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[摘要]阐述焊膏的成分、特性、焊膏的选用、使用及存储方法。介绍表面贴装技术的手工操作方法及其特点,提供表面贴装技术手工操作设备的配置及使用方法。
[关键词]焊膏 SMT 手工焊接
中图分类号:TN6 文献标识码:A 文章编号:1671-7597(2008)1120017-01
SMT翻译成中文是表面贴装技术。随着电子产品的飞速发展,表面组装技术化逐渐取代了传统插装工艺。焊膏成为SMT中最重要的工艺材料,近年来也获得了飞速发展。在表面贴装工艺中,焊膏涂覆是SMT的一道关键工序,它将直接影响到SMA的焊接质量和可靠性。SMT电路板的焊接在生产企业中,一般使用再流焊和波峰焊两种方式。但在检修SMT电路板中,都可能需要在相对简陋的条件下进行手工操作。
一、SMT工艺中锡膏的使用
手工焊接贴片元器件,与焊接THT元器件有以下两点不同。
(一)焊接材料
一般要使用焊锡膏;焊膏是由合金焊料粉末和触变性焊剂混合而成的乳浊液组成,当其被加热到一定温度时,随着溶剂和部分添加剂的挥发,金焊料粉末的熔化,元器件的引脚和焊盘将被焊连在一起,最终冷却形成永久性连接的焊点,满足焊接所需要的电气连接和机械连接的功能。
1.电子产品SMT生产工艺对焊膏的技术要求
(1)具有较长的贮存寿命,贮存时不会发生化学变化。
(2)在室温下连续印刷涂敷焊膏时,焊膏不容易干燥,要具有良好的印刷性和滴涂性。
(3)加热时应具有的性能能充分发挥焊剂中活性剂和润湿剂的作用,使焊膏具有良好的润湿性能。
(4)应具有的性能具有较好的焊接强度和黏度。
2.焊膏的选用
焊膏的选用主要根据工艺条件,使用要求及焊膏的性能选用,可参考以下几点选用焊膏。
(1) 根据印制电路板表面的清洁程度和要求选择不同活性的焊膏,一般选用R M A 型。
(2)焊膏的涂覆一般采用漏版印刷,不同的方法选用不同黏度的焊膏。
(3)双面焊接时,我们可以选择不同熔点的焊膏来焊接,一面采用高熔点焊膏,一面采用低熔点焊膏,保证两者相差30~40℃,以防止第一面已焊元器件脱落。
3.焊膏使用与存储
(1)焊膏应以密封形式保存在温度约为2~8℃低温环境下,最好保存在恒温、恒湿的冰箱内。
(2)焊膏使用时,应提前至少2h从冰箱中取出,密封置于室温下,待焊膏达到室温时打开瓶盖。
(3)为了保持良好的印刷性,漏印前必须充分搅拌均匀,搅拌约5~10min以后再投入使用。
(4)根据印制电路板的幅面及焊点的多少,决定第一次加到漏版上的焊膏量。
(5)焊膏印刷后应在24h内贴装完毕,超过时间应把焊膏清洗后重新印刷。
(二)工具设备
使用更小巧的专用电热镊子和恒温电烙铁,电烙铁的功率不超过20w,烙铁头是尖细的锥状。如果提高要求,最好有热风工作台、SMT维修工作站。
二、SMT电路板的手工焊接
(一)手工贴装SMT元器件
手工贴装SMT元器件俗称手工贴片。
1.手工贴片前,需要先在电路板的焊接部位涂抹助焊剂和焊膏。
2.采用手工贴片工具贴放SMT元器件。
3.手工贴片的操作方法。
以贴装SMC片状元件为例:用镊子夹持元件,把元件焊端对其两端焊盘,居中贴放在焊膏上,用镊子轻轻按压,使焊端进入焊膏。
4.在手工贴片前必须保证焊盘清洁。
新电路板上的焊盘都比较干净,但返修的电路板在拆掉旧元件以后,焊盘上就会有残留的焊料。贴换元器件到返修的位置之前,必须先用手工或半自动的方法清除残留在焊盘上的焊料。
(二)手工焊接工具与材料
1.用电烙铁焊接
