微细间距 QFP器件手工焊接指南.pdf

1、 CYGNAL 应 用 笔 记 AN014 微细间距 QFP 器件手工焊接指南 范围 本文试图帮助设计者在没有表面安装设备的情况下制作第一个使用 Cygnal TQFP 和 LQFP 器件的样机系统 本应用笔记假定读者至少具有通孔焊接的基本手工焊接技术 本文介绍如何拆除清洗和更换一个具有 0.5 mm 间距的 48 脚 TQFP 器件 安全 所有的工作都应在一个通风良好的环境完成 长 时间暴露在焊锡烟雾和溶剂下是比较危险的在使用溶剂时 不应有火花或火焰存在 工具和材料 合适的工具和材料是做好焊接工作的关键 下表中列出 Cygnal 推荐的 工具和材料 其它的工具和材料也能工作 因此用户可以自由

2、选择替代品 强烈建议使用低温焊料 所需的工具和材料 1 卷装导线 规格 30 * 2 适于卷装导线的剥线钳 * 3 焊台 温 度可调 ESD 保护 应支持温度值 800 425 本例中使用 Weller EC1201A型 烙铁尖要细 顶部的宽度不能大于 1 mm 4 焊料 10/18 有机焊芯 0.02 (0.5 mm)直径 5 焊剂 液体型 装在分配器中 6 吸锡带 C尺寸 0.075 (1.9 mm) 7 放大镜 最小为 4 倍 本例中使用的是 Donegan 光学公 司的头戴式 OptiVISOR 放大镜 8 ESD 垫板或桌面及 ESD 碗带 两者都要接地 9 尖头 不要平头 镊子 1

3、0 异丙基酒精 11 小硬毛刷 尼龙或其它非金属材料 用于清洗电路板 将刷毛切到大约 0.25 (6 mm) * 只在拆除器件时使用 CYGNAL Integrated Products, Inc. 沈阳新华龙电子有限公司 4301 Westbank Drive 沈阳市和平区青年大街 284 号 58 号信箱 Suite B-100 Copyright 2001Cygnal Integrated Products, Inc. 电话 024 23930366 23940230 Austin, TX 78746 版权所有 电邮 网址 AN014 微细间距 QFP 器件手工焊接指南 可选件 1

4、 板钳 用于固定印制板 2 牙锄 90 度弯曲 3 压缩干燥空气或氮 用于干燥电路板 4 光学检查立体显微镜 30-40X 图 1. 一些所需要的工具和材料 图 2. 从左开始顺时针方向 4X 头戴式放大镜 吸锡带 卷装导线 硬清洁刷 剥线钳和尖镊子 2 AN014-1.0 MAR01 2001Cygnal Integrated Products, Inc. AN014 微细间距 QFP 器件手工焊接指南 图 3a. 吸锡带和卷装导线 图 3b. 异丙基酒精 图 4. 带细烙铁头的 ESD 保护焊台 这是一个 Weller EC1201A 型焊台 图 5. 可选设备 包括一个 PCB 钳和 一

5、个 7-40X 检查显微镜 2001Cygnal Integrated Products, Inc. AN014-1.0 MAR01 3 AN014 微细间距 QFP 器件手工焊接指南 过程 下面介绍更换一个具有 0.5 mm 间距 的 48 脚 TQFP 器件的过程 引线形状是标准的鸥翼形符合 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 如果你正在往新电路板上焊接元器件 可跳过 A 部分直接进入 B 部分 清洗电路板 A 拆除器件 准备工作 null 将装有待拆除 IC 的电路板安装在一个夹持器或板钳中 PCB 夹持器 /板钳是可选件 但为了拆

6、除器件需要将 PCB 可靠固定 null 将焊台加热到 800 425 清洁烙铁头 null 采取 ESD 保护措施 图 6. 准备开始 首先将焊剂涂在所有的引脚上 这样可使清除焊锡更加容易 从 QFP 引线上吸掉尽可能多的4 AN014-1.0 MAR01 2001Cygnal Integrated Products, Inc. AN014 微细间距 QFP 器件手工焊接指南 焊锡 注意不要因长时间的焊锡加热而烧焦 PCB 板 图 7. 涂焊剂 从引脚吸除焊锡 下一步 从规格 30 的卷装导线上剥掉大约 3 英寸的绝缘层 将导线在 12 英寸左右切断 图 8. 剥线 如图 9 所示 将导线从

7、 IC 一边的引脚下面穿过 2001Cygnal Integrated Products, Inc. AN014-1.0 MAR01 5 AN014 微细间距 QFP 器件手工焊接指南 图 9a. 将导线从 QFP 引脚下面穿过 图 9b. 导线的一端固定在附近的元件上 将 3 英寸导 线的那一端用焊锡固定在附近的一个过孔或元件上 固定点应位于一个类似图 10所示的位置 6 AN014-1.0 MAR01 2001Cygnal Integrated Products, Inc. AN014 微细间距 QFP 器件手工焊接指南 在引脚上施加少量的液体焊剂 图 10. 导引线固定在 C6 上 20

