如何焊接底部带有“焊盘”的SMD组件?


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我正在为我正在从事的项目制造PCB。其中之一就是A4950电动机驱动器(数据表),其底部具有一个“焊盘”,该焊盘用于焊接至PCB的GND以进行散热。我只订购少量的PCB,所以购买某种PCB 组装服务对我来说没有任何意义。我计划自己焊接元件。

我当时在考虑焊接,但不确定如何(使用烙铁)焊接底部的焊盘。甚至可以手动完成吗?

我当时想也许可以手动在PCB上涂一些焊膏,但是我不确定这是否适合使用焊膏。

如何在底部带有裸露焊盘的IC上制作原型?


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在设计电路板或订购零件之前,您就是要问(并回答)这种问题。下方带有焊片的零件实际上无法用烙铁手工焊接。您需要回流炉。我不能帮你。我避免使用这些部件-我只做业余爱好,不希望在家庭环境中使用由烤箱,耐心和运气组成的绑扎设备进行回流。
JRE

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@JRE我还没有发送出去。我一直在等着这里的答案;)
eeze

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可以使用热空气手动完成,但是最初的几次尝试可能不会成功。我认为,如果能够将焊膏整齐地涂在焊盘上,那将增加成功的机会。
mkeith

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为此所需的工具不是“除漆”“热风枪”,而是热风返修工具。后者现在非常便宜,并且非常有用,不仅用于安装此类零件,而且还用于移除任何多引线组件。如果必须使用喷漆器的热风枪,则可能应该先安装此芯片,再安装其他任何芯片,当然也要安装任何便宜的塑料连接器。
克里斯·斯特拉顿

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另一个绝妙但有时可行的技巧是,如果您要设计PCB,则可以在焊盘上放一些大通孔,从而可以从背面获得热量和焊锡丝。或者,如果零件的两侧都只有引线,则可以将焊盘触点延伸到封装之外,并以这种方式对其进行加热。但是,真正地把它当作获得热风工具的借口-它将使您摆脱很多困难。
克里斯·斯特拉顿

Answers:


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绝对最佳的方法是使用大型高流量热空气源或烤箱预热所有物品。如果有的话,先涂上糊剂,或者在焊盘上涂一点焊锡。然后预热。预热温度约为125℃左右。

一旦一切都在125°C的温度下均热了,将局部热空气直接施加到要焊接的零件上,并立即施加在其周围。温度应足够高以熔化焊料,但不要使零件过热。许多廉价的热空气设备的温度设置和指示都很差。因此,您可能需要尝试。如果焊料融化得非常快,则说明它太热。如果它在大约10-45秒内融化,则可能很好。如果要花费一整分钟,则可能应该更热。通常,您会注意到零件本身会自我对准,并在焊料全部熔化时卡入到位。这充分表明它足够热。

小零件的回流速度可能会比大零件快得多,并且可能也不需要那么高的温度。您的最初努力可能效果不佳。因此,请跟踪时间,温度和结果。找到成功的食谱后,请坚持下去。

如果您没有任何预热整个电路板的方法,则可以按照阿森纳所说的那样进行。如果要修理通过回流炉的电路板,请在卸下部件时跟踪时间和温度。这将使您很好地了解安装新设备所需的时间和温度。

对于大零件,有时我不将它们放在加热之前。我在热气流边缘附近用镊子握住零件。我在焊盘上使用热空气,直到看到焊料完全熔化为止,然后用镊子将热的部分放在熔化的焊盘上。不要在热焊料上放置冷的零件。零件也必须很热,否则您将得到冷焊点。如果这样操作,放置零件后几乎可以立即停止加热。哦,也要用助焊剂。


这可能需要一个单独的问题,但是您认为如果我没有焊接焊盘,而是在上面放了一个小散热器,您认为这可能有用吗?
eeze

这很难说。但是,能够像这样焊接零件是一项有用的技能。只需将花在多余零件上的钱视为对技能和培训的投资即可。如果您做5次,我相信您会变得很擅长。使用助焊剂,必要时使用放大镜或显微镜,如果需要第三只手则请他人帮忙,等等。在YouTube上观看一些视频。
mkeith

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可能值得指出的是,当零件获得足够的热量时,它通常会非常明显,因为它会自动与足迹对齐。使用2层板应该很简单,但是我认为带有内部平面的多层板可能值得在回流焊炉上花些时间。
Spehro Pefhany

