電子技術必讀:元器件的拆卸及焊接

元器件的拆卸

在製作、維修、生產過程中,不可避免地要檢測、更換元器件,若拆卸、焊接不當,往往會造成元器件損壞、焊盤起皮或脫落、印製銅箔斷裂等情況。

1.不超過三隻腳的元器件可以有以下幾種方法拆下

1)逐腳焊離,即加熱元器件一腳處焊錫至熔化,用手捏住元件朝一個方向移動拔出其引腳,然後用此法焊下剩餘元器件引腳。注意,有些元器件引腳在生產時有特意打彎的情況,此時應先在熔化焊點後用烙鐵頭把其彎腳擺正,才能順利焊下元器件。如圖1。

圖1 三個腳及以下的元器件

2)可以一次性加熱全部引腳焊熔錫點拆下元器件,如引腳間隙小的晶體振盪器、三極體和兩引腳的貼片元件等,如圖2所示。當然,接下來的一些方法也一樣可以適用在這裡。

圖2 三極體與兩引腳貼片元件

2.多腳元器件的拆卸

1)加熱焊點使其熔化後,用空心醫用針頭插入元器件引腳並轉動針頭,然後移開烙鐵,同時轉動針頭直至焊錫冷卻凝固,再取出針頭。運用這個方法雖然能省錫,可也要注意,不能把焊盤給從電路板轉起來,方法如圖3。

圖3 針頭配合電烙鐵(右圖為工作完成圖)

2)加熱錫點熔化後用吸錫器吸走熔化了的錫,有時一個焊點可能要吸幾次才行,方法如圖4。

圖4 吸錫器配合電烙鐵(右圖為工作完成圖)

這些方法你都可以試一試,針對不同的情況使用,它們各有各的優勢。如果遇到的是雙面板,一般是用吸錫器配合才方便拆卸,並能使過孔中的焊錫也吸走成通孔。

3.單列或雙列直插、貼片晶片的拆卸

如果是拆普通單列或雙列直插集成電路,可以在其腳間加足量的錫連接或覆蓋其引腳,使其連成錫條,然後加熱其中一列錫條,且沿錫條來回移動烙鐵,讓其全熔化後用鑷子夾起或插入螺釘旋具撬起IC,讓此列引腳從PCB上分離開來,用如上所述方法拆下另一列引腳。

也可以這樣做:在加熱熔化一列焊錫後馬上加熱另一列焊錫,直至兩列焊錫全部熔化後取下IC。此方法僅適用於引腳不多的晶片,如圖5所示。

圖5 能用這兩種方法拆卸的元器件

如果是雙列引腳晶片、貼片IC,也可以用上面所講的方法一次性來拆卸,如圖6所示。

圖6 可一次性焊下的元器件

4.四列型晶片的拆卸

(1)如果是超小型四列型的貼片IC,如圖7所示,一般是可以用錫加滿所有引腳,幾乎連成一整圈錫,然後待其全熔化後,用鑷子夾走或用烙鐵頭拔起分離。

圖7 超小型四列型的貼片IC

(2)遇上非常多引腳的IC,如果一個烙鐵溫度不夠,可用兩個烙鐵對邊加熱來拆下晶片,但是初期操作有些難度。這個方法有意思吧,有機會就要去試試了。

切記要注意:烙鐵頭來回移動時放在元器件引腳上要好些,如果放在引腳邊緣與焊盤相鄰處,容易操作不當把焊盤刮傷,而引起新的問題。

(3)如果條件允許,可以用台式熱風焊槍拆卸,實際上工廠裡的這些操作時大多用熱風焊槍(見圖8)來完成。

圖8 手持式與台式熱風焊槍

熱風焊槍加熱拆卸的具體做法如下:

1)為安全起見,用耐高溫紙膠粘住晶片周圍的貼片元器件,防止貼片元器件無意中被吹走。

2)將焊錫膏均勻塗在貼片晶片的四周引腳上,以防止損壞焊盤。沒有焊錫膏、松香之類的話,也可以視情況看需不需要四周引腳上熔上焊錫,以利於更好的拆卸。

3)啟動熱風焊槍,調到合溫度與風速,待溫度恆定後,將熱風焊槍對晶片引腳進行加熱。操作速度要快,使各引腳焊盤均勻熔化。用鑷子夾起晶片,即成功、完好卸下晶片。

(4)有一種方法可以在不加錫的情況下拆除貼片IC,用一根細長的不太易沾錫的金屬線,從元件引腳與PCB間的間隙穿過,如圖9所示,把線的一頭在貼片IC引腳旁的焊盤上焊住,然後從另一端引腳加熱熔化第一個引腳焊錫,移走烙鐵,把另一端未固定的線頭用手捏住成45°左右向外拉,即可把此引腳與PCB焊盤分離開來。依此操作,焊下整個晶片;實際上的操作,可能會一次性熔化幾個引腳焊點。

