第四节 电子元器件的拆装和焊接
一、集成电路的拆卸
在电路维修中,如果集成电路损坏,必须先将损坏的集成电路从印制电路板上拆卸下来才能更换新的集成电路。但由于集成电路的引脚又多又密,拆卸时不但很麻烦,甚至还会损坏集成电路和印制电路板。下面介绍几种简便且行之有效的拆卸方法。
1.吸锡器吸锡拆卸法
吸锡器吸锡法就是使用普通吸、焊两用的电烙铁(图1-11)来拆卸集成电路,此法是一种常用的专业方法,具体操作方法是:将电烙铁加热到一定程度后,将吸锡烙铁吸嘴前端部对准集成电路的焊点,待焊锡熔解后,按动吸锡按钮将焊锡吸入筒内,当将集成电路全部引脚上的焊锡吸完后,即可轻松拿下集成电路。
图1-11 吸焊两用电烙铁
2.空芯针拆卸法
空芯针拆卸法就是使用空芯针(针头的内径正好能套住集成电路引脚为宜)和电烙头来进行拆卸集成电路,此法简单易行,也不损伤印制电路板,但费时较长。具体操作方法是:如图1-12所示,将针孔套入引脚,用烙铁加热,然后松开烙铁并旋转针头,等焊锡凝固后拔出针头,这时该引脚就和印制板完全分开。将集成电路所有引脚都按上述方法做一遍后,集成电路就可以轻易被拿掉。
图1-12 空芯针拆卸法
3.多股铜线吸锡拆卸法
多股铜线吸锡拆卸法就是使用铜线与电烙铁来拆卸集成电路,其具体方法是:首先用钳子将铜线去除塑料外皮,然后将多股铜芯丝上松香酒精溶液(线上的松香不要过多,以免污染印制板)并晒干;将上述处理过的铜线压在集成电路的焊脚上,并压上电烙铁(一般以45~75W为宜),此时焊脚处焊锡迅速熔化,并被铜线吸附,吸上焊锡的部分剪去,重复进行几次就可将引脚上的焊锡全部吸走,最后用镊子或一字螺钉刀轻轻一撬,即可取下集成电路,如图1-13所示。
图1-13 多股铜线吸锡拆卸法
4.熔焊扫刷拆卸法
熔焊扫刷拆卸法就是使用电烙铁与硬鬃毛刷来拆卸集成电路,其具体操作方法是:将电烙铁加热到一定程度后,将集成电路引脚上的焊锡熔化,并趁热用毛刷将熔化的焊锡扫掉(如果一次刷不干净可加热再刷,直至把焊锡清除掉),使集成电路的引脚与印制电路板分离,最后用尖镊子或一字螺钉刀撬下集成电路。该法简单易行,但要注意掌握电烙铁的温度,既要能熔化焊点使引脚与印制电路板分离,又不要加热过度,以防止损坏印制电路板。
5.增焊拆卸法
增焊拆卸法就是在待拆卸的集成电路的引脚上再增加一层焊锡,使每列引脚的焊点连接起来,以利于传热,便于拆卸;然后再用电烙铁加热一列引脚,并在加热的同时用尖镊子或小一字螺钉刀轻轻撬动各引脚,一般每列引脚加热两次即可拆卸下来。此种方法最省事,但要注意,加热和撬动必须同时进行,如果在焊锡未熔化时去猛撬可能会折断引脚。
6.拉线拆卸法
对于贴片式集成电路的拆卸可采用拉线法,其作法是:取一根长度和粗细合适的漆包线,将其一端刮净上锡后,
图1-14 拉线拆卸法示意图
如图1-14所示,从集成电路引脚的底部穿过,并将这一端焊在印制电路板的某一焊点上,然后按拉线穿过引线的顺序从头至尾用电烙铁对其加热,并在加热的同时用手捏起拉线向外拉,即可使引脚与印制电路板脱离。此法稳当可靠,但要注意的是,必须待所有焊锡完全熔化后,才能用力拉漆包线,反之会造成焊盘起泡,损坏引脚或印制电路板。
7.用热风枪加热拆卸法
对于微型片状集成电路可采用热风枪加热拆卸。首先用尖头电烙铁加热后将松香均匀涂在片状集成电路引脚的四周,以防止焊下时损坏焊盘。然后启动热风枪,待温度恒定后,将热风枪对集成电路的引脚进行加热,操作时速度要快,使各引脚焊盘均匀熔化。再用镊子将集成电路推离焊盘,即可卸下集成电路。
