Kuinka juottaa sirukomponentteja: SMD-uudelleentyöstöopas

Pintaliitospiirikomponenttien (SMD) käsinjuottaminen on opittavissa oleva taito, kunhan sinulla on oikeat työkalut ja menetelmä kullekin kotelotyypille. Ydinajatus on yksinkertainen: lämpötilasäädelty rauta, hyvä juoksute, hieno juote ja vakaat pinsetit mahdollistavat useimpien passiivien ja lyijyllisten integroitujen piirien asettamisen ja juottamisen käsin, kun taas lyijyttömiin ja palloverkko-osiin tarvitaan kuumaa ilmaa. Tämä opas selittää, kuinka piirikomponentit juotetaan askel askeleelta, kotelo kotelolta, ja kuinka vältetään virheet, sillat, kylmäliitokset ja irronneet padit, jotka kompastavat aloittelijoita. 1206-sirukomponenttien tuotantokokoonpanossa pad-geometria, pastan kerrostuminen ja komponenttien sijoittelu vaativat edelleen hallittuja asetuksia, vaikka kotelo on suurempi kuin monet miniatyyripassiivit.

Työkalut SMD-komponenttien juottamiseen

Hyvät tulokset alkavat oikeanlaisella pakkauksella. Mikään ei ole eksoottista, mutta hienojen SMD-osien juottaminen halvalla, hallitsemattomalla raudalla on pääsyy siihen, miksi ihmiset kamppailevat.

Huomautus raudan lämpötilasta

Säädä rauta riittävän kuumaksi, jotta se kastuu nopeasti, mutta ei kuumemmaksi kuin on tarpeen. Lyijyllinen juote virtaa alhaisemmassa lämpötilassa kuin lyijytön, joten lyijytön työ kuumenee hieman. Tavoitteena on tehdä jokaisesta liitoksesta nopea: lyhyt, kuuma kosketus aiheuttaa vähemmän vahinkoa kuin pitkä, haalea, teema, joka kulkee läpi koko oppaan.

Juotosaineen valinta: Lyijyllinen vs. lyijytön

Juotosmetallin valintasi vaikuttaa siihen, miltä työ tuntuu ja mitä lämpötilaa käytät.

Oppimisessa ja uudelleentyöstämisessä lyijyllinen juote on anteeksiantavaisin. Kaikissa RoHS-vaatimusten mukaisissa juotteissa on käytettävä lyijyttömiä juotteita, ja niiden lopputulos on hieman kuumempi rauta, hieman enemmän juoksutetta ja himmeämpi liitospinta. Tämä on normaalia eikä merkki kylmästä liitoksesta. Tuotantolinjat juottavat lyijyttömiä seoksia uudelleen tarkasti kontrolloiduilla profiileilla automatisoidun SMT-kokoonpanon aikana , erityisesti tiheillä, hienojakoisilla levyillä, jotka liittyvät suurnopeusvalmistukseen . Käsin kompensoidaan lisäämällä juoksutetta ja kärsivällisyyttä.

Miksi juoksute on välttämätön SMD-juottamisessa

Juoksute on suurin yksittäinen ero turhauttavan ja helpon SMD-juottamisen välillä. Se puhdistaa kemiallisesti metallipinnat ja auttaa sulaa juotetta virtaamaan ja kostumaan, joten liitokset muodostuvat siististi ja sillat irtoavat.

• Levitä ylimääräistä juoksutetta juotteen ytimen ulkopuolella, erityisesti hienojakoisten IC-piirien kohdalla.
• Flux tekee silloista korjattavia. Juotteen ja juotoslangan avulla ylimääräinen juote irtoaa helposti.
• Valitse sopiva tyyppi. Puhdistamaton juoksute on kätevää; hartsi toimii hyvin, mutta se saattaa vaatia puhdistusta jälkikäteen, mikä liittyy siihen, miksi levyjä ylipäätään puhdistetaan.

