如果有，可以用吸锡带清除多余的焊锡，最后用酒精将残留的助焊剂清除，如图３－３４所示。

(四)ＳＯＰ封装形式的表贴器件的摘除ＳＯＰ封装形式的表贴器件是小外形封装，其引脚数目在２８之下，引脚分布在两边，属于两边引脚扁平封装。上一页下一页返回任务二焊接与摘除有源器件其摘除方法包括用专用工具摘除法，利用热风枪摘除法和直接利用电烙铁摘除法。这里只简单介绍用专用工具摘除的方法，另外两种方法可参考ＱＦＰ封装形式的器件的摘除方法。ＳＯＰ封装形式的表贴器件的专用摘除工具主要指镊子形电烙铁。在摘除器件时，应根据被摘除器件引脚数目的不同，选用不同的镊子头。具体操作步骤如下:ａ。涂助焊剂于欲摘除元件两边终端。ｂ。用湿海绵清洁烙铁头的残渣。ｃ。在烙铁头的底部及内侧边缘上锡，如图３－３５所示。ｄ。置放烙铁头跨过器件，压紧手柄，保证烙铁头接触所有焊接点的脚，如图３－３６所示。上一页下一页返回任务二焊接与摘除有源器件ｅ。确认两端的接合点完全熔锡后，提起器件离开板面，如图３－３７所示。二、ＱＦＰ封装形式的表贴集成电路的焊接ＱＦＰ(ＰｌａｓｔｉｃＱｕａｄＦｌａｔＰａｃｋａｇｅ)，四边引脚扁平封装。其引脚心距有１.０ｍｍ、０.８ｍｍ、０.６５ｍｍ、０.５ｍｍ、０.４ｍｍ、０.３ｍｍ等多种规格。根据封装本体厚度又分为ＱＦＰ(２。０~３。６ｍｍ厚)、ＬＱＦＰ(１.４ｍｍ厚)和ＴＱＦＰ(１.０ｍｍ厚)三种。一般大规模或超大规模集成电路采用这种封装形式，其引脚数从几十到几百不等，因此此种封装引脚之间距离都很小，而且管脚很细，这就给焊接和摘除带来了一定难度。上一页下一页返回任务二焊接与摘除有源器件ＱＦＰ封装形式的表贴器件的焊接一般有逐点焊接法、堆焊焊接法和拖焊焊接法。逐点焊接法比较容易掌握，但工作效率较低。这里主要介绍堆焊焊接法和拖焊焊接法。(一)堆焊焊接法１。电烙铁的准备电烙铁的烙铁头有多种形式，如图３－３８所示。这里选择刀头的电烙铁，将烙铁温度设置在３８０℃，助焊剂选用优质松香或松香水，如图３－３９所示。焊接练习板和ＱＦＰ封装的表贴集成电路，如图３－４０所示。上一页下一页返回任务二焊接与摘除有源器件２。将芯片与芯片座对齐将芯片与芯片座对齐是很关键的一步，对齐的步骤是:(１)首先粗略对齐，以确定芯片与芯片座是否匹配，如图３－４１所示。

(２)移开芯片，对芯片座的其中两个焊盘进行搪锡处理，要适量，不能使焊盘鼓起，保持焊盘的扁平，如图３－４２所示。

(３)进行完搪锡处理后，将芯片重新与芯片座对齐(如图３－４３所示)，并在欲焊接的焊盘上滴入适量松香水。(４)烙铁头蘸少量焊锡，然后将芯片固定在芯片座上，如图３－４４所示。上一页下一页返回任务二焊接与摘除有源器件(５)将芯片与芯片座进行精准对齐，初学者要更加注意。对齐之后用镊子压住芯片，使其不发生移动，如图３－４５所示。

(６)用电烙铁将芯片固定在芯片座上，如图３－４６所示。

(７)移开电烙铁，如图３－４７所示。

(８)待焊锡冷却之后，芯片被牢牢地固定在芯片座上，然后移开镊子，如图３－４８所示。

(９)再一次检查芯片是否与芯片座对齐，如果有未对齐的引脚，重复对齐的操作，必要时，可以借助放大镜，如图３－４９所示。

(１０)对其他几个边进行堆焊处理，使贴片集成电路的四个边都堆满焊锡，如图３－５０(ａ)、(ｂ)、(ｃ)、(ｄ)、(ｅ)所示。上一页下一页返回任务二焊接与摘除有源器件(１１)利用电烙铁头的吸附作用，逐渐将四边多余的焊锡吸附掉。其操作步骤如图３－５１(ａ)、(ｂ)、(ｃ)所示。(１２)焊接完成后的效果图如图３－５２所示。为了美观和防止电路板被腐蚀，最好用洗板水或酒精将多余的助焊剂清洗掉，这里省去了这一步。以上表贴器件ＱＦＰ封装形式的焊接采用的是堆焊焊接的方法。这种焊接方法与逐点焊接的方法相比，工作效率有了很大程度的提高，但是由于采用焊锡堆积的方法，就不可避免地造成大量焊锡的浪费。下面介绍另一种焊接方法，即拖焊焊接法。此焊接法在操作上有一定难度，需要反复训练才能熟练掌握，但是工作效率却得到很大提高。应该说，这是表贴器件手工焊接效率最高，焊接质量最好的方法。上一页下一页返回任务二焊接与摘除有源器件(二)拖焊焊接法和堆焊焊接法类似，拖焊焊接法对电烙铁头的选择没有严格限制，可以根据自身的习惯和工作条件确定。但是最好选用比较粗的圆锥形电烙铁头。(１)首先将表贴器件的引脚与焊盘对齐，然后按对角线焊接表贴器件的２~３个引脚，使表贴器件固定在ＰＣＢ板上。将ＰＣＢ板倾斜放置，在欲焊接的一边滴入松香水，然后用电烙铁加热焊盘与表贴器件的引脚，待达到焊接温度后送入焊锡丝，同时电烙铁和焊锡丝向下移动，如图３－５３(ａ)、(ｂ)、(ｃ)所示。上一页下一页返回任务二焊接与摘除有源器件(２)利用同样的方法，对表贴器件的其他边进行焊接，如图３－５４(ａ)、(ｂ)、(ｃ)、(ｄ)、(ｅ)所示。(３)焊接完毕后，检查各个引脚的焊接情况，如果有搭接的引脚，可以直接利用电烙铁或吸锡带将多余的焊锡除去，如图３－５５所示。

