《無鉛焊接技術(shù)》課程實驗指導書

1、無鉛焊接技術(shù)課程實驗指導書張勇 曾小蘭 編材料科學與工程學院功能材料系2013年4月實驗一：微細間距QFP器件手工拆卸與焊接一、實驗目的 1、 學習焊接技術(shù)，熟悉焊接方法。 2、 進行有一定難度的焊接練習，提高解決實際焊接問題的能力。 3、 學習貼片元件、其它復雜元器件、異型元器件的拆卸和焊接。 二、實驗器材 所需的工具和材料 電烙鐵、焊錫線、鑷子、小刀(用于拆卸粘在芯片表面的散熱片)、固定架(用于穩(wěn)固待拆芯片的PCB板)、吸錫帶、酒精等。三、實驗方法 過程 下面介紹更換一個引線形狀是標準的鷗翼形、符合 JEDEC 標準的 QFP 。本節(jié)分為三個部分： A 拆除器件 B 清洗電路板 C 焊接新

2、器件A 拆除器件1、準備工作：（1）將裝有待拆除 lC 的電路板進行可靠固定。（2）將焊臺加熱到 8000F ( 425 ) ，清潔烙鐵頭。2、 將電烙鐵的溫度調(diào)節(jié)至攝氏320 度左右，然后往需要拆除的芯片的四面引腳加錫。直至剛好完全浸過每邊的所有引腳為止 ，如果錫加多會漏出粘到周邊的區(qū)域為維修帶來的不必要的麻煩，如果少了導致拆除失敗，嚴重還會損壞PCB 線路，如下圖所示：4、上面工作準備好后再將電烙鐵溫度調(diào)整至攝氏420 度左右。5、 拆焊時等溫度升至穩(wěn)定在420 攝氏度左右時就開始為四面加滿錫的芯片上面錫加熱，并且需要按順時針或逆時針方向慢慢加熱熔化引腳上面的焊錫：即先加熱第一排引腳至焊錫

3、完全熔化，隨即再加熱第二排引腳焊錫至熔化，然后加熱第三腳引腳焊錫熔化，依次類推重復以上步驟多次直至四排引腳的焊錫完全熔化，在單排引腳加熱過程中需要來回移動一下電烙鐵，便于均勻加熱焊錫，加熱方向如下圖示：6、 加熱過程中觀察四面的焊錫熔化狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)四面都均勻熔化后就可以用鑷子在芯片的角邊底下輕輕挑起芯片，直至成功拆下?lián)p壞的QFP 芯片了，拆除過程中不能操之過急，以免損壞線路或焊焦PCB 板子，成功拆下芯片圖示：B 清洗電路板在完成前述的 QFP 拆除工作后要進行的電路板清洗。清洗焊盤的目的是使它們變得平坦，沒有焊錫和焊劑。用吸錫帶吸除焊錫，直到焊盤變平坦和暗淡為止。一個清潔的焊盤看起來應(yīng)該是暗銀

4、色。圖20. QFP 拆除后的焊盤圖21用吸錫帶吸除焊盤上的焊錫圖22重復所有焊盤 如果有焊盤從 PCB 上松動，使用牙鋤或其它尖狀物件重新調(diào)整該焊盤（圖 23 和圖 24 ）。圖 23 清洗焊盤，但有一個焊盤變彎圖 24 被矯直的焊盤C 焊接一個新 QFPPCB 上的焊盤應(yīng)是清潔的并且上面沒有任何焊錫。用鑷子或其它安全的方法小心地將新的 QFP 器件放到 PCB 上。要保證器件不是跌落下來的，因為引腳很容易損壞。 用一個小鋤或類似的工具推動器件，使其與焊盤對齊，盡可能對得準確一些。要保證器件的放置方向是正確的（引腳 1 的方向）。圖 25 靠近焊盤的新 QFP ，準備對齊圖 26 . QFP

5、 已對準位置將焊臺溫度調(diào)到 725 下（ 385 ）。將烙鐵尖沾上少量的焊錫。用一個小鋤或其它帶尖的工具向下按住已對準位置的 QFP ，在兩個對角位置的引腳上加少量的焊劑。仍然向下按住 QFP ，焊接兩個對角位置上的引腳。此時不必擔心加過量的焊錫或兩個相鄰引腳發(fā)生短路。目的是用焊錫將已對準位置的 QFP 固定住，使其不能移動。圖 27 已對準位置的 QFP 準備固定 在焊完對角后，重新檢查 QFP 的位置對準情況。如有必要，進行調(diào)整或拆除并重新在 PCB 上對準位置。圖 28 焊住對角的 QFP現(xiàn)在你已準備好焊接所有的引腳。在烙鐵尖上加上焊錫。將所有的引腳涂上焊劑使引腳保持濕潤。用烙鐵尖接觸每

