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硬件焊接技术

来源:龙人计算机研究所 作者:站长 时间:2006-11-06 10:20:22


★重点
    焊接是维修电子产品很重要的一个环节。电子产品的故障检测出来以后,紧接着的就是焊接。
    焊接电子产品常用的几种加热方式:烙铁,热空气,锡浆,红外线,激光等,很多大型的焊接设备都是采用其中的一种或几种的组合加热方式。

   常用的焊接工具有:电烙铁,热风焊台,锡炉,BGA焊机


   焊接辅料:焊锡丝,松香,吸锡枪,焊膏,编织线等。
   电烙铁主要用于焊接模拟电路的分立元件,如电阻、电容、电感、二极管、三极管、场效应管等,也可用于焊接尺寸较小的QFP封装的集成块,当然我们也可以用它来焊接CPU断针,还可以给PCB板补线,如果显卡或内存的金手指坏了,也可以用电烙铁修补。电烙铁的加热芯实际上是绕了很多圈的电阻丝,电阻的长度或它所选用的材料不同,功率也就不同,普通的维修电子产品的烙铁一般选用20W-50W。有些高档烙铁作成了恒温烙铁,且温度可以调节,内部有自动温度控制电路,以保持温度恒定,这种烙铁的使用性能要更好些,但价格一般较贵,是普通烙铁的十几甚至几十倍。纯净锡的熔点是230度,但我们维修用的焊锡往往含有一定比例的铅,导致它的熔点低于230度,最低的一般是180度。

新买的烙铁首先要上锡,上锡指的是让烙铁头粘上焊锡,这样才能使烙铁正常使用,如果烙铁用得时间太久,表面可能会因温度太高而氧化,氧化了的烙铁是不粘锡的,这样的烙铁也要经过上锡处理才能正常使用。

   焊接:
   拆除或焊接电阻、电容、电感、二极管、三极管、场效应管时,可以在元件的引脚上涂一些焊锡,这样可以更好地使热量传递过去,等元件的所有引脚都熔化时就可以取下来或焊上去了。焊时注意温度较高时,熔化后迅速抬起烙铁头,则焊点光滑,但如温度太高,则易损坏焊盘或元件。


   补PCB布线
    PCB板断线的情况时有发生,显示器、开关电源等的线较粗,断的线容易补上,至于主板、显卡、笔记本的线很细,线距也很小,要想补上就要麻烦一些。要想补这些断线,先要准备一个很窄的扁口刮刀,刮刀可以自已动手用小螺丝刀在磨刀石上磨,使得刮刀口的宽度与PCB板布线的宽度差不多。补线时要先用刮刀把PCB板断线表面的绝缘漆刮掉,注意不要用力太大以免把线刮断,另外还要注意不要把相临的PCB布线表面的绝缘漆刮掉,为的是避免焊锡粘到相临的线上,表面处理好以后就要在上面均匀地涂上一层焊膏,然后用烙铁在刮掉漆的线上加热涂锡,然后找报废的鼠标,抽出里面的细铜丝,把单根铜丝涂上焊膏,再用烙铁涂上焊锡,然后用烙铁小心地把细铜丝焊在断线的两端。
焊接完成后要用万用表检测焊接的可靠性,先要量线的两端确认线是否已经连上,然后还要检测一下补的线与相临的线是否有粘连短路的现象。

   塑料软线的修补
   光驱激光头排线、打印机的打印头的连线经常也有断裂的现象,焊接的方式与PCB板补线差不多,需要注意的是因普通塑料能耐受的温度很低,用烙铁焊接时温度要把握好,速度要尽量快些,尽量避免塑料被烫坏,另外,为防止受热变形,可用小的夹子把线夹住定位。

CPU断针的焊接:
   CPU断针的情况很常见,370结构的赛扬一代CPU和P4的CPU针的根部比较结实,断针一般都是从中间折断,比较容易焊接,只要在针和焊盘相对应的地方涂上焊膏,上了焊锡后用烙铁加热就可以焊上了,对于位置特殊,不便用烙铁的情况可以用热风焊台加热。
   赛扬二代的CPU的针受外力太大时往往连根拔起,且拔起以后的下面的焊盘很小,直接焊接成功率很低且焊好以后,针也不易固定,很容易又会被碰掉下来,对于这种情况一般有如下几种处理方式:第一种方式:用鼠标里剥出来的细铜丝一端的其中一根与CPU的焊盘焊在一起,然后用502胶水把线粘到CPU上,另一端与主板CPU座上相对应的焊盘焊在一起,从电气连接关系上说,与接插在主板上没有什么两样,维一的缺点是取下CPU不方便。第二种方式:在CPU断针处的焊盘上置一个锡球(锡球可以用BGA焊接用的锡球,当然也可以自已动手作),然后自已动手作一个稍长一点的针(,插入断针对应的CPU座内,上面固定一小块固化后的导电胶(导电胶有一定的弹性),然后再把CPU插入CPU座内,压紧锁死,这样处理后的CPU可能就可以正常工作了。

显卡、内存条等金手指的焊接:
   显卡或内存如果多次反复从主板上拔下来或插上去,可能会导致金手指脱落,供电或接地的引脚也常会因电流太大导致金手指烧坏,为使它们能够正常使用,就要把金手指修补好,金手指的修补较简单,可以从别的报废的卡上用壁纸刀刮下同样的金手指,表面处理干净后,用502胶水小心地把它对齐粘在损坏的卡上,胶水凝固以后,再用壁纸刀把新粘上去的金手指的上端的氧化物刮掉,涂上焊膏,再用细铜丝将它与断线连起来即可。