用电烙铁焊接SMT元器件,最好使用恒温电烙铁,若使用普通电烙铁,烙铁的金属外壳应该接地,防止感应电压损坏元器件。由于片状元器件的体积大小,烙铁头的尖端要细,截面积应该比焊接面小一些。焊接时要注意随时擦拭烙铁尖,保持烙铁头洁净;焊接时间要短,一般不超过4s,看到焊锡开始熔化就立即抬起烙铁头;焊接过程中烙铁头不要碰到其他元器件;焊接完成后,要用带照明灯的2~5倍放大镜,仔细检查焊点是否牢固、有无虚焊现象。
2.用专用加热头拆焊元器件,热风焊接
在热风工作台普及之前,仅使用电烙铁拆焊SMT元器件是很困难的。同时用两把电烙铁只能拆焊电阻、电容等两端元件或二极管等引脚数目少的元器件,要拆卸晶体管和集成电路,须使用专用加热头。热风焊接通过用喷嘴把加热的空气或惰性气体(如氮气)指向焊接点和引脚来完成,手工操作一般选用手持式热风枪。热风焊接可以避免接触焊接的局部过热,热风温度范围一般是300~400℃,熔化焊锡所要求的时间取决于热风量的大小。较大的元件在取下或更换之前,加热时间可能会超过60s。热风焊接由于传热效率较低,加热过程缓慢,减少了对某些元件的热冲击,并且热风对每个焊盘的加热及熔化是均匀的,而且热风的温度和加热率是可控制、可重复和可预测的。
三、总结
焊膏印刷质量的好坏决定了电子产品的性能,焊膏的正确使用对印刷质量起到重要的影响。本着减少未来产品60%~70%缺陷的可能性我们要严格选择焊膏,根据产品的性能,质量,以及成本等要求选择和正确使用焊膏。本文还重点提出了表面贴装技术手工操作工艺、使用工具及其特点,进一步阐述了关键工序的要求和注意点。手工焊接/维修SMT元件,必须有足够的耐心和精细的操作,还必须掌握熟练的操作工艺。
参考文献:
[1]张文典,实用表面组装技术.电子工业出版社.2006.(2).
[2]周德俭、吴兆华,表面组装工艺技术.国防工业出版社.2002.(1).
[3]徐大林,表面贴装工艺(SMT)其趋势和未来[J].电子器件.1999.(2):107108.
[4]宣大荣,袖珍表面组装技术(SMT)工程师使用手册.北京.机械工业出版社.2007.(1).
作者简介:
刘敏,女,汉族,山东济南,山东省莱芜钢铁集团有限公司自动化部检测中心,学士学位,助理工程师,主要研究方向:电子技术。
[关键词]焊膏 SMT 手工焊接
中图分类号:TN6 文献标识码:A 文章编号:1671-7597(2008)1120017-01
SMT翻译成中文是表面贴装技术。随着电子产品的飞速发展,表面组装技术化逐渐取代了传统插装工艺。焊膏成为SMT中最重要的工艺材料,近年来也获得了飞速发展。在表面贴装工艺中,焊膏涂覆是SMT的一道关键工序,它将直接影响到SMA的焊接质量和可靠性。SMT电路板的焊接在生产企业中,一般使用再流焊和波峰焊两种方式。但在检修SMT电路板中,都可能需要在相对简陋的条件下进行手工操作。
一、SMT工艺中锡膏的使用
手工焊接贴片元器件,与焊接THT元器件有以下两点不同。
(一)焊接材料
一般要使用焊锡膏;焊膏是由合金焊料粉末和触变性焊剂混合而成的乳浊液组成,当其被加热到一定温度时,随着溶剂和部分添加剂的挥发,金焊料粉末的熔化,元器件的引脚和焊盘将被焊连在一起,最终冷却形成永久性连接的焊点,满足焊接所需要的电气连接和机械连接的功能。
1.电子产品SMT生产工艺对焊膏的技术要求
(1)具有较长的贮存寿命,贮存时不会发生化学变化。
(2)在室温下连续印刷涂敷焊膏时,焊膏不容易干燥,要具有良好的印刷性和滴涂性。
(3)加热时应具有的性能能充分发挥焊剂中活性剂和润湿剂的作用,使焊膏具有良好的润湿性能。
(4)应具有的性能具有较好的焊接强度和黏度。
2.焊膏的选用
焊膏的选用主要根据工艺条件,使用要求及焊膏的性能选用,可参考以下几点选用焊膏。
(1) 根据印制电路板表面的清洁程度和要求选择不同活性的焊膏,一般选用R M A 型。
(2)焊膏的涂覆一般采用漏版印刷,不同的方法选用不同黏度的焊膏。
