CYGNAL 应应 用用 笔笔 记记 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选择替代品强烈建议使用低温焊料 所需的工具和材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 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(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. 0242393036623940230 Austin, TX 78746 版权所有 电邮longhua@ 网址 AN014 微细间距 QFP 器件手工焊接指南 可选件可选件 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 图图 1. 一些所需要的工具和材料一些所需要的工具和材料 图图 2. 从左开始顺时针方向从左开始顺时针方向4X 头戴式放大镜头戴式放大镜吸锡带吸锡带 卷装导线卷装导线硬清洁刷硬清洁刷剥线钳和尖镊子剥线钳和尖镊子 2 AN014-1.0 MAR01 © 2001Cygnal Integrated Products, Inc. AN014 微细间距 QFP 器件手工焊接指南 图图 3a. 吸锡带和卷装导线吸锡带和卷装导线 图图 3b. 异丙基酒精异丙基酒精 图图 4. 带细烙铁头的带细烙铁头的 ESD 保护焊台保护焊台 这是一个这是一个 Weller EC1201A 型焊台型焊台 图图 5. 可选设备可选设备包括一个包括一个 PCB 钳和钳和 一个一个 7-40X 检查显微镜检查显微镜 © 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拆除器件拆除器件 准备工作 ? 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 ? 将焊台加热到 800℉425清洁烙铁头 ? 采取 ESD 保护措施 图图 6. 准备开始准备开始 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 图图 7. 涂焊剂涂焊剂从引脚吸除焊锡从引脚吸除焊锡 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 图图 8. 剥线剥线 如图 9 所示将导线从 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 图图 9a. 将导线从 QFP 引脚下面穿过 图图 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 图图 10. 导引线固定在 C6 上 © 2001Cygnal 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 图图 11. 第二边固定并等待加热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 ? IC 器件的塑壳熔化 ? PCB 焊盘翘起 ? 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 图图 12. 将镊子紧靠器件将镊子紧靠器件 图图 14. 第二边接近完成第二边接近完成 © 2001Cygnal Integrated Products, Inc. AN014-1.0 MAR01 9 AN014 微细间距 QFP 器件手工焊接指南 图图 15. 第二边已完成第二边已完成 图图 16. 第三边已固定并准备好第三边已固定并准备好 10 AN014-1.0 MAR01 © 2001Cygnal Integrated Products, Inc. AN014 微细间距 QFP 器件手工焊接指南 图图 17. 第四边固定到一个通孔上第四边固定到一个通孔上 图图 18. 第四边拆除开始第四边拆除开始 图图 19. QFP 拆除完成前一秒拆除完成前一秒 © 2001Cygnal Integrated Products, Inc. AN014-1.0 MAR01 11 AN014 微细间距 QFP 器件手工焊接指南 B清洗电路板清洗电路板 新新 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 图图 20. QFP 拆除后的焊盘拆除后的焊盘 12 AN014-1.0 MAR01 © 2001Cygnal Integrated Products, Inc. AN014 微细间距 QFP 器件手工焊接指南 图图 21. 用吸锡带吸除焊盘上的焊锡用吸锡带吸除焊盘上的焊锡 图图 22. 重复所有焊盘重复所有焊盘 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 © 2001Cygnal Integrated Products, Inc. AN014-1.0 MAR01 13 AN014 微细间距 QFP 器件手工焊接指南 图图 23. 清洗焊盘清洗焊盘但有一个焊盘变弯但有一个焊盘变弯 图图 24. 被矫直的焊盘被矫直的焊盘 C焊接一个新焊接一个新 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 图图 25. 靠近焊盘的新靠近焊盘的新 QFP准备对齐准备对齐 图图 26. QFP 已对准位置已对准位置 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 MAR01 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 图图 27. 已对准位置的已对准位置的 QFP 准备固定准备固定 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 PC。