8、01Cygnal Integrated Products, Inc. AN014-1.0 MAR01 7 AN014 微细间距 QFP 器件手工焊接指南 用镊子拽住导线的自由端 未固定的一端 使导线紧靠在器件上 如图 11 所示 图 11. 第二边固定并等待加热 你现在需要加热焊锡并同时向 QFP 外侧拉动导线 拉导线时要有一个小的向上角度 从与你的镊子最近的引脚开始加热 当焊锡熔化时 轻轻地向 QFP 外侧拉动导线 同时向右逐脚移动焊铁 注 意 拉 力不要 过大 当焊 锡熔 化时再 拉 不要在 任何 引脚上 过分 加热 加 热 第 一 个引脚 所需的时间最长 当导线变热后 其它引脚上的焊锡会

9、快速熔化 过分加热会损坏 IC 器件和 PCB 焊盘 从一个 48 脚的 TQFP 拆除 12 个引脚共需大约 5 秒钟 过热的迹象是 null IC 器件的塑壳熔化 null PCB 焊盘翘起 null PCB 板上有烧焦的痕迹 当 QFP 的一 边完成后 对 QFP 的其 它三边重复同样的操作过程 对每一边进行操作前 要8 AN014-1.0 MAR01 2001Cygnal Integrated Products, Inc. AN014 微细间距 QFP 器件手工焊接指南 切断卷装导线上已变脏的部分或使用一段新导线 对每一边都要重新施加焊剂 注意 在下面的图中不保留旧 IC 器件 为了加

10、快拆除过程 施加的热量稍微多一些 其结果是塑壳 的一 部分被 熔化 一部 分欧 翼引线 折断 这些 结果 在下面 的图 中是可 见的 如 果你试 图保留正在被拆除的 IC 那末你必须在拆除期间非常小心地施加尽可能少的热量 使塑料 QFP 封装上的引脚保持完整无缺 这需要对加热量设置和加热时间进行一些试验 图 12. 将镊子紧靠器件 图 14. 第二边接近完成 2001Cygnal Integrated Products, Inc. AN014-1.0 MAR01 9 AN014 微细间距 QFP 器件手工焊接指南 图 15. 第二边已完成 图 16. 第三边已固定并准备好 10 AN014-1

11、.0 MAR01 2001Cygnal Integrated Products, Inc. AN014 微细间距 QFP 器件手工焊接指南 图 17. 第四边固定到一个通孔上 图 18. 第四边拆除开始 图 19. QFP 拆除完成前一秒 2001Cygnal Integrated Products, Inc. AN014-1.0 MAR01 11 AN014 微细间距 QFP 器件手工焊接指南 B 清洗电路板 新 PCB 如果在一个新 PCB 上安装器件 所需的清洗工作是最少的 在一个新 PCB 上 焊盘上应该没有焊锡 在开始安装之前 用异丙基酒精 图 33 刷洗焊盘并将电路板进行干燥就足够

12、了 返工的 PCB 下面一节介绍在完成前一节所述的 QFP 拆除工 作后要进行的电路板清洗过程 器件拆除后焊盘需 要清 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 12 AN014-1.0 MAR01 2001Cygnal Integrated Products, Inc. AN014 微细间距 QFP 器件手工焊接指南 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

13、图 23 和图 24 2001Cygnal Integrated Products, Inc. AN014-1.0 MAR01 13 AN014 微细间距 QFP 器件手工焊接指南 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 QFP PCB 上的焊盘应是清洁的并且上面没有任何焊锡 14 AN014-1.0 MAR01 2001Cygnal Integrated Products, Inc. AN014 微细间距 QFP 器件手工焊接指南 用镊子或其它安全的方法小心地将新的 QFP 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

14、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 725 385 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 2001Cygnal Integrated Products, Inc. AN014-1.0 MA

15、R01 15 AN014 微细间距 QFP 器件手工焊接指南 对准位置的 QFP 固定住 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16 AN014-1.0 MAR01 2001Cygnal Integrated Products, Inc. AN0

16、14 微细间距 QFP 器件手工焊接指南 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 2001Cygnal Integrated Products, Inc. AN014-1.0 MAR01 17 AN014 微细间距 QFP 器件手工焊接指南 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

17、路或边缘焊锡搭接 焊锡搭接应在每个器件引脚与 PCB18 AN014-1.0 MAR01 2001Cygnal Integrated Products, Inc. AN014 微细间距 QFP 器件手工焊接指南 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 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 2001Cygnal Integrated Products, Inc. AN014-1.0 MAR01 19 AN014 微细间距 QFP 器件手工焊接指南 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 20 AN014-1.0 MAR01 2001Cygnal Integrated Products, Inc.