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贴片集成电路的拆卸注意事项:①将线路板固定,仔细观察需拆卸集成电路的位置和方位,并做好标记,以便焊时恢复;②用小刷子将贴片集成电路周围的杂质清理干净,往贴片集成电路周围加注少许松香水;③调好热风枪的温度和风速,温度开关一般调节至300~350℃,风速开关调节2~3挡;④用针头或手指钳将集成电路掀起或镊走,且不可用力,否则,极易损坏集成电路的锡箔。
二、集成电路焊接方法
1.焊接集成电路前应作以下准备。
① 工具:镊子、松香、烙铁、焊锡。
② 清理印制电路板:焊接前用电烙铁对印制电路板进行平整,用小毛刷醮上天那水(即香蕉水)将印制电路板上准备焊接的部位刷净,仔细检查印制电路板印制电路有无起皮、断落。若有起皮,只需平整一下就可以了,若有断落,则需要用细铜丝连接好。
③ 引脚上锡:新集成电路在出厂时其引脚已上锡,不必作任何处理。如果是用过的集成电路,需清除引脚上的污物,并对引脚上锡和调整处理后才能使用。
2.焊接集成电路的具体操作步骤
先将集成电路摆放在印制电路板上,将引脚对正,并将每列引脚的首、尾脚焊好,以防止集成电路移位,然后采用“拉焊”法进行施焊。所谓拉焊,就是在电烙铁头上带一小滴焊锡,将电烙铁头沿着集成电路的整排引脚自左向右轻轻地拉过去,使每一个引脚都被焊接在印制电路板上。焊接完毕后,应对每一个焊点进行检查,若某一焊点存在虚焊,可用电烙铁对其补焊、最后用纯酒精棉球擦净各引脚,除去引脚上的松香及焊渣。
3.扁平封装集成电路的焊接
焊接前,先用电烙铁对电路板进行平整,用小毛刷醮上天那水将电路板上准备焊接的部分刷净,再进行焊接。双列扁平封装和矩形扁平封装一般用电烙铁(最好)焊接,烙铁头最好选用斜口扁头。焊接方法如下。
(1)定位 首先把IC平放在焊盘上(按照引脚编号把集成电路引脚与印制电路板相应焊盘对准,不能有错位现象),然后用手按住不动,接着在集成电路四面先焊一两个脚将IC固定在印制电路板上。如图1-15所示。
图1-15 集成电路的定位
(2)堆焊 集成电路固定好后,用烙铁在集成电路四周引脚上全部堆上焊丝(图1-16),注意焊锡不要太多。
图1-16 堆焊示意图
(3)取锡 操作时,既要保证集成电路良好地焊接在印制电路板上,也要避免引脚间短路,取焊时,将印制电路板倾斜,当烙铁加热时,焊锡便会随烙铁头的移动而向下流动,堆在引脚上多余的锡不断地积聚起来,把烙铁头放入松香中,甩掉烙铁头部多余的焊锡,把粘有松香的烙铁头迅速放到斜着的PCB头部的焊锡部分,然后用烙铁反复把积聚的锡取下,这样逐步地把锡取干净。电烙铁加热引脚时,烙铁头不要停留在某一点上,应沿着集成电路的整排引脚自左向右迅速轻轻地拉过去(图1-17),使锡始终处于熔化状态,利于多余焊锡向下流动。
图1-17 拉焊示意图
为了保证焊接质量,拉焊时应注意以下几点:①为了防止脚与脚之间粘连在一起,可在焊接前将松香制成粉末撒在集成电路引脚上,这样脚与脚的间隙处就不会留有焊锡;②拉焊时最好来回拉两次,以保证每个脚不存在虚焊;焊接完成后用小毛刷醮少许天那水将松香刷干净,认真检查无误后,再通电试机。