(3)双面焊接时,我们可以选择不同熔点的焊膏来焊接,一面采用高熔点焊膏,一面采用低熔点焊膏,保证两者相差30~40℃,以防止第一面已焊元器件脱落。
3.焊膏使用与存储
(1)焊膏应以密封形式保存在温度约为2~8℃低温环境下,最好保存在恒温、恒湿的冰箱内。
(2)焊膏使用时,应提前至少2h从冰箱中取出,密封置于室温下,待焊膏达到室温时打开瓶盖。
(3)为了保持良好的印刷性,漏印前必须充分搅拌均匀,搅拌约5~10min以后再投入使用。
(4)根据印制电路板的幅面及焊点的多少,决定第一次加到漏版上的焊膏量。
(5)焊膏印刷后应在24h内贴装完毕,超过时间应把焊膏清洗后重新印刷。
(二)工具设备
使用更小巧的专用电热镊子和恒温电烙铁,电烙铁的功率不超过20w,烙铁头是尖细的锥状。如果提高要求,最好有热风工作台、SMT维修工作站。
二、SMT电路板的手工焊接
(一)手工贴装SMT元器件
手工贴装SMT元器件俗称手工贴片。
1.手工贴片前,需要先在电路板的焊接部位涂抹助焊剂和焊膏。
2.采用手工贴片工具贴放SMT元器件。
3.手工贴片的操作方法。
以贴装SMC片状元件为例:用镊子夹持元件,把元件焊端对其两端焊盘,居中贴放在焊膏上,用镊子轻轻按压,使焊端进入焊膏。
4.在手工贴片前必须保证焊盘清洁。
新电路板上的焊盘都比较干净,但返修的电路板在拆掉旧元件以后,焊盘上就会有残留的焊料。贴换元器件到返修的位置之前,必须先用手工或半自动的方法清除残留在焊盘上的焊料。
(二)手工焊接工具与材料
1.用电烙铁焊接
用电烙铁焊接SMT元器件,最好使用恒温电烙铁,若使用普通电烙铁,烙铁的金属外壳应该接地,防止感应电压损坏元器件。由于片状元器件的体积大小,烙铁头的尖端要细,截面积应该比焊接面小一些。焊接时要注意随时擦拭烙铁尖,保持烙铁头洁净;焊接时间要短,一般不超过4s,看到焊锡开始熔化就立即抬起烙铁头;焊接过程中烙铁头不要碰到其他元器件;焊接完成后,要用带照明灯的2~5倍放大镜,仔细检查焊点是否牢固、有无虚焊现象。
2.用专用加热头拆焊元器件,热风焊接
在热风工作台普及之前,仅使用电烙铁拆焊SMT元器件是很困难的。同时用两把电烙铁只能拆焊电阻、电容等两端元件或二极管等引脚数目少的元器件,要拆卸晶体管和集成电路,须使用专用加热头。热风焊接通过用喷嘴把加热的空气或惰性气体(如氮气)指向焊接点和引脚来完成,手工操作一般选用手持式热风枪。热风焊接可以避免接触焊接的局部过热,热风温度范围一般是300~400℃,熔化焊锡所要求的时间取决于热风量的大小。较大的元件在取下或更换之前,加热时间可能会超过60s。热风焊接由于传热效率较低,加热过程缓慢,减少了对某些元件的热冲击,并且热风对每个焊盘的加热及熔化是均匀的,而且热风的温度和加热率是可控制、可重复和可预测的。
三、总结
焊膏印刷质量的好坏决定了电子产品的性能,焊膏的正确使用对印刷质量起到重要的影响。本着减少未来产品60%~70%缺陷的可能性我们要严格选择焊膏,根据产品的性能,质量,以及成本等要求选择和正确使用焊膏。本文还重点提出了表面贴装技术手工操作工艺、使用工具及其特点,进一步阐述了关键工序的要求和注意点。手工焊接/维修SMT元件,必须有足够的耐心和精细的操作,还必须掌握熟练的操作工艺。
参考文献:
[1]张文典,实用表面组装技术.电子工业出版社.2006.(2).
[2]周德俭、吴兆华,表面组装工艺技术.国防工业出版社.2002.(1).
[3]徐大林,表面贴装工艺(SMT)其趋势和未来[J].电子器件.1999.(2):107108.
[4]宣大荣,袖珍表面组装技术(SMT)工程师使用手册.北京.机械工业出版社.2007.(1).
作者简介:
刘敏,女,汉族,山东济南,山东省莱芜钢铁集团有限公司自动化部检测中心,学士学位,助理工程师,主要研究方向:电子技术。