PCB貼片元器件手工焊接技巧及要點(diǎn)
發(fā)布時(shí)間:2023-11-10作者:admin點(diǎn)擊:755
內(nèi)容簡(jiǎn)介
以下內(nèi)容都是我最近焊貼片所收獲的知識(shí)和技巧,現(xiàn)在無(wú)私分享給你(如果我寫成這樣你都能看懂的話~(~ ̄▽ ̄)~)。但我想你應(yīng)該知道,焊接本來(lái)就不是三兩下就能學(xué)會(huì)的,還是要多練,熟能生巧。
我真的會(huì)焊貼片么?
最近公司新產(chǎn)品出爐,一直在幫忙焊板子,才發(fā)現(xiàn)自己的焊接水平有待提高。一直自認(rèn)為焊接技術(shù)“還可以”,但事實(shí)證明,能焊一點(diǎn)插件就“自我感覺(jué)良好”的我實(shí)在是太年輕了,在洞洞板焊直插這種隨便找個(gè)電子專業(yè)的童鞋都完全沒(méi)壓力好吧。
在PCB上焊貼片元器件才是真正考驗(yàn)技術(shù)的工作,遇到密密麻麻的芯片引腳和比沙子還小的電容電阻,虛焊、短路等問(wèn)題頻頻出現(xiàn)且極難發(fā)現(xiàn),對(duì)手法以及耐心的要求都非常高。但更重要的是一些小技巧和要注意的細(xì)節(jié),有些要點(diǎn)是我之前一直忽略的。
焊接對(duì)各位硬件老司機(jī)來(lái)說(shuō)是輕車熟路了,我只是個(gè)水平一般的初學(xué)者,還請(qǐng)多多指教,見(jiàn)笑了。
關(guān)于烙鐵
一個(gè)可調(diào)溫的焊臺(tái)似乎是必不可少的,不然怎么知道燙到你的烙鐵是多少度的呢哈哈~~~有了焊臺(tái),刀頭烙鐵也成了標(biāo)配(反正我用尖頭烙鐵焊貼片很蛋疼),再加上焊錫、海綿、助焊劑,焊接大家族算是齊人了。
關(guān)于烙鐵的使用要注意幾點(diǎn):
烙鐵頭易損,隨時(shí)保持烙鐵頭掛錫
避免烙鐵頭與硬物敲擊,防止變形
焊貼片時(shí)溫度調(diào)到350°C左右就好
避免烙鐵久置加熱,否則容易燒死(長(zhǎng)時(shí)間不用時(shí)把溫度調(diào)低)
海綿別加太多水,擰干點(diǎn)保持柔軟
烙鐵別燙到奇怪的東西,不然會(huì)有奇怪的味道→_→
貼片電阻電容值的表示
簡(jiǎn)單講下貼片元件的標(biāo)識(shí),要知道,看不懂電阻電容值的表示,你連元件都找不到!!!
直標(biāo)法
直標(biāo)法:用數(shù)字和單位符號(hào)在貼片電阻器表面標(biāo)出阻值,其允許誤差直接用百分?jǐn)?shù)表示,若貼片電阻上未注偏差,則均為±20%。直標(biāo)法中可用單位符號(hào)代替小數(shù)點(diǎn)直標(biāo)法一目了然,但只適用于較大體積元件,且國(guó)際上不能通用。
也就是直接寫出數(shù)值和單位,比如我們常說(shuō)的100Ω、4K7(4.7K)、220uF等。
數(shù)碼法
數(shù)碼法:在貼片電阻器上用三位數(shù)碼表示標(biāo)稱值的標(biāo)志方法。數(shù)碼從左到右,第一、二位為有效值,第三位為指數(shù),即零的個(gè)數(shù)。偏差通常采用文字符號(hào)表示。
比如 103 的電阻,就是 10 后加三個(gè)零,所以就是 10000 ,單位Ω,即 10K 電阻,同理, 331 電阻就是 330 歐啦。而對(duì)于電容,單位是 pF,如 104 電容,就是 100000pF = 100nF = 0.1uF。