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在350°C或更高的温度下加热会导致零件和PCB熔化。切勿使用超过250C的温度。
Fredred

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我认为只是周围的空气混入溪流中,很快就将其冷却。
阿森纳

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一种便宜而简便的方法是在PCB上的焊盘中心钻一个小孔(50至100密耳)。焊接垫本身,但不要过多。焊接或至少焊一下IC上的焊盘,然后仅将拐角引脚焊接到PCB上。

将带有凿尖的60瓦左右的烙铁放入PCB的背面和钻孔中。这将加热IC焊盘和PCB焊盘足以融合在一起。当IC融合到焊盘上时,请用戴手套的手指压平IC。发生这种情况时立即停止。现在,您可以手动焊接或使用红外或热风枪焊接其余的引脚。

完成几次后,这将很好地工作。您可以使用此技巧来减少向PCB的热传递,但是如果其他过程持续太长时间,则烹饪IC或PCB造成损坏的机会就较小。

编辑:这种技巧唯一无法使用的时间是在多层板上,并且您知道可能会切穿某些走线。但是,具有接地垫和/或散热器底垫的IC通常在其下方没有隐藏的走线。最多会有一个接地垫,在其周围有一个SMD电容器环。除非它很小,否则在中心钻一个小孔仍然是安全的。

感谢@MichaelKaras的建议,如果您要进行自己的电路板布局,则可以在电路板上嵌入一个5000万个孔,该孔可以在电路板上进行电镀。这样可以创建更多的表面来传递热量,并且避免以后在铜上钻毛刺。镀通孔还允许从烙铁中吸收更多的热量,因此这一步骤会很快发生。如果简化了布线,它还允许您在孔周围布线一些迹线。


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喜欢这个。有时,您必须具有创造力才能完成工作。
mkeith

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过去,我成功地使用了与之非常相似的方案。我没有在事实发生之后就钻出孔,而是在占位区定义中设计了带有焊嘴大小的孔的导热垫。这样做可以防止内层布线穿过该孔所在的位置。我选择使用电镀孔。
迈克尔·卡拉斯

@MichaelKaras。聪明的主意。给您更好的热传递。
Sparky256 '18

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这是没有热风枪的一种方法。

由于零件的两侧都只有销,因此您可以使中心垫更长,就像这里对U3所做的那样。这样,您就可以在适当的位置加热芯片:

PCB with extended pad

然后将设备和PCB上的焊盘都预涂锡,然后加热直到其融化在一起。之后,您可以正常焊接其余的引脚。


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在您的示例图像中,这可能有用,因为该垫未连接到较大的表面积。但是对于诸如电动机驱动器芯片之类的会散发大量热量的物品,则应使用更大的平面,并可能使用散热孔进行连接。考虑到整个过程都是从芯片上传导热量,除非您也有办法加热电路板的其余部分,否则实际上很难加热焊盘
user371366 '18

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如果您有焊膏和可调节的(气流和热量)热风枪,则可以使用。

我要做的是将焊锡膏放在焊盘上(我使用非常细的针头使用注射器来涂抹它,实际上并不需要太多),并尽可能地将组件放置在最佳位置。它不一定是100%完美的,尤其是在电路板上具有阻焊剂的情况下,因为回流的焊锡膏可以使零件稍微对准一点,但不会太多。

然后,在约350至400°C的温度下使用低气流(部件可能被吹走),并尝试在部件周围均匀加热。在某些时候,焊膏将开始在引脚上回流。为了获得底部焊盘,它需要更多的热量,因此我在芯片周围继续走了几秒钟。

如果在芯片附近有小零件(例如,去耦电容器),请准备好让它们飞走或在您身上留下墓碑。

因此,完成后,仔细检查电路板,看是否有在此过程中发生短路的现象-至少对我来说这并不罕见。

这种方法会在PCB上施加热应力,因此,经过大约4到5次尝试,PCB会显示出退化的迹象,我通常使用一种新的。


附近会有去耦帽,但是当您说“准备好让它们飞走或墓碑在您身上”时,您的意思是,只有在我使用热风枪时已经将它们焊接好了,对吗?
eeze

这可能需要一个单独的问题,但是您认为如果我没有焊接焊盘,而是在上面放了一个小散热器,您认为这可能有用吗?
eeze

@eeze是的,只有当组件已经就位时,这才是问题。您顶部的散热片可能会工作,但是很难回答-同样取决于您的应用程序,如果该部件很多时间不工作或未加载全部电流,您甚至可能会无所适从散热片。在某些零件上,接地是操作必不可少的,因为它实际上不仅提供散热片。
阿森纳