Jos nivel ei kastu, vastaus on lähes aina enemmän juoksutetta ja puhdas kärki, ei enemmän lämpöä. Lämmön tavoittelu juoksukkeen sijaan on se, miten tyynyt vaurioituvat.

Kuinka juottaa siruvastuksia ja kondensaattoreita

Helpoin lähtökohta on sirukoteloiden vastukset ja kondensaattorit (0805, 0603, 0402 ja pienemmät). Luotettavalla menetelmällä on selkeä järjestys.

1. Tina yksi tyyny. Lisää pieni määrä juotetta vain toiseen kahdesta tyynystä.
2. Aseta osa. Pidä komponenttia pinseteillä, lämmitä tinattu tyyny uudelleen ja liu'uta osa paikalleen niin, että toinen pää juotetaan kiinni.
3. Juota toinen pää. Kun osa on nyt ankkuroitu, juota toinen pää puhtaasti.
4. Juoksuta ensimmäinen pää tarvittaessa uudelleen. Kosketa ensimmäistä liitosta uudelleen, jotta siitä tulee oikea pyöristys, ei pelkkä uloke.

Syy vain yhden tyynyn tinaamiseen ensin on hallinta: osa pysyy paikallaan, kun teet toisen liitoksen, ja vältät molempien päiden lämmittämisen samanaikaisesti. Mitä pienempi osa, sitä tärkeämpää tämä on, ja sitä enemmän arvostat suurennusta ja tukevia pinsettejä.

SOIC- ja QFP-sirujen juottaminen

Reunoillaan näkyvillä johtimilla varustetut sirut, kuten SOIC, SSOP ja QFP, näyttävät pelottavilta, mutta ne ovat helposti toteutettavissa käsin, koska jokainen liitos on helposti saavutettavissa.

Kiinnitä ja juota sitten rivit

1. Kohdista ja kiinnitä yksi kulma. Aseta siru varovasti jalanjäljen päälle ja juota yksi kulmatappi lukitaksesi kohdistuksen. Tarkista, että jokainen tappi on omalla alustallaan ennen kuin jatkat.
2. Kiinnitä vastakkainen kulma. Tämä korjaa osan neliön.
3. Juota jokainen rivi. Lisää juoksutetta ja juota nastat joko yksi kerrallaan tai "vetämällä juottamalla" eli vetämällä juotospalkoa riviä pitkin talttapäällä.
4. Tyhjennä kaikki sillat. Lisää juotosjuostetta kohdissa, joissa nastat ovat oikosulussa, ja vedä ylimääräinen pois juotoslangalla.

Hienojakoisten osien kanssa sillat ovat normaaleja eivätkä ole ongelma. Fluksi ja sydänlanka irtoavat sekunneissa. Ensimmäisessä vaiheessa tarvitaan taitoa kohdistukseen; jos siru on suorassa tyynyillään, loput on rutiinia. Hyvin hienojakoisten osien kohdalla käsityön onnistumisen takaa sama huolellisuus, jota tehdas soveltaa kokoonpanossa (hyvä fluksi, oikea kärki, vakaa tekniikka).

QFN- ja BGA-pakettien juottaminen

Joissakin paketeissa liitännät on piilotettu, ja näissä silitysrauta yksinään ei riitä.

QFN ja lyijyttömiä osia

QFN-liittimessä on päätteet alapuolella ja yleensä keskellä lämpötyyny, joten rautakärjellä ei yletetä mihinkään. Käytännössä juotospastaa levitetään tyynyille ja lisätään kuumaa ilmaa tai käytetään kuumaa levyä, jolla juotetaan uudelleen alhaalta päin. Piilotettujen liitosten vuoksi niitä ei voi tarkistaa jälkikäteen visuaalisesti.

BGA-paketit

BGA-piiri sijaitsee juotospallojen muodostamassa ristikossa rungon alla. Sitä ei voi juottaa käsin; se tarvitsee kuumailma- tai infrapunajuotteen ja vaihtoa varten uuden juotospallon. Koska liitokset ovat näkymättömiä, niiden tarkistaminen vaatii röntgenkuvauksen, samasta syystä kuin tuotantolinjat röntgenkuvaavat näitä osia kokoonpanon aikana.