特別要注意電容的單位換算,pF最小,到 nF,再到 uF,最后F。1F=10^6uF=10^9nF=10^12pF
下面就我最近接觸的一些元器件來(lái)說(shuō)明一下不同元件焊接的注意事項(xiàng)。
芯片
QFP封裝
SOP封裝的芯片和引腳間距都較大的QFP,基本上直接用刀頭加錫往外刮兩下就完事,問(wèn)題不大。這里重點(diǎn)講下引腳密集的QFP封裝的焊接。先固定芯片,步驟如下:
把芯片平置于 PCB 上,焊盤不用加錫,否則芯片放不平,極易虛焊
注意芯片一腳方向與PCB對(duì)應(yīng)(一腳通常在小圓圈或正看絲印左下角位置)
對(duì)齊芯片四邊引腳與焊盤,要兼顧四邊是個(gè)非常虐心工作
烙鐵加錫固定的一邊的邊緣幾個(gè)引腳,查看四邊對(duì)齊情況,沒(méi)對(duì)準(zhǔn)還有挽救機(jī)會(huì)——用烙鐵重新調(diào)整芯片位置
烙鐵加錫固定對(duì)邊的幾個(gè)引腳
這樣一來(lái)芯片就被固定好了,接下來(lái)就開始焊了(很多元件都是“先固定,再焊接”的套路),焊的時(shí)候也需留個(gè)心眼:
選擇沒(méi)有焊錫固定的一邊,開始焊接
用烙鐵蘸助焊劑涂抹一邊引腳與焊盤
從一邊加錫,拼命加到形成錫球
用烙鐵往另一邊引流焊錫,被錫潤(rùn)濕過(guò)的引腳自然就焊上了
用烙鐵頭的粘性把多余的錫移除。
如法炮制剩下的三邊
四邊都焊好后檢查引腳是否黏連、短路,必要時(shí)補(bǔ)焊。
總之焊芯片只要記住兩點(diǎn):1、焊的時(shí)候先多加錫,引腳連起來(lái)也無(wú)所謂,焊好后再慢慢分開。2、多加助焊劑,助焊劑能讓焊錫流動(dòng)性更好,而不是像一坨粘粘的shi一樣。
油管上有個(gè)視頻專教焊QFP芯片的:Professional SMT Soldering: Hand Soldering Techniques - Surface Mount。
QFN封裝
對(duì)于QFN這種沒(méi)有引腳外露的芯片(如ESP8266),或者接觸點(diǎn)在底面的 4 腳貼片晶振。用烙鐵直接焊較困難,且不可靠。正確的方法應(yīng)該是用熱風(fēng)槍吹(第一次拿熱風(fēng)槍的我好激動(dòng)啊~(~ ̄▽ ̄)~),那要怎么吹呢?
所有引腳焊盤、中間大焊盤上薄錫
用鑷子夾著芯片,用底面抹一下助焊劑
把芯片放到焊盤上,大概對(duì)一下位置
風(fēng)槍溫度也是調(diào)350°C左右,風(fēng)速調(diào)最小
垂直于 PCB 握住風(fēng)槍,高度 8CM 左右,先加熱芯片外圍,最后對(duì)準(zhǔn)芯片吹
助焊劑和焊錫融化,在液體張力下芯片自動(dòng)吸附到正確位置
關(guān)掉風(fēng)槍,檢查芯片連接情況,小心 PCB 燙
必要時(shí)用烙鐵補(bǔ)焊四周
注意事項(xiàng):
風(fēng)速不可太大,高度要適宜,不然會(huì)把芯片或者外圍小電容電阻吹飛的
若芯片難以自動(dòng)吸附,可用鑷子輔助調(diào)整,或按壓一下
切記中間固定焊盤不可加太多錫,不然芯片下去會(huì)把錫向外擠出造成引腳短路。
熱風(fēng)槍真的很燙很燙很燙燙燙燙燙燙燙燙燙燙燙
電容電阻、二極管
電容電阻等二端元件是最常見(jiàn)的了,比較常用的焊法是:先給一邊焊盤上錫,用鑷子焊上一邊固定,再焊另一邊。這種方法最大的好處就是易于調(diào)整元件位置(因?yàn)橛需囎虞o助),所以焊好的元件看起來(lái)整齊美觀。缺點(diǎn)也很明顯——效率太低(也是因?yàn)橐描囎?。尤其在面對(duì)有大量元件的PCB時(shí),一個(gè)一個(gè)腳的焊似乎有點(diǎn)慢……