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①使用旧集成电路时应首先对集成电路进行适当的处理(如修正有偏差的脚位置,将每个脚都调整到一平面上,重新上薄锡),而新贴片集成电路引脚出厂时已上过锡,并且各个脚位置很正,焊接时直接焊到印制电路板上去即可;②焊接时必须细心谨慎,提高精度;③要认清方向,找准第一脚,不要倒插,所有IC的插入方向一般应保持一致,引脚不能弯曲折断。
三、二极管的拆装
二极管的拆装方法如下。
① 晶体二极管有立式与卧式两种安装方式(图1-18),可视电路板空间大小来选择。晶体二极管的安装位置要选择适当,
图1-18 晶体二极管安装方式
不要使管体与线路中的发热组件靠近。
② 安装晶体二极管时,首先用钳子夹住引脚根部,保持引脚根部固定不动,将引脚弯成所需的形状,插入印制板孔洞再加以弯曲,然后进行焊接,最后剪掉接线头,如图1-19所示。在弯折引脚时不要采用直角弯折,而要弯成一定的弧度,且用力均匀,防止将管子的玻璃封装壳体撬碎,造成管子损坏。
图1-19 二极管的安装
③ 小功率晶体二极管的引脚不是纯铜材料制成的,焊接一定要注意防止虚焊。
④ 经过长时间存放的晶体二极管,其引脚氧化发黑,必须先用刀子刮干净氧化层,并预先吃锡,然后再往电路板上焊,以确保焊接质量。
⑤ 管子焊接到印制电路板上应掌握焊接条件:温度260℃,时间在3s之内。
⑥ 焊接时应用镊子夹住引脚根部以利散热,且焊接点要远离管子的树脂包装根部,并勿使管子受力,禁忌焊接温度过高和焊接时间过长。
⑦ 焊接时,在电路板相应焊点上涂上少量焊油,用烙铁逐条加热焊点并由内向外移动,使每个焊点光滑。
⑧ 拆焊时,用热风枪垂直于电路板均匀加热,焊锡熔化时迅速用镊子取下。体积稍大的可用镊子夹住元器件并略向上提,同时用热风枪加热,当焊点焊锡刚一熔化时即可分离。
⑨ 取下元器件时应记住其方向,必要时要标在图上。
四、电阻器的拆装
1.直插式电阻器的拆装方法
(1)直插式电阻器拆焊方法 用电烙铁头在印制电路板的反面,轮流对被拆电阻器的引脚加热,使引脚上的焊锡全部熔化,然后用镊子夹住元器件向外拉,把电阻器从印制电路板上取下来。
(2)焊接步骤
① 焊接前的准备工作(图1-20):将电阻器引脚进行校直(使用平嘴钳将电阻的引线沿原始角度拉直,直至引脚没有凹凸块);对引脚的表面进行清洁处理(由于直插式元器件的引脚上通常都会形成氧化层而影响焊接质量,因此,在焊接前必须清洁元器件引脚表面);将引脚浸蘸助焊剂并镀上锡;根据焊盘插孔的设计要求,将元器件引线加工成需要的形状(一般情况下,都是将元器件引线折弯,使元器件能迅速而准确地插入印制电路板的插孔内)。
图1-20 焊接前的准备工作
② 直插式电阻器的焊接方法。焊接步骤(图1-21):左手拿焊锡丝,右手握经过预上锡的电烙铁,并用电烙铁给电阻的引脚和焊盘同时加热,加热1~2s后,这时仍保持烙铁头与它们的接触,同时向焊盘上送焊锡丝,随着焊锡丝的熔化,焊盘上的锡将会注满整个焊盘并堆积起来,形成焊点。焊接好一个引脚后,接着焊接另一引脚,操作方法同上,完成电阻器的焊接。
图1-21 直插式电阻器的焊接
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加热时,烙铁头要同时接触焊盘和引脚,尤其一定要接触到焊盘;电烙铁头的椭圆截面处要先镀上锡,否则不便于给焊盘加热;加热时,烙铁头切不可用力压焊盘。