6、個 QFP 引腳的末端，直到看見焊錫流入引腳。重復所有引腳。必要時向烙鐵尖加上少量的焊錫。如果看到有焊錫搭接，你也不必擔心，因為在下一步你將清除它。在焊接時要保持烙鐵尖與被焊引腳并行，防止因焊錫過量發(fā)生搭接。圖 29 保持烙鐵尖與被焊引腳并行 焊完所有的引腳后，用焊劑浸濕所有引腳以便于焊錫清洗。在需要的地方吸掉多余的焊錫以消除任何短路搭接。圖 30 吸除焊錫1圖 31 吸除焊錫 2 用 4 倍放大鏡（或更高倍數(shù)）檢查短路或邊緣焊錫搭接。焊錫搭接應(yīng)在每個器件引腳與 PCB之間有一個平滑的熔化過渡。如有必要，重焊這些引腳。圖 32 外觀檢查 檢查完成后，該從電路板上清除焊劑。將硬毛刷浸入酒精，沿引

7、腳方向擦拭。用力要適中，不要過分用力。要用足夠的酒精在 QFP 引腳間仔細擦拭，直到焊劑消失為止。圖 33 用于清洗的異丙基酒精和硬毛刷只能沿引腳方向刷洗 用壓縮干燥空氣或氮干燥電路板。如果沒有這樣的設(shè)備，要讓電路板在空氣中干燥 30 分鐘以上，使 QFP 下方的酒精能夠揮發(fā)。QFP 引腳應(yīng)看起來明亮，沒有殘留的焊劑。圖 34 清潔而明亮 重新檢查焊接質(zhì)量。如有必要，重焊引腳。圖 35 立體變焦檢查臺（ 7x 到 40x 放大）幫助檢查焊接質(zhì)量實驗二、手工焊接技術(shù)訓練手工焊接的基本步驟一 焊接操作姿勢與衛(wèi)生焊劑加熱揮發(fā)出的化學物質(zhì)對人體是有害的，如果操作時鼻子距離烙鐵頭太近，則很容易將有害氣體

8、吸入。一般烙鐵離開鼻子的距離應(yīng)至少不小于30cm，通常以40cm時為宜。電烙鐵拿法有三種，如圖一所示。反握法動作穩(wěn)定，長時間操作不宜疲勞，適于大功率烙鐵的操作。正握法適于中等功率烙鐵或帶彎頭電烙鐵的操作。一般在操作臺上焊印制板等焊件時多采用握筆法。焊錫絲一般有兩種拿法，如圖二所示。由于焊絲成分中，鉛占一定比例，眾所周知鉛是對人體有害的重金屬，因此操作時應(yīng)戴手套或操作后洗手，避免食入。使用電烙鐵要配置烙鐵架，一般防止再工作臺右前方，電烙鐵用后一定要穩(wěn)妥防御烙鐵架上，并注意導線等物不要碰烙鐵頭。二 五步法訓練作為一種初學者掌握手工錫焊技術(shù)的訓練方法，五步法是卓有成效的。如圖三所示，當我們把焊錫融化

9、道烙鐵頭上時，焊錫絲重的焊劑伏在焊料表面，由于烙鐵頭溫度一般都再250350以上，當烙鐵放道焊點上之前，松香焊劑將不斷揮發(fā)，而當烙鐵放到焊點上時由于焊件溫度低，加熱還需一段時間，在此期間焊劑很可能揮發(fā)大半甚至完全揮發(fā)，因而在潤濕過程中由于缺少焊劑而潤濕不良。同時由于焊料和焊件溫度差很多，結(jié)合層不容易形成，很難避免虛焊。更由于焊劑的保護作用喪生后焊料容易氧化，質(zhì)量得不到保證就在所難免了。正確的方法應(yīng)該時五步法： 1.準備施焊準備好焊錫絲和烙鐵。此時特別強調(diào)的施烙鐵頭部要保持干凈，即可以沾上焊錫（俗稱吃錫）。2 加熱焊件將烙鐵接觸焊接點，注意首先要保持烙鐵加熱焊件各部分，例如印制板上引線和焊盤都使

10、之受熱，其次要注意讓烙鐵頭的扁平部分（較大部分）接觸熱容量較大的焊件，烙鐵頭的側(cè)面或邊緣部分接觸熱容量較小的焊件，以保持焊件均勻受熱。3 熔化焊料當焊件加熱到能熔化焊料的溫度后將焊絲置于焊點，焊料開始熔化并潤濕焊點。4 移開焊錫當熔化一定量的焊錫后將焊錫絲移開。5 移開烙鐵當焊錫完全潤濕焊點后移開烙鐵，注意移開烙鐵的方向應(yīng)該是大致45的方向。上述過程，對一般焊點而言大約二，三秒鐘。對于熱容量較小的焊點，例如印制電路板上的小焊盤，有時用三步法概括操作方法，即將上述步驟2，3合為一步，4，5合為一步。實際上細微區(qū)分還是五步，所以五步法有普遍性，是掌握手工烙鐵焊接的基本方法。特別是各步驟之間停留的時間，對保證焊接質(zhì)量至關(guān)重要，只有通過實踐才能逐步掌握。實驗安排2015-2016第2學期1、 實驗時間及班級：第 13 周 13級電子封裝技術(shù)1