《无铅焊接技术》课程实验指导书

1、无铅焊接技术课程实验指导书张勇 曾小兰 编材料科学与工程学院功能材料系2013年4月实验一：微细间距QFP器件手工拆卸与焊接  一、实验目的 1、 学习焊接技术，熟悉焊接方法。 2、 进行有一定难度的焊接练习，提高解决实际焊接问题的能力。 3、 学习贴片元件、其它复杂元器件、异型元器件的拆卸和焊接。  二、实验器材 所需的工具和材料    电烙铁、焊锡线、镊子、小刀(用于拆卸粘在芯片表面的散热片)、固定架(用于稳固待拆芯片的PCB板)、吸锡带、酒精等。三、实验方法 过程     下面介绍更换一个引线形状是

2、标准的鸥翼形、符合 JEDEC 标准的 QFP 。本节分为三个部分：    A 拆除器件    B 清洗电路板    C 焊接新器件A 拆除器件1、准备工作：（1）将装有待拆除 lC 的电路板进行可靠固定。（2）将焊台加热到 8000F ( 425 ) ，清洁烙铁头。2、 将电烙铁的温度调节至摄氏320 度左右，然后往需要拆除的芯片的四面引脚加锡。直至刚好完全浸过每边的所有引脚为止 ，如果锡加多会漏出粘到周边的区域为维修带来的不必要的麻烦，如果少了导致拆除失败，严重还会损坏PCB 线路，如下图所示：4、上

3、面工作准备好后再将电烙铁温度调整至摄氏420 度左右。5、 拆焊时等温度升至稳定在420 摄氏度左右时就开始为四面加满锡的芯片上面锡加热，并且需要按顺时针或逆时针方向慢慢加热熔化引脚上面的焊锡：即先加热第一排引脚至焊锡完全熔化，随即再加热第二排引脚焊锡至熔化，然后加热第三脚引脚焊锡熔化，依次类推重复以上步骤多次直至四排引脚的焊锡完全熔化，在单排引脚加热过程中需要来回移动一下电烙铁，便于均匀加热焊锡，加热方向如下图示：6、 加热过程中观察四面的焊锡熔化状态，发现四面都均匀熔化后就可以用镊子在芯片的角边底下轻轻挑起芯片，直至成功拆下损坏的QFP 芯片了，拆除过程中不能操之过急，以免损坏线路或焊焦P

4、CB 板子，成功拆下芯片图示：B 清洗电路板在完成前述的 QFP 拆除工作后要进行的电路板清洗。清洗焊盘的目的是使它们变得平坦，没有焊锡和焊剂。用吸锡带吸除焊锡，直到焊盘变平坦和暗淡为止。一个清洁的焊盘看起来应该是暗银色。图20. QFP 拆除后的焊盘图21用吸锡带吸除焊盘上的焊锡图22重复所有焊盘    如果有焊盘从 PCB 上松动，使用牙锄或其它尖状物件重新调整该焊盘（图 23 和图 24 ）。图 23 清洗焊盘，但有一个焊盘变弯图 24 被矫直的焊盘C 焊接一个新 QFPPCB 上的焊盘应是清洁的并且上面没有任何焊锡。用镊子或其它安全的方法小心地将新的 QF

5、P 器件放到 PCB 上。要保证器件不是跌落下来的，因为引脚很容易损坏。    用一个小锄或类似的工具推动器件，使其与焊盘对齐，尽可能对得准确一些。要保证器件的放置方向是正确的（引脚 1 的方向）。图 25 靠近焊盘的新 QFP ，准备对齐图 26 . QFP 已对准位置将焊台温度调到 725 下（ 385 ）。将烙铁尖沾上少量的焊锡。用一个小锄或其它带尖的工具向下按住已对准位置的 QFP ，在两个对角位置的引脚上加少量的焊剂。仍然向下按住 QFP ，焊接两个对角位置上的引脚。此时不必担心加过量的焊锡或两个相邻引脚发生短路。目的是用焊锡将已对准位置的 QFP 固定

6、住，使其不能移动。图 27 已对准位置的 QFP 准备固定    在焊完对角后，重新检查 QFP 的位置对准情况。如有必要，进行调整或拆除并重新在 PCB 上对准位置。图 28 焊住对角的 QFP现在你已准备好焊接所有的引脚。在烙铁尖上加上焊锡。将所有的引脚涂上焊剂使引脚保持湿润。 用烙铁尖接触每个 QFP 引脚的末端，直到看见焊锡流入引脚。重复所有引脚。必要时向烙铁尖加上少量的焊锡。如果看到有焊锡搭接，你也不必担心，因为在下一步你将清除它。 在焊接时要保持烙铁尖与被焊引脚并行，防止因焊锡过量发生搭接。图 29 保持烙铁尖与被焊引脚并行