圖9 可以嘗試下,但這個方法不太好用

(5)如果是業餘維修,確認此貼片IC已損壞,而又難以拆卸時,可用刀片割斷全部引腳,然後焊走全部斷裂附著在焊盤上的引腳。此法運用時一定要注意力道,不能把銅箔條割斷,如圖10所示。

圖10 簡單、快速的方法

(6)還有一種方法是採用細銅網線,先在銅網線上沾些松香或助焊劑,把它放在錫點上,在加熱熔化錫點後在電烙鐵的帶動下一起移走,焊盤上的錫也帶走,使元器件引腳與焊盤脫離。這個方法不太適用於貼片晶片,拆卸其他元器件也較麻煩,所以極少使用(見圖11)。

圖11 採用細銅網線吸走焊錫

5.元器件拆卸的相關處理

如果發現元器件引腳處焊錫太少,或難以熔化而導致很難拆卸,我們可以在原錫點處補焊一些錫,以使現在所加的焊錫加速原焊錫的熔化,順利將元器件拆焊。

拆下元器件後PCB上的引腳孔可能被錫覆蓋,這時可用針頭或牙籤在錫熔化後插入引腳孔,轉動針頭或牙籤不停,直到移開電烙鐵後焊錫冷卻,這樣引腳孔就通了,可以插入元器件進行焊接了。

一般情況下,你也可以用烙鐵頭熔化焊錫後由引腳孔把烙鐵頭向外拔動,以把錫帶走而使引腳孔通暢。對於堵在過孔裡的錫,只能用吸錫器使其過孔通暢,遇上難處理的可能要在其孔加錫吸幾次才能成功,有些較深的過孔可能要從電路板兩面分別吸才行。

元器件的焊接

1.焊接的要求與常規焊接過程

元器件的焊接,主要注意的是:掌握好加熱的時間、採用合適的溫度及良好的操作動作。不同的元器件焊接,在不同的溫度、風流量等環境中,使用不同的電烙鐵及烙鐵頭,要掌握的這三個方面技巧也各不相同,這就需要我們在大量實際操作中得到鍛煉和提高。

常規焊接過程如圖12所示。

圖12 焊接過程示意圖

焊接前應先把元器件引腳、PCB焊盤的氧化物清除乾淨,必要時還需先上錫,不方便清除氧化物的應用刀片刮其引腳見有光亮後加錫,或用電烙鐵接觸其引腳,邊加熱邊加焊錫熔化,並用烙鐵頭來回地刮,這才能保證焊接質量,但是要注意,一次連續的焊接時間不能太長,以免損壞元器件、導線的絕緣層、插座等元器件的塑料支架、部件。

尤其是自己備用已久的元器件,引腳會氧化發黑。如果是在電子製作的情況下,PCB焊盤可能會因長時間外露而氧化嚴重,都需要用刀片刮淨方能焊接。

視不同元器件要把加熱時間控制好,焊接時將烙鐵頭同時加熱元器件引腳和PCB焊盤,在1.5s左右後再把焊錫絲放入三者的接觸處熔化,直至適量且焊接牢固。時間一般在3s內,有些大功率元器件焊接時間還要稍長些。焊好後一般先移走焊錫絲,然後再把烙鐵頭與引腳成90°角或平行朝上將電烙鐵移走。焊接完畢後要檢查焊接是否符合要求,盡量避免虛焊、短路等情況。

2.貼片元器件焊接

(1)焊接貼片元器件,如貼片電阻、電容、電感元件及二極體、三極體等引腳較少的器件時,一般使用扁型斜口刀型烙鐵頭或者錐形(尖頭)烙鐵頭,則焊接相對容易一些。常規焊接方法及過程如圖13所示。

圖13 貼片電容的焊接操作

(順序為從左至右,從上之下)