(三)堆焊和拖焊结合的焊接方法(１)准备一块练习板，一个ＱＦＰ封装的表贴器件，如图３－５６所示电烙铁根据个人的情况选择，这里选用圆头的电烙铁。

(２)将表贴器件的引脚与芯片座的焊盘对齐，如图３－５７所示。

(３)对准后用手压住表贴器件，使其不发生移动，如图３－５８所示。上一页下一页返回任务二焊接与摘除有源器件(４)在表贴器件的四个边上滴入松香水，使用熔化的焊丝随意焊接表贴器件的数个引脚来固定表贴器件，如图３－５９所示。(５)表贴器件的四个边全部用熔化的焊丝固定好，如图３－６０所示。

(６)在表贴器件引脚的头部均匀地上焊丝，如图３－６１(ａ)、(ｂ)所示。(７)表贴器件的四个边全部堆上了焊锡，如图３－６２所示。

(８)把ＰＣＢ板倾斜置放，电烙铁头蘸一些松香，如图３－６３所示。由于我们前面已经滴入了松香水，所以也可以省去这一步。上一页下一页返回任务二焊接与摘除有源器件(９)把烙铁头放到倾斜着的表贴器件引脚的头部的焊锡部分，然后将电烙铁向下方拖动，如图３－６４所示。焊完一边以后，其他边的焊接方法相同。

(１０)表贴器件焊接好的效果如图３－６５所示。

(１１)由于表面残留许多松香，可以用酒精清洗掉，如图３－６６(ａ)、(ｂ)所示。(１２)最终的效果如图３－６７所示。三、ＱＦＰ封装形式的表贴器件的摘除ＱＦＰ为四边形表贴器件，其摘除比较复杂。同学们只有通过反复训练，才能掌握此项技能。上一页下一页返回任务二焊接与摘除有源器件其摘除可以采用专用工具，但是有时由于条件有限，不一定有专用的摘除工具，因此可以采用其他方法。热风焊台是电子焊接中常用的工具，采用热风焊台来摘除四边形表贴器件是我们常用的方法。(一)利用专用工具摘除ＱＦＰ表贴器件操作步骤如下:(１)清除摘除元件周围的覆盖物、氧化物、助焊剂残留物。(２)安装方形烙铁头插入手柄。(３)加热电烙铁至３１５℃，并根据需要调到合适的温度。(４)在方形烙铁头内部四周与元件接触的部位上锡，如图３－６８所示。上一页下一页返回任务二焊接与摘除有源器件(５)涂助焊剂于欲拆除元件所有引脚，如图３－６９所示。(６)用方形烙铁头罩住ＱＦＰ表贴器件正上方并接触所有引脚，如图３－７０所示。

(７)确定所有引脚的焊锡熔化后，将元件轻微地向一边移动或转动，并垂直提起，如图３－７１所示。(８)在海绵上用擦除的方式立即除去元件。(９)利用吸锡带清洁焊垫，准备安装新器件。(二)利用热风焊枪摘除ＱＦＰ表贴器件利用热风焊枪摘除ＱＦＰ表贴器件芯片时，芯片容易对周围器件造成损害，因此在操作时要格外注意。上一页下一页返回任务二焊接与摘除有源器件(１)热风枪的选择。风速和风量调节，热量要适中，不能过高也不能过低。拆卸过程中动作要快，同时要选择一把镊子。(２)对芯片均匀加热时，要绕芯片不断地旋转，使四周均匀加热，如图３－７２所示。

(３)用镊子轻轻夹住芯片，勿用大力，以免损坏芯片，如图３－７３所示。(４)待ＱＦＰ表贴器件四个边的焊锡全部熔化后即可摘除器件，如图３－７４所示。上一页下一页返回任务二焊接与摘除有源器件(５)器件摘除之后，用电烙铁的刀头或利用吸锡带将焊盘剩余的焊锡去掉。(三)利用电烙铁直接摘除ＱＦＰ器件利用电烙铁直接摘除ＱＦＰ器件不需要专用工具，也避免了热风焊台损坏周围器件的风险，而且操作相对也比较简单，但是要求技能要熟练。(１)在要摘除的ＱＦＰ器件的四个边上都堆上焊锡。其具体操作步骤如图３－７５(ａ)、(ｂ)、(ｃ)所示。上一页下一页返回任务二焊接与摘除有源器件(２)在ＱＦＰ器件的四个边都堆满焊锡之后，利用电烙铁对器件四个边的焊锡循环加热，同时利用烙铁头轻推器件，若器件四个边的引脚脱离焊盘，即可将器件摘除，如图３－７６(ａ)、(ｂ)、(ｃ)所示。(３)ＱＦＰ表贴器件移除之后，利用电烙铁或吸锡带将焊盘上残留的焊锡清除，如图３－７７所示。上一页返回图3-1返回图3-2返回图3-3返回图3-4返回图3-5返回图3-6返回图3-7返回图3