2.贴片电阻器的拆装
(1)用电烙铁焊接 先用烙铁加热焊点,然后用镊子将贴片电阻夹上去对准放平,等贴片电阻固定后焊接另外一边即可,如图1-22所示。
图1-22 贴片电阻的焊接
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贴片电阻的焊接一般不要用电烙铁,用电烙铁焊接时由于两个焊点的焊锡不能同时熔化可能焊斜,另一方面焊第二个焊点时由于第一个焊点已经焊好,如果下压第二个焊点会损坏电阻或第一个焊点。
(2)热风枪拆卸贴片电阻 热风枪拆焊时,调好热风枪的温度和风量,尽量使热气流垂直于电路板并对正要拆的电阻加热,手拿镊子在电阻旁等候,当电阻两端的焊锡熔化时,迅速用镊子从电阻的两侧面夹住取下,注意不要碰到相邻元器件以免使其移位。
热风枪焊接时,要在焊点涂上极少量的焊油,接贴片电阻器,用镊子夹住电阻,然后将电阻器的两端引脚蘸少许焊锡膏,将电阻器件放在焊接位置,然后用热风枪垂直对着贴片电阻器加热,当焊锡熔化后热风枪撤离,焊锡凝固后镊子松开撤离即可,如图1-23所示。如果与焊点对的不正,可以在锡熔化的状态下拨正。
图1-23 热风枪焊
3.拆焊应注意的事项
①使用热风枪焊接时,温度不要太高,时间不要太长,以免损坏相邻元器件或使电路板的另一面的元器件脱落;②风量不要太大,以免吹跑元器件或使相邻元器件移位;③补焊时要在两焊点处涂少量焊油,用热风枪加热补焊或用烙铁分别加热两个焊点补焊,对于体积特别小的电阻,用烙铁加热一端时另一端也会熔化,用针或镊子略下压即可补焊好。
五、电容器的拆装
当电容损坏后,拆卸前辨认原电容的规格与确认电容正负极方向或者拆下电容前记住其原本的方向,以免电容装反。电容器焊接时应按装入规定位置,并注意有极性的电容器其“+”与“-”极不能接错,电容器上的标记方向要易看得见。
1.直插引脚式电容的拆焊
直插引脚式电容拆焊有两种方法。
第一种是采用空心针(医用针头和专用空心针)作为拆焊工具进行,其方法是:一边用电烙铁熔化焊点,一边把针头套在被焊电容器的引线上(图1-24),直至焊点熔化后,将针头迅速插入印制电路板的孔内,使电容器的引线脚与印制电路板的焊盘分开。此种方法焊接后不需要清锡。
图1-24 针头拆焊
另一种是加焊法,其方法如图1-25所示:将印制电路板翻至背面,找到电容的脚位;对焊点进行加焊,加到两个脚都被盖住;手在背面抓住电容轻拉(严禁硬拉),电容即可拔下,然后用吸锡枪把电容焊点的锡吸干净。
图1-25 拆卸电容器
安装时注意电容的正负极,然后将电容引脚穿过印制电路板,然后给引脚上锡。若上完锡后焊点不光滑,则将烙铁头蘸上焊油(助焊剂),来回修复焊点即可,如图1-26所示。
图1-26 安装大电容器
2.贴片电容的拆焊
① 对于普通贴片电容(表面颜色为灰色、棕色、土黄色、淡紫色和白色等),拆焊、焊接与贴片电阻器相同,可参考贴片电阻器的焊接方法进行焊接。
② 对于上表面为银灰色、侧面为多层深灰色的涤纶电容和其他不耐高温的电容,不能用热风枪加热,而应用电烙铁进行焊接,以免损坏电容器,其具体拆焊与焊接方法如下。
拆焊这类电容时要用两个电烙铁同时加热两个焊点使焊锡熔化,在焊点熔化状态下用烙铁尖向侧面拨动,使焊点脱离,然后用镊子取下。