集成块的焊接:
    在没有热风焊台的情况下,也可考虑用烙铁配合焊锡来拆除或焊接集成块,它的方法是用烙铁在芯片的各个引脚都堆满焊锡,然后用烙铁循环把焊锡加热,直到所有的引脚焊锡都同时熔化,就可以把芯片取下来了。把芯片从电路板上取下来,可以考虑用细铜丝从芯片的引脚下穿过,然后从上面用手提起。

热风焊台
    热风焊台是通过热空气加热焊锡来实现焊接功能的,黑盒子里面是一个气泵,性能好的气泵噪声较小,气泵的作用是不间断地吹出空气,气流顺着橡皮管流向前面的手柄,手柄里面是焊台的加热芯,通电后会发热,里面的气流顺着风嘴出来时就会把热量带出来。

    每个焊台都会配有多个风嘴,不同的风嘴配合不同的芯片来使用,事实上,现在大多数的技术人员只用其中的一个或两个风嘴就可以完成大多数的焊接工作了,也就是这种圆孔的用得最多。根据我们的使用情况,热风焊台一般选用850型号的,它的最大功耗一般是450W,前面有两个旋钮,其中的一个是负责调节风速的,另一个是调节温度的。使用之前必须除去机身底部的泵螺丝,否则会引起严重问题。使用后,要记得冷却机身,关电后,发热管会自动短暂喷出凉气,在这个冷却的时段,请不要拔去电源插头。否则会影响发热芯的使用寿命。注意,工作时850的风嘴及它喷出的热空气温度很高,能够把人烫伤,切勿触摸,替换风嘴时要等它的温度降下来后才可操作。

下面讲述QFP芯片的更换

    首先把电源打开,调节气流和温控旋钮,使温度保持在250-350度之间,将起拔器置于集成电路块之下,让喷嘴对准所要熔化的芯片的引脚加热,待所有的引脚都熔化时,就可以抬起拔器,把芯片取下来。取下芯片后,可以涂适量焊膏在电路板的焊盘上,用风嘴加热使焊盘尽量平齐,然后再在焊盘上涂适量焊膏,将要更换的芯片对齐固定在电路板上,再用风嘴向引脚均匀地吹出热气,等所有的引脚都熔化后,焊接就完成了。最后,要注意检查一下焊接元件是否不短路虚焊的情况。

BGA芯片焊接:
    要用到BAG芯片贴装机,不同的机器的使用方法有所不同,附带的说明书有详细的描述。

插槽(座)的更换:
    插槽(座)的尺寸较大,在生产线上一般用波峰焊来焊接,波峰焊机可以使焊锡熔化成为锡浆并使锡浆形成波浪,波浪的顶峰与PCB板的下表面接触,使得插槽(座)与焊盘焊在一起,对于小批量的生产或维修,往往用锡炉来更换插槽(座),锡炉的原理与波峰焊差不多,都是用锡浆来拆除或焊接插槽,只要让焊接面与插槽(座)吻合即可。

贴片式元器件的拆卸、焊接技巧 
    贴片式元器件的拆卸、焊接宜选用200~280℃调温式尖头烙铁。贴片式电阻器、电容器的基片大多采用陶瓷材料制作,这种材料受碰撞易破裂,因此在拆卸、焊接时应掌握控温、预热、轻触等技巧。控温是指焊接温度应控制在200~250℃左右。预热指将待焊接的元件先放在100℃左右的环境里预热1~2分钟,防止元件突然受热膨胀损坏。轻触是指操作时烙铁头应先对印制板的焊点或导带加热,尽量不要碰到元件。另外还要控制每次焊接时间在3秒钟左右,焊接完毕后让电路板在常温下自然冷却。以上方法和技巧同样适用于贴片式晶体

二、三极管的焊接。
    贴片式集成电路的引脚数量多、间距窄、硬度小,如果焊接温度不当,极易造成引脚焊锡短路、虚焊或印制线路铜箔脱离印制板等故障。拆卸贴片式集成电路时,可将调温烙铁温度调至260℃左右,用烙铁头配合吸锡器将集成电路引脚焊锡全部吸除后,用尖嘴镊子轻轻插入集成电路底部,一边用烙铁加热,一边用镊子逐个轻轻提起集成电路引脚,使集成电路引脚逐渐与印制板脱离。用镊子提起集成电路时一定要随烙铁加热的部位同步进行,防止操之过急将线路板损坏。

    换入新集成电路前要将原集成电路留下的焊锡全部清除,保证焊盘的平整清洁。然后将待焊集成电路引脚用细砂纸打磨清洁,均匀搪锡,再将待焊集成电路脚位对准印制板相应焊点,焊接时用手轻压在集成电路表面,防止集成电路移动,另一只手操作电烙铁蘸适量焊锡将集成电路四角的引脚与线路板焊接固定后,再次检查确认集成电路型号与方向,正确后正式焊接,将烙铁温度调节在250℃左右,一只手持烙铁给集成电路引脚加热,另一只手将焊锡丝送往加热引脚焊接,直至全部引脚加热焊接完毕,最后仔细检查和排除引脚短路和虚焊,待焊点自然冷却后,用毛刷蘸无水酒精再次清洁线路板和焊点,防止遗留焊渣。

检修模块电路板故障前,宜先用毛刷蘸无水酒精清理印制板,清除板上灰尘、焊渣等杂物,并观察原电路板是否存在虚焊或焊渣短路等现象,以及早发现故障点,节省检修时间。