Yleisiä SMD-juotosongelmia ja korjauksia

Lähes jokainen käsin juottamiseen liittyvä ongelma kuuluu lyhyeen luetteloon, ja jokaisella on selkeä syy ja korjaus.

Irronnut silitysrauta ansaitsee erityistä huomiota: silitysraudan pitäminen silitysraudan päällä liian kauan tai saman liitoksen toistuva työstäminen voi irrottaa kuparin laminaatista, mikä on epäonnistuminen, jolla on omat syynsä. Puolustuskeinona on tämän oppaan alusta lähtien käytetty periaate: lyhyt ja kuuma eikä pitkä ja haalea, sekä riittävästi juoksutetta, jotta liitokset muodostuvat ensimmäisellä yrityksellä. Käsittele levyä varovasti ja käytä ESD-suojattua asennusta herkkien osien suojaamiseksi.

SMD-juotosliitosten tarkastaminen

Oikealta näyttävä liitos on yleensä oikea, joten tarkastus on enimmäkseen silmämääräistä ja liitettävyys tarkistetaan.

• Etsi sileä filee. Juotoslangan tulisi kaartua siististi padista lyijyyn, eikä se saisi muodostaa palloa.
• Tarkista sillat ja aukot. Suurennuksen alla varmista, että vierekkäisiä nastoja ei ole liitetty yhteen ja että jokainen nasta on juotettu.
• Huomioi viimeistely. Lyijyttömät liitokset näyttävät tylsemmiltä kuin lyijylliset; tylsä ​​ei ole sama asia kuin kylmä.
• Varmista jatkuvuus. Yleismittari varmistaa liitännät ja löytää sillat, jotka silmäsi on jättänyt huomaamatta.

Tehtaiden käyttämät viralliset hyväksymiskriteerit, kuten liitoksen muoto, kostutus ja sallitut olosuhteet, on kodifioitu IPC-A-610-standardissa, ja niiden tarkastelu antaa hyödyllisen mielikuvan siitä, miltä hyvän liitoksen tulisi näyttää jopa harrastustyössä.

Milloin käyttää SMT-kokoonpanoa sen sijaan

Käsinjuottaminen sopii erinomaisesti prototyyppeihin, korjauksiin ja pieniin kokoonpanoihin. On kuitenkin olemassa kohta, jossa tehtaan kokoaminen piirilevystä on nopeampaa, halvempaa ja luotettavampaa.

• Monet hienojakoiset tai lyijyttömiä osia (paljon QFN:iä tai BGA:ita) on paljon parempi sijoittaa koneella.
• Enemmän kuin kourallinen lautoja kallistaa vaakaa koneen kokoonpanon puolelle.
• Pienet passiivit (0201 ja pienemmät) on epäkäytännöllistä asettaa luotettavasti käsin.

Näissä tapauksissa suunnittelun lähettäminen piirilevykokoonpanoon täyttää levyn automatisoidulla linjalla, ja samat tiedostot skaalautuvat suuren volyymin kokoonpanoon ilman uudelleensuunnittelua. Nopea suunnittelun tarkistus varmistaa ensin, että jalanjäljet ​​ja väliseinät ovat kokoonpanovalmiita, ja suuria lämpökuormia omaavissa piirilevyissä voidaan käyttää metalliytimiseen kokoonpanoon soveltuvaa alustaa . Itse paljas piirilevy on peräisin tavallisesta piirilevyjen valmistuksesta.

Pyydä tarjous kokoonpanosta

Lämpötilasäädellyn raudan, runsaan juoksutusaineen ja kullekin pakkaukselle sopivan menetelmän avulla sirukomponenttien käsin juottaminen on helposti saavutettavissa, ja tiedät, milloin työ on parempi lähettää kokoonpanolinjalle. Voit lukea lisää Highleap Electronicsista ja prototyypistä tuotantoon -kokoonpanopalveluistamme.