焊接这类电容时首先在电路板两个焊点上涂上少量焊油,用烙铁加热焊点,当焊锡熔化时迅速移开电烙铁,这样可以使焊点光滑(图1-27);然后用镊子夹住电容放正并下压,再用电烙铁加热一端焊好,然后用电烙铁加热另一个焊点焊好,这时不要再下压电容,以免损坏第一个焊点。
图1-27 焊接贴片电容
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采用上述方法焊接的电容器一般不正,如果要焊正,可以将电路板上的焊点用吸锡线将锡吸净,再分别焊接,如果焊锡少,可以用烙铁尖从焊锡丝上带一点锡补上,体积小的不要把焊锡丝放到焊点上用烙铁加热取锡,以免焊锡过多引起连锡。
③ 对于黑色和黄色塑封的电解电容也可以和电阻一样处理,但温度不要过高,加热时间也不要过长。塑封的电解电容有时边角加热变色,但一般不影响使用。对于鲜红色的两端为焊点的扁形电解电容更要注意不要过热。
六、电感器的拆装
两端为焊点的电感器的拆焊、焊接和补焊与电阻相同,可参考电阻器的焊接方法进行焊接,塑封的电感也要注意不要过热。另外电感器拆除时不可用烙铁的尖端代替撬针去拨开线头,更不可猛拉线头,以免引线被抽出或内部松动导致接触不良。
七、晶体三极管的拆装
(1)晶体三极管的焊接工具材料准备 电烙铁、镊子、斜口钳各一把,小刀或什锦锉一把,松香、焊锡丝若干。
(2)晶体三极管的焊接 用小刀或什锦锉刮去三极管引脚上的氧化物,用烙铁蘸少许松香、焊锡给引脚搪上一层锡(这是影响焊接质量的关键);将三极管插入需要焊接的位置;在焊接点上用烙铁熔化少许焊锡丝,使焊点圆润即可;先固定一个引脚,校正好再焊接其他两个引脚,焊完后用斜口钳剪去多余的引脚(图1-28)。
图1-28 焊接三极管
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按要求将e、b、c三根引脚装入规定位置,装配时注意极性,否则不会工作以致烧毁;焊接时间应尽可能的短些(最好不要超过3s),焊接时用镊子夹住引脚,以帮助散热;焊接大功率三极管时,若需要加装散热片,应将接触面平整,打磨光滑后再紧固,若要求加垫绝缘薄膜片时,千万不能忘记引脚与线路板上焊点需要连接时,要用塑料导线;元器件比较密集的地方应分别套上不同颜色的塑料套管,防止碰极短路。
(3)贴片三极管的焊接 贴片三极管有3个焊接引脚,焊接时先将一个焊盘镀锡,然后固定住三极管的一个引脚,接着焊接另外两个引脚。贴片三极管的引脚比较细,很容易一起变形或折断,所以焊接时一定要小心,不要用力过紧。
八、场效应晶体管的拆装
1.绝缘栅场效应管焊接方法
将电烙铁外壳接地,或使用带PE线的电烙铁;电烙铁加热后断开电源焊接;保留原塑料套管或保护铝箔,用一段细裸铜丝在引脚根部绕3~4圈,使引脚可靠地接在一起,然后将细裸铜丝两端拧好,去掉原保护层;再把引脚剪至需要长度并弯成适当形状,以下可像焊普通晶体管那样焊接,焊好完成后再拆去细铜丝即可。
2.焊接时注意事项
① 焊接时,应将所有测试仪器、工作台、电烙铁、线路本身都良好地接地,以防场效应管栅极感应击穿;对于少量焊接,也可以将电烙铁烧热后拔下插头或切断电源后焊接;从元器件架上取下管时,应以适当的方式确保人体接地,如采用接地环等。
② 用25W电烙铁焊接时应迅速,若用45~75W电烙铁焊接,应用镊子夹住引脚根部以帮助散热。
③ 在连入电路之前,管的全部引线端保持互相短接状态,焊接完后才把短接材料去掉;把管子插入电路或从电路中拔出时,应关断电源。