貼片元器件的具體焊接過程是:可以先在一個焊盤上加些錫,然後用鑷子夾住元器件在焊盤上放正,焊上一引腳之後,再看看是否偏位了,如果已放正,就再焊上另外的引腳。在沒有鑷子的情況下也可以這樣,用電烙鐵把焊錫絲焊在元器件一引腳上,捏住焊錫絲把元器件置於待焊接處,用電烙鐵焊接元器件引腳即可。也可以先用手把元器件放在待焊處,用左手手指壓住元器件,再進行焊接。

(2)如果是焊接貼片晶片,如圖14所示。可用鑷子小心地將晶片放到PCB上,要保證晶片的放置方向正確,注意不要折彎、損壞引腳,使引腳與焊盤對齊。將烙鐵頭沾上少量的焊錫,用手指或工具向下按住已對準位置的晶片,焊接兩個對角位置上的引腳,使晶片固定而不能移動。

圖14 貼片IC焊接

在焊完對角後重新檢查晶片的位置是否對準,如有必要可進行調整或拆除並重新在PCB上對準定位。

在引腳處均勻塗上助焊劑,然後焊上錫堆,將電路板沿待焊引腳列方向傾斜,從一列引腳頭開始向下移動電烙鐵,帶動焊錫移動,使引腳牢固焊於焊盤上。

照此法焊完其他列引腳,若有引腳被錫短路,用斜口烙鐵頭順著引腳徑向方向快速移動,這樣就能將引腳間的短路錫去除。

若這樣難以清除這些錫,可以邊加錫邊移動電烙鐵,再或者在錫短路處再加些助焊劑,便能解決問題。當你的焊接技術有些熟練後,可以這樣操作,將晶片對準焊盤,左手捏住錫線,小手指或無名指按住晶片,右手拿電烙鐵,先把一列多個引腳加錫焊住,然後再進行正常焊接。

注意:這裡所用的焊錫絲純度一定要高,烙鐵頭在使用過程中要保持清潔,在去除引腳短路錫時,烙鐵頭斜口上最好沒有錫,這樣才能把這些短路錫去除。在同一處的操作次數不宜太多,以防銅箔損傷,同時還要注意,斜口烙鐵頭在引腳處移動時,動作要輕,不可壓著引腳與銅箔條拖動,以防颳起極細的銅箔焊盤及弄彎引腳而引起短路。

焊接完之後一定要對焊接的質量進行檢查,焊點的外觀必需盡量符合前面所講的要求,條件許可的情況下,對電路板再進行一下清洗工作就更完美了,如圖15所示。

圖15 清洗後完美如新

在日常小製作中與電器維修中,焊接的質量對製作、維修的質量影響極大。所以,學習電子技術,必須練好焊接基本功,紮實掌握焊接技術。

3.插腳元器件焊接

某些元器件可藉助鑷子來夾住元器件引腳進行焊接,在起固定作用的同時,以利於元器件散熱。普通插腳元器件插入PCB到位後,逐腳焊接即可。

焊多腳元器件時,應先焊兩個引腳將元器件固定,如果是貼片晶片還要看所有引腳有沒有跟焊盤對應好,然後再一個引腳一個引腳地焊好,也可以用拖焊法焊接,如集成電路焊接就可以採用拖焊法。在工廠的生產線都是採用這種方法焊接多引腳元器件的,具體操作過程是讓PCB上待焊引腳成豎向,且讓PCB與工作檯面成一定度數斜坡,然後電烙鐵接觸最上一腳,待其加熱充分後加錫,同時電烙鐵下移,不停地加錫,利用錫的流動性,加上斜坡對焊錫的易流性,一般能順利焊完一列元器件引腳,若有連焊再單獨焊開即可。

也可以先在引腳處塗些助焊劑,再在頂部加足錫,然後用電烙鐵從上到下加熱引錫到底部引腳就行了。

最後,著重分析一下虛焊產生的原因及解決方法

虛焊產生的原因及現象

1.虛焊產生的原因

(1)主要是焊錫本身質量不良、焊接時用錫量太少、焊錫熔點比較低、元器件長期工作發熱嚴重引起焊錫質變。

(2)其次是元器件焊接時沒有把引腳氧化層除去,或焊盤未處理好。

而這些大部分是可以在生產或維修期間得到較好控制的。

2.虛焊的外觀現象

通過細心觀察,你會發現虛焊一般是存在於焊錫點與PCB焊盤、元器件引腳與焊錫點、焊錫點本身部分這三類情況中(見圖16)。

圖16 三種虛焊點示意圖

(1)前者主要是在焊接時焊盤不易上錫、焊錫焊點偏高以及焊接溫度偏低、焊錫質量差引起的。焊點與焊盤之間虛焊,只要你在元器件上往下按,會鬆動的就是這種情況了。

(2)中者主要是元器件引腳在焊接時氧化層未清除造成,或者是因為元器件長期工作,元件引腳氧化加之元器件發熱嚴重,使元器件引腳與焊錫分離了。元器件腳與焊錫點間虛焊,用手按一下焊錫面中突出的元器件引腳能動就說明虛焊了。

