天南地北客
发表于: 2017-4-7 16:59:23 | 显示全部楼层

将表面贴装元件(SMD)焊接到印刷电路板PCB上的最佳方法是使用回流焊,但是当条件不允许的话,也可以使用热风焊台。


概述

本文将介绍使用热风枪焊接SMD(表面贴装元件)的基础知识。 第一部分将讨论使用的工具和设备;第二部分将展示一些技巧,供您考虑。


警告! 热风枪焊接,和所有焊接一样,涉及的温度可能超过500ºC,可能会灼伤眼睛、皮肤、家具、窗帘、衣服等。焊接时要非常小心;眼睛的保护尤其重要。 如果对本文中的任何操作不清楚或似乎有风险,请不要做。 安全第一。


为了能够从本文中得到最大收获,您应该首先了解手工焊接的基本知识。 您应该熟悉什么是良好的焊点,可能会使用到的不同类型的焊料,以及电子产品装配常见的一些基本工具。 使用回流焊的相关知识也是有益的。


工具和设备

热风枪焊接的关键设备当然是热风返修焊台。 下图中显示的设备是小编使用的焊台;它有多种品牌可供选择。它价格低廉,但功能相当完善,足以满足爱好者的要求。 专业人士可能会使用到更昂贵的焊台。


您可以看到,它不仅包括一个热风焊台,还包括一个手工焊台。 每个工具都有独立的温度控制和数字读数(摄氏度);热风焊台还设有一个用于设定气流量的表盘。

Ethan_852D .jpg


除了控制喷枪内的加热元件的空气量外,该装置还包括用于瞄准热风输出的三个喷嘴。 下图显示了包含的喷嘴尺寸;其他的尺寸和形状可作为附件使用。

Hot-Air_Soldering_Nozzles.jpg


需要一些其他的工具才能有效地使用热风返修焊台。 下面的照片是一些最重要的工具:

Hot-Air_Soldering_Equipment_Group.jpg

●    注射器里面是焊锡膏,它是非常小的焊料颗粒和焊剂的混合物。按压注射器柱塞上使得焊锡膏通过钝针,通常用于在放置表面贴装元件之前将焊剂和焊剂直接施加到PCB焊盘。 焊膏也可以在小罐中使用,其中可以将糊剂转移到注射器中或者使用非常小的工具将其直接施加到PCB上,以将其浸入膏中并将其浸在焊盘上。

●    使用焊丝(和手工烙铁)清洁连接在一起的相邻引脚或者连接不良的焊点。

●    酒精同软牙刷、棉签和/或布一起使用,以便在焊接之前清洁PCB的表面,并在焊接后除去焊剂残留物。所示的酒精几乎为100%纯度,但是如果可以允许残余水蒸发的额外时间,也可以使用较低浓度(例如91%纯度)。

●    助焊剂是熔融焊料的良好流动和表面所必需的材料。除了液体形式(如图所示)外,助焊剂也可以是笔式涂抹器形式和凝胶形式,用于注射器和钝针。

●    一对弯鼻镊子可用于处理SMD元件;也可以使用真空拾取工具。

●    使用焊丝(和手工烙铁)从部件引脚中除去多余的焊料,从而消除引脚之间的短路。焊丝可以是各种尺寸; 2.0mm和3.0mm(如图所示)都是有用的。


测试电路板区域

通常使用热风枪焊接用于贴装在印刷电路板上的贴片元件。以下的描述使用了该方法,并将重点放在如下所示的印刷电路板的一小部分上;上面的照片显示了已经放置并在回流焊机中焊接的电路板,下面的照片显示的是空板。

CU_Reflow_Soldered.jpg


CU_Bare_PCB.jpg

如您所见,照片中只显示了七个元件的位置,但是这些元件足以展示基本的热风焊接技术:J1是Mini-USB插孔,R3和R4是0805电阻,C1、C4和 C5是0805电容,U1是TSSOP16封装的USB转UART转换器。


锡膏的选择和应用

锡膏可以各种金属混合物使用,但最容易使用的是大约60%的锡和40%的铅。 这是本文中图片和视频中使用的配置,强烈推荐使用。 如果您比较熟悉使用其他类型的焊锡膏(例如无铅),并且很乐意使用它们,您需要对本文定义的工艺进行调整。


用酒精彻底清洁空白的PCB后,下一步是焊接。 对于电子爱好者来说,有两种主要的方法将焊锡膏涂到PCB上用于表面贴装元件:使用手动注射器或非常小的铲子(如木牙签)和手工使用钢网。


下面的照片显示了使用注射器应用焊膏的测试电路板。 在0805元件上,将一块糊状锡膏放置到每个焊盘上,但是在小焊盘的情况下,将一条焊锡放到焊盘上。 (在回流过程中会变得更加明显,每个焊盘上有太多的锡膏)

CU_Hand_Pasted_PCB.jpg


分配焊膏的针的尺寸通过规格尺寸,较小的数字表示较小的针。 可以适用于焊锡膏的那些是尺寸14到20号。 作者更喜欢16号;较大的尺寸会分配太多的焊料,任何较小的尺寸很难使得焊料通过。 希望你会产生比上面显示的更好的结果。


一些“填充”针示例如下图所示: 尺寸由塑料连接器的颜色编码,但颜色代码因供应商而异。 注意,针的尖端可以被切成正方形或成一角度;作者喜欢方形的针头。

Fill_Needles.jpg


在下面的照片中,用钢网放置锡膏。 锡膏的放置位置和分配剂量的改进很明显。

CU_Stencil_Pasted_PCB.jpg


SMD元件放置

在以下两张照片中,这些元件件已经放在了各自的位置。 使用钢网放置锡膏的电路板的一个明显的优点是焊盘的确切位置更加明显,这将导致更准确的元件放置。 使用注射器放置锡膏的一个不太明显的优点是多余的锡膏在焊接之前更加牢固地保持了元件。

CU_Hand_Pasted_Components_PCB.jpg


CU_Stencil_Pasted_Components_PCB.jpg

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