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CygnalTQFP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0.5mm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WellerEC1201A
型烙铁尖要细顶部的宽度不能大于1mm
4焊料10/18有机焊芯0.02(0.5mm)直径
5焊剂液体型装在分配器中
6吸锡带C尺寸0.075(1.9mm)
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
8ESD垫板或桌面及ESD碗带两者都要接地
9尖头不要平头镊子
10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(6mm)
只在拆除器件时使用
CYGNALIntegratedProducts,Inc.沈阳新华龙电子有限公司
4301WestbankDrive沈阳市和平区青年大街284号58号信箱
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可选件
1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
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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WellerEC1201A型焊台
图5.可选设备包括一个PCB钳和
一个7-40X检查显微镜
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过程
下面介绍更换一个具有0.5mm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
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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IC一边的引脚下面穿过
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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
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在引脚上施加少量的液体焊剂
图10.导引线固定在C6上
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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
nullIC器件的塑壳熔化
nullPCB焊盘翘起
nullPCB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
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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
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图15.第二边已完成
图16.第三边已固定并准备好
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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