7、0;  焊完所有的引脚后，用焊剂浸湿所有引脚以便于焊锡清洗。在需要的地方吸掉多余的焊锡以消除任何短路搭接。图 30 吸除焊锡1图 31 吸除焊锡 2    用 4 倍放大镜（或更高倍数）检查短路或边缘焊锡搭接。焊锡搭接应在每个器件引脚与 PCB之间有一个平滑的熔化过渡。如有必要，重焊这些引脚。图 32 外观检查    检查完成后，该从电路板上清除焊剂。将硬毛刷浸入酒精，沿引脚方向擦拭。用力要适中，不要过分用力。要用足够的酒精在 QFP 引脚间仔细擦拭，直到焊剂消失为止。图 33 用于清洗的异丙基酒精和硬毛刷只能沿引脚方向刷洗

8、    用压缩干燥空气或氮干燥电路板。如果没有这样的设备，要让电路板在空气中干燥 30 分钟以上，使 QFP 下方的酒精能够挥发。QFP 引脚应看起来明亮，没有残留的焊剂。图 34 清洁而明亮    重新检查焊接质量。如有必要，重焊引脚。图 35 立体变焦检查台（ 7x 到 40x 放大）帮助检查焊接质量实验二、手工焊接技术训练手工焊接的基本步骤一 焊接操作姿势与卫生焊剂加热挥发出的化学物质对人体是有害的，如果操作时鼻子距离烙铁头太近，则很容易将有害气体吸入。一般烙铁离开鼻子的距离应至少不小于30cm，通常以40cm时为宜。电烙铁拿法

9、有三种，如图一所示。反握法动作稳定，长时间操作不宜疲劳，适于大功率烙铁的操作。正握法适于中等功率烙铁或带弯头电烙铁的操作。一般在操作台上焊印制板等焊件时多采用握笔法。焊锡丝一般有两种拿法，如图二所示。由于焊丝成分中，铅占一定比例，众所周知铅是对人体有害的重金属，因此操作时应戴手套或操作后洗手，避免食入。使用电烙铁要配置烙铁架，一般防止再工作台右前方，电烙铁用后一定要稳妥防御烙铁架上，并注意导线等物不要碰烙铁头。二 五步法训练作为一种初学者掌握手工锡焊技术的训练方法，五步法是卓有成效的。如图三所示，当我们把焊锡融化道烙铁头上时，焊锡丝重的焊剂伏在焊料表面，由于烙铁头温度一般都再250350以上，

10、当烙铁放道焊点上之前，松香焊剂将不断挥发，而当烙铁放到焊点上时由于焊件温度低，加热还需一段时间，在此期间焊剂很可能挥发大半甚至完全挥发，因而在润湿过程中由于缺少焊剂而润湿不良。同时由于焊料和焊件温度差很多，结合层不容易形成，很难避免虚焊。更由于焊剂的保护作用丧生后焊料容易氧化，质量得不到保证就在所难免了。正确的方法应该时五步法： 1.准备施焊准备好焊锡丝和烙铁。此时特别强调的施烙铁头部要保持干净，即可以沾上焊锡（俗称吃锡）。2 加热焊件将烙铁接触焊接点，注意首先要保持烙铁加热焊件各部分，例如印制板上引线和焊盘都使之受热，其次要注意让烙铁头的扁平部分（较大部分）接触热容量较大的焊件，烙铁头的侧面

11、或边缘部分接触热容量较小的焊件，以保持焊件均匀受热。3 熔化焊料当焊件加热到能熔化焊料的温度后将焊丝置于焊点，焊料开始熔化并润湿焊点。4 移开焊锡当熔化一定量的焊锡后将焊锡丝移开。5 移开烙铁当焊锡完全润湿焊点后移开烙铁，注意移开烙铁的方向应该是大致45°的方向。上述过程，对一般焊点而言大约二，三秒钟。对于热容量较小的焊点，例如印制电路板上的小焊盘，有时用三步法概括操作方法，即将上述步骤2，3合为一步，4，5合为一步。实际上细微区分还是五步，所以五步法有普遍性，是掌握手工烙铁焊接的基本方法。特别是各步骤之间停留的时间，对保证焊接质量至关重要，只有通过实践才能逐步掌握。实验安排2015-2016第2学期1、 实验时间及班级：第 13