SMT电路板手工焊装及维修工艺的研究

作者:未知

  【摘 要】在表面贴装技术电路板,即SMT电路板中,往往使用的都是密度较大的贴装元件,这也间接决定了对其进行手工焊装与维修的难度。结合以往的实践经验,本文将深入分析如何在SMT电路板中进行科学有效的手工焊装以及维修,提升当前工艺水平,以达到更好的效果。
  【关键词】SMT电路板;手工焊装;维修工艺
  引言
  基于SMT元件的结构复杂等因素,对其进行人工焊接目前来看仍有一定的困难。由于其体积较小且数量较多,对其进行拾取即是较为棘手的事情,为了解决这个问题,也发展出了多种多样的拾取元件。其次,SMT线路板的线直径都偏小,当被熔化的焊锡大面积的存在于线路板上时,高温会对其产生不同程度的破坏。这些原因都增加了SMT线路板手工焊接的难度。本文将深入分析如何在SMT电路板中进行科学有效的手工焊装以及维修,提升当前工艺水平,以达到更好的效果,为相关工作人员带来更多的保障,为行业带来更大的利益。。
  一、手工焊接
  目前来看,手工焊接应当是从业人员的一门必备技能。手工焊接有接触式和热风式两种焊接方式。
  (一)接触式焊接
  接触式焊接是指在焊接加热烙铁嘴与烙铁环的时候直接与相应的焊接点焊接,并完成安装。焊接的嘴部仅可以对单一的焊接点加热,而焊接的环部则可以针对许多的焊接点工作。所以焊接环更适用于拆分元件。并且烙铁环的形态结构多样化,可以适用于不同形态的元件,如四面环可以拆除圆形的元件,也同样适用于集成电路。而且它对于那些需要拆除胶粘的元件也有重要作用。将焊锡融化之后,元件就可以自由拧动,并且原来所有的胶粘部分也可被轻易打破。一些塑料材质的元件在改动时,如果直接将各处引脚与烙铁环接触,容易产生焊点融化不完全的情况[1]。进行表面贴装时需要的热量比通孔式的焊接要小得多。因接触式焊接多有一个温度控制范围,一般于335℃-365℃的范围之内。此外,由于接触焊接之时,烙铁的头部要与各元件直接进行接觸,因此高温容易直接对这些元件完成不同程度的影响,进而影响其他材质的元件。
  (二)热风式焊接
  热风式焊接的工作原理即是通过喷出加热后或者一些惰性气体于焊接处来完成,采用这种方法在进行手工焊接的时候,一般需要借助工具完成,最常用的是手持式的热风枪。因这种工具的喷嘴可灵活拆卸并更换不同种类,这样的特点使其适用于圆形、矩形等形状不同的元件。采用热风式焊接最大的优点是可以自由控制局部温度,防止局部过热现象出现。其热风一般设置在300℃-400℃之间。并且热风的风量大小也直接由人为控制,并且以此可以控制焊锡的融化时间。由于元件的导热效果不一,通常较大的元件要进行预热处理,否则因其热传导的效率低下会增加不必要的时间成本。但与此同时,也不至于会对各类型元件产生过强的温度冲击,且通过热风加热可使其受热较为均匀。基于热风式焊接可控性强,预测性高,安全性好等各种特点,已经目前常用的焊接方式之一[2]。
  (三)其他
  手工焊接中还会使用到一些辅助材料,如焊接剂和锡膏。
  焊接剂的使用可以对相关的元件或者器材起到一定的保护作用,使其不至于快速被氧化。并且助焊剂的使用可以提供给工作人员一些重要信息,如其沸腾之后3-5秒后可取下元件,此时焊盘融化在即。
  焊锡是一种有锡、铅、银的合金。锡膏中含有锡珠和松香。松香和焊锡中的银在湿润并且融化焊锡中起到了重要的作用。焊锡可被制定成为各种适用的尺寸大小,再进行分级与筛选。锡膏则依据锡球的大小来完成分级。
  除外上述两种材料之外,在实际的手工操作中还需要用到真空吸笔,可用于拾取元件;吸锡编带可用来及时清理焊盘;还有焊膏注射器与不同型号的针头以及放大镜等工具。
  二、SMT焊接
  在SMT的元件当中,PLCC是较早出现并且较为复杂元件之一。下述即为在电路板上焊接PLCC集成电路的两种方法。
  第一种,针对部分重视成本节约的用户,采用钳型的烙铁于IC的一侧围绕一圈较粗的焊丝,再利用钳部将相应的元件控制住,就可以把来自烙铁头部的巨大热量自焊锡均匀的传递到各个管脚之上,之后几秒钟以后就可以取下IC。但在这类情况中,高温融化以后的焊锡可以对电路板造成不同程度的损坏,并且在这种情况下,PLCC元件已不复其使用价值[3]。
  第二种,利用热风枪的温度来融化焊锡。首先要将焊盘上的管脚一一清除,可自行设计使用的工具,如钩针。清除过程中要注意动作轻柔以免破坏管脚结构。第二步要取下IC,并对焊盘进行清理,可以使用吸锡编带来辅助完成。这种辅助工具可以在加热的前提之下,清理掉焊盘上的残留锡焊。
  在电路板之上增加保护层涂层能够有效的防水和防震作用。与此同时,在处理这一类电路的元件时,取元件要在焊锡熔化之时进行。在进行这项操作之时务必保持小心与谨慎,切记不可损坏管脚、锡盘等其他部分,并且在结束后要对其进行补胶处理[4]。
  手工的焊接SMT工作对于相关的工作人员同样也有较高的要求。首先,操作者应当具备有相当的耐心与严谨的态度,保持在工作过程中对于细节的把控,并且熟练的掌握工作过程中所需要的各项技能与工艺。在当前工业化进展不断加快,水平不断提高的前提之下,集成电路也在不断的更新换代,目前,球棚阵列式的集成电路被研发出来并迅速的占据了市场的主流,成为了使用频率较高的材料之一。这类型的元件的可靠性较以往的元件有明显的提高,可以使用的管脚的数目也有了较大的提升,同时角间距也逐渐的扩大了。这样的特点使其取代旧元件的趋势愈加明显。
  三、结束语
  综上所述,SMT电路板手工焊装及维修工艺是当前亟待处理的一个重要问题。同专业焊接设备相比较,手工焊接的成本较低,并且适用于科研和实践中的实际情况。因此,解决好这个问题将会为业界人士带来可观的利益。
  参考文献:
  [1]杜中一.通孔再流焊技术在SMT和THT混装电路板的应用[J].装备制造技术,2014(12).
  [2]李炳伟,唐丙辉,王玲玲,et al.基于六西格玛方[3]法对提升SMT焊接能力的研究[C]// 2014中国高端SMT学术会议.0.
  [3]赵鹏.分析SMT封装电路板三维在线检测技术[J].自动化与仪器仪表,2017(9).
  [4]李孟超.一种快速识别电路板坏点的SMT贴片机及其识别方法:.
  (作者单位:中国船舶重工集团公司第七一〇研究所)
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