在350°C或更高的温度下加热会导致零件和PCB熔化。切勿使用超过250C的温度。您真的在这些温度下加热吗?
Fredred

1
它们不会融化,我从来没有尝试过使用这种方法来炸出一部分。PCB确实会稍微降级,但是如果您在第一次运行中设法将其正确设置,那就很好。您不应该在连接器上使用这些温度-这些塑料会融化,但IC尚未融化。
阿森纳'18

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热风枪和大量助焊剂。我用烙铁焊接这些零件的另一种方法是在导热垫上放几个通孔,然后通过它焊接。这不是最好的方法,但足以用于原型制作。

如果零件的耗散功率低于额定耗散能力(例如1/3或1/4),则您可能根本无法焊接焊盘(除非它也用于接地或电气连接),散热垫的很多部分都连接到引脚和焊盘)。

如果不需要在底部的散热垫进行电气连接,则另一种选择是在顶部放置一个散热器以进行原型制作(有时甚至一块铝都可以,这会增加空气的表面积)。


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[免责声明:仅针对一次性原型提出此技术。]

一次,我不得不将带有导热垫的SOIC芯片焊接到2层板上。我不必使用焊锡膏。这是我的方法。

  1. PCB布局。PCB的底层用作接地层。我在IC下添加了过孔,该过孔将散热垫连接到底层接地层。通孔的主要目的是传导IC散发的热量。相同的通孔可以传导焊接所需的热量。

  2. 将可触及的海鸥翼形引线焊接在IC的外部。这将使其固定。

  3. 可选,但非常有帮助。在您的PCB上施加“大量热量”。您可以使用烤箱。甚至家用吹风机也可以做到这一点。[我使用的是工业用的热风枪,这是吹风机里长满的。]大量加热的目的是减少在下一步将与烙铁一起使用的“局部热量”。

  4. 精密加热。翻转板。将烙铁粘在底部的通孔处。将焊料和助焊剂充分地注入通孔中。焊料将通过通孔流到散热垫,在此处进行电和热接触。

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1我在第5步中使用了老式的铅焊料。它的熔点比现代焊料低。
2如果您可以选择技巧,请在步骤5中使用中号或大号技巧
。3如果您的板子具有内平面层,则使此方法起作用的难度更大。



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正如其他人所说,热风枪,焊锡膏和助焊剂是正确的答案。但是,我想为要使用的温度增加精度。在120°C左右的温度下预热1分钟,然后每5秒逐渐以10°C的步长增加热量,直到达到240°C或250°C(对于较大的零件)。然后慢慢计数直到5,然后逐步降低温度。降低速度更快。回到125C,您可以关闭热空气。请勿在高于此温度的温度下加热!您的零件以及PCB和周围的其他零件将会融化。在数据表中应注明最大回流焊接温度和时间。不要超过它们。如果您没有可调节的气枪,也无法使用,则可以尝试使用数字温度计,但这会更加困难且可靠性较低。我强烈建议您购买10件以上的产品。气枪也可用于焊接或修理工具,焊锡接触套等。


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我建议预热超过1分钟,除非板上有东西在该温度下会损坏。大多数IC可以在120°C下长时间保存。
mkeith

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一种非常草率但现有的方法是将板上的焊盘稍大一些,将一条短而细的导线焊接到组件本身,然后在放置组件之后,将剩余的导线焊接到焊盘上。这会将组件抬离板约一毫米左右,您可以在其下推一些导热胶。:)我可以看到脸上的雀斑,并且我完全理解,但是它可以正常工作,需要进行电气连接和加热,并且不需要气枪。


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我做鬼脸,但无论如何我一直读到最后。我猜在可怕的情况下值得尝试!
mkeith

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@mkeith Heheh,准确。值得一提的是在严峻的情况下。
Szidor

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绝望的时代要求采取绝望的措施。
DKNguyen

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如果您设计的裸板的孔要足够大,以使烙铁头适合安装,则可以用手焊接,但您还需要有一个接地垫。看一下图片以供参考。我强烈建议您不要这样做,但是如果您仅构建几个板,则可以使用。如果您决定增大体积,请移开孔并租用CM。图像是带有接地垫的dfn。

使用此链接获取图像。


另外,不要低估尖端需要多大的直径才能正确加热它。
DKNguyen
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