現(xiàn)在我會(huì)用一種“烙鐵粘元件”的快速焊接方法,犧牲元件排列美觀換更高的效率。這種方法也是公司的大神工程師教我的,不需要鑷子就可以同時(shí)焊好元件的兩個(gè)腳,效率加倍,步驟如下:
兩邊焊盤加錫
甩掉烙鐵多余的錫,保持烙鐵頭有一層薄錫覆蓋(烙鐵頭有錫才有粘性)
將元件平放,烙鐵頭從側(cè)面接觸把元件水平粘起
把帶有元件的烙鐵至于焊盤位置,同時(shí)加熱兩端,用烙鐵頭微調(diào)元件位置
順著元件方向移除烙鐵
并排的元件從左往右逐個(gè)焊接
其中用烙鐵去“粘”元件是關(guān)鍵的一步,技巧是慢慢用烙鐵靠近元件側(cè)邊,輕輕地接觸。要注意的是烙鐵頭有錫才有粘性,但錫不能過(guò)多,否則液體的表面張力會(huì)讓元件難以控制。如何讓烙鐵頭覆上薄錫呢?先加錫,再沿著烙鐵方向抖幾下即可(想象一下扔飛鏢的手部動(dòng)作),實(shí)際焊接中也是很少用海綿的,多余的錫都是直接抖掉,所以這個(gè)“抖”的動(dòng)作很重要(海綿會(huì)把錫擦得太干凈反而不好,有臟東西時(shí)才用,直接抖掉就能很自然地留下一層薄錫)。
用鑷子反而容易造成虛焊,而用錫把元件扶正可以大大減少虛焊的概率。
用這種焊法時(shí)不能一味求快,在追求速度的同時(shí)也要確保質(zhì)量,盡可能把元件焊整齊,千萬(wàn)千萬(wàn)別虛焊。此外錫量也要控制好,兩邊成球狀那種已經(jīng)算多了,不多不少剛剛好的狀態(tài)應(yīng)該像這樣( IPC 標(biāo)準(zhǔn)):
一些比較大比較高的貼片電解電容和二極管,烙鐵不能同時(shí)加熱兩端,要注意焊盤不能上太多錫,否則會(huì)出現(xiàn)元件一邊高一邊低的尷尬局面。
插座類
像 USB、SD 卡、SIM 卡等插座,都要先焊引腳,再焊固定腳,因?yàn)橄裙潭ú遄脑捨恢貌粶?zhǔn)就調(diào)不了了,注意別焊歪。對(duì)于有固定孔的插座,像 Micro-USB ,在焊好引腳后要把板子翻過(guò)來(lái),在固定孔反面加錫, 讓焊錫一直流到元件一面固定。原因在于某些 Micro-USB 座不完全封閉,在元件旁焊接固定時(shí)很容易把錫弄到插孔里堵住,這樣插頭就插不進(jìn)去了(一句話,有洞的腳在背面焊)。
還有一種更惡心的排線插座叫“ FPC 插座”,引腳非常密,而且粘錫很嚴(yán)重,需要用大量松香才能搞定,一般的那種黏糊糊的助焊劑也不太行,反正我焊壞了不少。
最后要說(shuō)的一點(diǎn)是,由于插座類元件需要經(jīng)常被插拔,所以一定要焊牢,焊固定腳的時(shí)候可把烙鐵溫度稍調(diào)高,焊久一點(diǎn),一些大的元件(或與焊盤接觸面大)也要延長(zhǎng)加熱時(shí)間和提高溫度,確保焊穩(wěn)焊牢。
焊接的先后次序
要想更高效、可靠地焊好一塊板子,是要遵循一定的原則(如“先小后大”)的,不可亂來(lái),更不是看哪個(gè)元件順眼就焊哪個(gè)。一般我拿到一塊板子后的處理流程是:
打印 PCB 封裝圖(即板子上印的圖案),根據(jù)電路原理圖用紅筆在紙上標(biāo)出各元件值的大小、芯片型號(hào)等(為了更快地找元件,小板子、元件少的話可略過(guò)此步)
焊接電源部分、包括各種穩(wěn)壓、轉(zhuǎn)換電路,焊好后用萬(wàn)用表檢查各點(diǎn)電位是否正常(小板子可略過(guò))