④ 安装场效应管的位置要尽量避免靠近发热元器件;为了防止管件振动,有必要将管壳体紧固起来;引脚引线在弯曲时,应当在大于根部尺寸5mm处进行,以防止弯断引脚和引起漏气等。
⑤ 焊接绝缘栅场效应管时,要按源极—漏极—栅极的先后顺序焊接,并且要断电焊接;MOS器件各引脚的焊接顺序是漏极、源极、栅极,拆机时顺序相反。
九、变压器、磁棒的拆装
对于较大的电源变压器,就要采用弹簧垫圈和螺钉固定;中小型变压器,将固定脚插入印制电路板的孔位,然后将屏蔽层的引脚压倒再进行焊接。变压器(电源变压器、电视机行输出变压器等)的焊接脚比较多,一般的电烙铁拆卸较困难,宜使用专用的电烙铁(如吸锡电烙铁)。
磁棒安装时应先将塑料支架插到印制电路板的支架孔位上,然后将支架固定,再将磁棒插入。
十、行输出变压器的拆装
1.高压帽的拆卸
行输出变压器直接连到显像管高压帽上,拆卸时,将机器电源关闭,将高压帽上的电放掉(利用万用表的表笔对高压帽进行放电,先把表笔短的一端的金属针接在显像管边上的地线上,然后手握表笔的塑胶部分,将表针插入高压帽和显像管之间进行放电,如图1-29所示),然后用尖嘴钳夹住弹性卡钩,使卡子收缩后取下高压帽。
图1-29 行输出变压器放电
2.行输出变压器的拆卸
使用专用空心针(或用16号医用针头,行输出变压器引脚较粗用18号医用针头,用锉刀把尖端部分锉平,平的针头部分再锉薄一点,找一段竹筷子镶进针头的套针筒处)与电烙铁来拆卸行输出变压器,其方法是:一手操作电烙铁,一手操作针头,用电烙铁把行输出变压器脚处的焊锡熔化,把针头套进行输出变压器引脚后用力压进去,待焊锡冷却后,转动一下针头,然后拔出来,行输出变压器(图1-30)引脚就与印制板分离了。
图1-30 行输出变压器
3.高压帽的安装
在显像管的高压嘴边缘2~3cm的圆周范围涂上一层绝缘硅脂,防止日后潮气进入和漏电;按拆除高压帽的反向顺序,将高压帽连同卡子倾斜先装入一侧,再用钳子将卡子另一侧推入;左右旋转一下高压帽并压紧,使卡子与高压嘴充分接触良好。
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在拆卸前一定要将高压帽内的残存高压放掉,否则容易发生危险;为了防止发生高压泄漏打火,要在高压帽的内侧涂上一层专用的灭弧灵硅脂;拆高压帽时不要齐根剪断,而应用刀片切开高压帽尾管,这样可避免高压线越换越短;装高压帽时,高压线用酒精擦洗干净(8~10cm),头部要涂硅脂再插入高压帽,这样可避免从尾管处漏电。
十一、滤波器的拆装
滤波器常见的有介质滤波器、陶瓷滤波器、石英晶体滤波器、声表面波滤波器、电感电容组合滤波器等。
介质滤波器为外表镀银的陶瓷体,底部和周围有焊点,焊下滤波器时可用热风枪均匀整体加热,当滤波器底部焊锡熔化时迅速用镊子夹住向上垂直取下滤波器;焊上滤波器时,可在焊点处涂少量松香焊油,用镊子把滤波器放正并略向下压(注意侧面的信号线焊点对正),然后用热风枪均匀移动加热焊接(要注意信号线焊点处、滤波器上侧面的微带及孔内不要有焊油等污物)。
陶瓷滤波器一般为有引线焊片的塑料封装,不耐高温,拆下滤波器时可用镊子夹住一端略向上用力,用热风枪向焊点倾斜加热,当该端焊点锡熔化分离后迅速移开热风枪,以免烧坏元器件外壳,还要注意不要过度用力上拉,以免折断另一端引线,然后再拆另一端。