(3)後者主要是發生在元器件發熱量大的焊錫點,因用錫量偏少,焊錫質量差引起,但是用錫量足夠而發熱特別嚴重的地方也會引起這類虛焊的發生,你會明顯看到有一圈焊錫已與焊盤本體錫點分離,用手輕輕拔動元器件引腳,引腳上的焊錫會產生如傘狀環型裂紋,與焊盤上錫點分離開來。

此外,PCB銅箔斷裂也會造成接觸不良,對於時而正常時而導常或用手拍打出現異常或立即正常的情況,就有可能是虛焊或接觸不良的現象。一般來說,要將懷疑存在虛焊的焊點逐一重新補焊,這也是提高維修效率,解決問題的好方法。

知識拓展:關於元器件引腳鍍層的種類

(1)最常見的是鉛錫合金,易產生烏黑色氧化物,不利於焊接,需颳去此層氧化物。

(2)鍍銀引腳,易產生不可焊的黑色氧化物,需將此層颳去露出紫銅才利於焊接。

(3)鍍金引腳,一般是用橡皮擦將鍍金層上的污垢及氧化物擦去即可,而不能用刀具刮,因為鍍金層的基材很難上錫。

經驗分享:容易出現虛焊的地方

(1)體積和重量比較大的元器件,在安裝或搬運的過程中容易產生應力。

(2)經常受到外力作用的元器件,如插接元器件、各種要調節的微動開關與電位器之類元器件。若這些經常受到外力作用或者使用不當會使這些元器件產生鬆動,久而久之產生虛焊。

(3)工作溫度比較高的元器件,比如大功率電阻、大功率開關管和散熱器周圍元器件等,這些元器件由於本身的溫度比較高,在熱脹冷縮作用下其引腳很容易產生虛焊現象。

(4)線路板容易產生變形的部位,電路板有的部位沒有固定,長期處於懸空狀態,而有的固定不平整,容易出現變形。安裝在變形部位的元器件就比較容易出現虛焊現象。

(5)安裝不合理的元器件。

虛焊的解決

1.虛焊的發現

大多數的虛焊情況憑肉眼可以看出來,不過這要靠你平時多看,多分析它的特點。同時可以用手輕搖元器件或反面引腳,看元器件引腳、焊點與焊盤間是否有鬆動、裂紋。

有的虛焊故障點非常隱蔽,所以在檢修虛焊故障時要認真仔細,要有足夠的環境亮度,必要時還可以藉助於放大鏡和萬用表檢查。

2.虛焊的解決

在高電壓、大電流沖擊環境下的元器件會出現虛焊。所以要防止虛焊的問題,在保證焊錫質量的情況下,具體的操作過程非常重要,用錫量、溫度、時間、引腳處理等足以影響虛焊的發生。具體的各要點,你自己可以結合上面的知識理解清楚。例如電器在使用若干年後很易出現虛焊,大多故障就是因為虛焊引起的,因為焊點用錫量太少了。

另外,也要採用一些其它措施來預防此類問題的再次發生,如將功率型元器件引腳折彎後緊貼PCB焊盤焊接,以增大焊接面積,或將大功率電阻等元器件引腳通過穿芯插針焊接在焊盤上,或將PCB焊盤過孔中加空心銅鉚後再焊接。以上這些措施可大大減小發熱元器件虛焊的發生。

對於虛焊的部位,不是再補焊一下那麼簡單處理,還要分析造成這種情況的原因,如果是焊錫少造成的虛焊,再補焊一下就可以了。如果是因為引腳的氧化層沒有清理好,如果補焊的話,效果也不是很好,再一個焊的時間長了也容易對電路板造成損壞,我的經驗是把元器件焊下來用小刀刮淨,搪錫後再進行焊接會好一點。

希望初學者的你,重視焊接技術,在大量實際動手操作中不斷鞏固,提高自己的操作能力。

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文章來源: https://www.twgreatdaily.com/cat105/node1222273

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