焊接主要的芯片(MCU、Flash 芯片、設(shè)備驅(qū)動(dòng)芯片等)
焊接小的電容電阻二極管等元件
焊接較大的電容、二極管等元件
焊接板子外圍的開關(guān)、插座、天線等元件
通電測(cè)試
洗板水 + 無(wú)塵布清洗 PCB
PS:對(duì)于電路比較復(fù)雜的 PCB ,應(yīng)該先焊接電源電路,測(cè)試各點(diǎn)電壓值正常后再焊接數(shù)字電路部分,要以模塊為單位,邊焊邊測(cè),及時(shí)排除問(wèn)題,保證電路的正確連接。
當(dāng)然不一定要完全這樣來(lái)焊,具體要根據(jù)元件和PCB的差異自行摸索出最適合的次序。
焊接常見(jiàn)問(wèn)題
焊點(diǎn)不光滑
初學(xué)者常常存在焊點(diǎn)不光滑的問(wèn)題,不僅不美觀,還會(huì)造成虛焊、拉尖。焊點(diǎn)不光滑主要有兩個(gè)原因,一是烙鐵溫度不夠,不能完全融化焊錫,把烙鐵溫度調(diào)高即可。二是焊接時(shí)間過(guò)長(zhǎng),導(dǎo)致助焊劑完全揮發(fā),焊錫便會(huì)失去光澤和流動(dòng)性,解決方法就是先加錫,再把多余的錫用烙鐵去掉。
引腳黏連
在焊接引腳較密集的元件比如芯片時(shí),時(shí)常會(huì)把兩個(gè)或多個(gè)引腳焊一起,很難分開。這是由于焊接時(shí)間過(guò)長(zhǎng)導(dǎo)致焊錫中的助焊劑都揮發(fā)掉了,焊錫失去了流動(dòng)性。一般的錫線都夾帶有助焊劑,這時(shí)可以再加錫,并在短時(shí)間內(nèi)把多余的錫移除。更直接的方法就是直接加松香或其他助焊劑,讓焊錫變得潤(rùn)滑起來(lái)。
焊錫堵孔的疏通
插件的焊孔被焊錫堵住著實(shí)很讓人頭疼,用吸錫器吸半天也吸不出來(lái)?或者用東西鉆好久也沒(méi)通?其實(shí)還有更簡(jiǎn)單的方法,那就是——敲!利用液體的流動(dòng)性和張力,加上偉大的牛頓第一定律(慣性),便可完美解決問(wèn)題,不妨嘗試一下:
往焊孔焊盤一面加錫(沒(méi)錯(cuò),越堵越加!)
用烙鐵持續(xù)加熱堵住焊孔的那坨錫
左手拿板子,右手保持烙鐵繼續(xù)加熱
左右手同時(shí)抬起移動(dòng),把板子抬起
雙手同時(shí)移動(dòng),把板子對(duì)準(zhǔn)桌子邊緣迅速往下敲擊,板子與桌子碰撞前烙鐵止住,讓板子狠狠砸在桌緣
融化的焊錫就會(huì)因?yàn)樽矒舳粡暮缚字小八Τ觥?/p>
注意動(dòng)作不要過(guò)于暴力,不然很容易把板子敲壞。要知道,沒(méi)有什么焊孔是敲一次通不了的,如果有,就加錫多敲幾次。PS: 過(guò)大的 PCB 不適合用這招
這種方法的一個(gè)應(yīng)用就是拆插件,以往都是用吸錫器一個(gè)腳一個(gè)腳地拆,現(xiàn)在可以直接加一大坨錫全部一起加熱,然后趁熱把元件整個(gè)拿下,再把焊孔敲通,方便快捷。
油管上還有個(gè)視頻專教拆元件的:Desoldering Techniques。
一些小細(xì)節(jié)
注意元件與焊盤封裝大小對(duì)應(yīng),別把0805的元件焊到0603的焊盤了
為防止 PCB 上不必要的地方(如公司Logo)粘上錫,焊接之前可用紙膠布貼住
可先把常用元件拿一堆放在固定位置,不用每次去翻元件盒
在元件盒中取小貼片時(shí),用右手小指指腹往下一摁能粘上好多哦,比用鑷子一個(gè)個(gè)夾快多了
暫時(shí)沒(méi)想到別的,想到再補(bǔ)充……