Usein Kysytyt Kysymykset

Mihin lämpötilaan juotin tulisi asettaa SMD-töitä varten?

Tarpeeksi kuuma kastelemaan liitoksen nopeasti, mutta ei kuumempaa kuin on tarpeen. Lyijytön juote vaatii hieman korkeamman asetuksen kuin lyijyllinen juote. Tärkeintä on tehdä jokainen liitos lyhyellä, kuumalla kosketuksella pitkäaikaisen kuumennuksen sijaan, mikä suojaa tyynyjä ja komponentteja.

Tarvitsenko todella juoksutetta, jos juotteessani on jo ydin?

Kyllä, erityisesti hienojakoisten integroitujen piirien kohdalla. Ylimääräinen juoksute juotoksen ytimen ulkopuolella puhdistaa pinnat, joten juote kastuu puhtaasti ja sillat irtoavat langan mukana. Jos liitos ei kastu, lisää juoksutetta ja puhdista kärki lämmön lisäämisen sijaan.

Miten juotan pienen vastuksen tai kondensaattorin ilman, että se liikkuu?

Tinaa ensin vain yksi pad, pidä sitten osaa pinseteillä ja juota pad uudelleen niin, että toinen pää juotetaan kiinni. Kun osa on ankkuroitu, juota toinen pää ja maalaa ensimmäinen. Vain yhden padin tinaaminen estää komponentin siirtymisen työskentelyn aikana.

Miten korjaan juotossillat IC-nastojen väliin?

Lisää juoksutetta silloitettujen nastojen päälle ja aseta juotoslanka niiden päälle. Kuumenna sitten; lanka vetää ylimääräisen juotteen pois. Sillat ovat normaaleja hienojakoisissa osissa ja häviävät sekunneissa, kun juoksutetta lisätään.

Voinko juottaa QFN:n tai BGA:n käsin?

QFN- ja BGA-liittimet piilottavat liitoksensa alapuolelle, joten rauta ei yletä niihin. QFN-liittimet tehdään juotospastalla ja kuumalla ilmalla tai kuumalevyllä; BGA-liittimet tarvitsevat kuumailma- tai infrapunatyöstöaseman ja uudelleenpallotuksen vaihtoa varten, ja niiden piiloliitokset tarkistetaan röntgenillä.

Miksi juotostyyny irtosi piirilevyltä juottaessani?

Liika kuumuus tai toistuva uudelleentyöstö voi irrottaa kuparityynyn laminaatista. Käytä lyhyttä, kuumaa kosketusta, riittävästi juoksutetta kastellaksesi liitoksen ensimmäisellä yrityksellä ja rajoita saman sauman uudelleentyöstämisen määrää. Irronneet tyynyt ovat tunnettu ja ehkäistävissä oleva vikaantumistapa.

Milloin minun pitäisi lopettaa käsinjuottaminen ja koota piirilevy?

Kun piirilevyssä on paljon hienojakoisia tai lyijyttömiä osia, useampi kuin kourallinen yksiköitä tai hyvin pieniä passiiveja, kuten 0201. Koneen kokoonpano on tällöin nopeampaa, halvempaa ja luotettavampaa, ja samat tiedostot skaalautuvat volyymiin ilman uudelleensuunnittelua.

Onko lyijyllinen vai lyijytön juote parempi käsinjuottamiseen?

Lyijyllinen juote (kuten 63/37) sulaa alemmas ja virtaa helpommin, mikä tekee siitä anteeksiantavaisimman käsintyöstölle ja uudelleentyöstölle. Lyijytön juote (kuten SAC305) on pakollinen RoHS-yhteensopiville tuotteille, ja se vaatii kuumempaa rautaa ja enemmän juoksutetta, jolloin himmeämpi pinta on normaalia. Valitse sen perusteella, koskeeko vaatimustenmukaisuus tuotettasi.