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筆記本維修基礎資料節選

來源:建安磐龍筆記本交換機維修作者:濟南磐龍維修網址:http://caifu94670.cn

維修基礎知識


一、電容篇

   1、電容在電路中一般用“C”加數字表示(如C25表示編号為25的電容)。電容是由兩片金屬膜緊靠,中間用絕緣材料隔開而組成的元件。電容的特性主要是隔直流通交流。

電容容量的大小就是表示能貯存電能的大小,電容對交流信号的阻礙作用稱為容抗,它與交流信号的頻率和電容量有關。

  容抗XC=1/2πf c  (f表示交流信号的頻率,C表示電容容量)

  電話機中常用電容的種類有電解電容、瓷片電容、貼片電容、獨石電容、钽電容和滌綸電容等。

  2、識别方法:電容的識别方法與電阻的識别方法基本相同,分直标法、色标法和數标法3種。電容的基本單位用法拉(F)表示,其它單位還有:毫法(mF)、微法(uF)、納法(nF)、皮法(pF)。其中:1法拉=103毫法=106微法=109納法=1012皮法

容量大的電容其容量值在電容上直接标明,如10 uF/16V

  容量小的電容其容量值在電容上用字母表示或數字表示6

  字母表示法:1m=1000 uF   1P2=1.2PF  1n=1000PF  

  數字表示法:一般用三位數字表示容量大小,前兩位表示有效數字,第三位數字是倍率。

  如:102表示10×102PF=1000PF     224表示22×104PF=0.22 uF

  3、電容容量誤差表

 符号 F G J K L M

 允許誤差 ±1% ±2% ±5% ±10% ±15% ±20%

  如:一瓷片電容為104J表示容量為0. 1 uF、誤差為±5%。

4、故障特點

 在實際維修中,電容器的故障主要表現為:

(1)引腳腐蝕緻斷的開路故障。

(2)脫焊和虛焊的開路故障。

(3)漏液後造成容量小或開路故障。

(4)漏電、嚴重漏電和擊穿故障。



二、二極管

   晶體二極管在電路中常用“D”加數字表示,如: D5表示編号為5的二極管。

   1、作用:二極管的主要特性是單向導電性,也就是在正向電壓的作用下,導通電阻很小;而在反向電壓作用下導通電阻極大或無窮大。正因為二極管具有上述特性,無繩電話機中常把它用在整流、隔離、穩壓、極性保護、編碼控制、調頻調制和靜噪等電路中。

   電話機裡使用的晶體二極管按作用可分為:整流二極管(如1N4004)、隔離二極管(如1N4148)、肖特基二極管(如BAT85)、發光二極管、穩壓二極管等。

  2、識别方法:二極管的識别很簡單,小功率二極管的N極(負極),在二極管外表大多采用一種色圈标出來,有些二極管也用二極管專用符号來表示P極(正極)或N極(負極),也有采用符号标志為“P”、“N”來确定二極管極性的。發光二極管的正負極可從引腳長短來識别,長腳為正,短腳為負。

  3、測試注意事項:用數字式萬用表去測二極管時,紅表筆接二極管的正極,黑表筆接二極管的負極,此時測得的阻值才是二極管的正向導通阻值,這與指針式萬用表的表筆接法剛好相反。

  穩壓二極管

穩壓二極管在電路中常用“ZD”加數字表示,如:ZD5表示編号為5的穩壓管。

  1、穩壓二極管的穩壓原理:穩壓二極管的特點就是擊穿後,其兩端的電壓基本保持不變。這樣,當把穩壓管接入電路以後,若由于電源電壓發生波動,或其它原因造成電路中各點電壓變動時,負載兩端的電壓将基本保持不變。

  2、故障特點:穩壓二極管的故障主要表現在開路、短路和穩壓值不穩定。在這3種故障中,前一種故障表現出電源電壓升高;後2種故障表現為電源電壓變低到零伏或輸出不穩定。

 常用穩壓二極管的型号及穩壓值如下表:

 型  号 1N4728 1N4729 1N4730 1N4732 1N4733 1N4734 1N4735 1N4744 1N4750 1N4751 1N4761

 穩壓值 3.3V 3.6V 3.9V 4.7V 5.1V 5.6V 6.2V 15V 27V 30V 75V變容二極管

 變容二極管是根據普通二極管内部 “PN結” 的結電容能随外加反向電壓的變化而變化這一原理專門設計出來的一      種特殊二極管。

 變容二極管在無繩電話機中主要用在手機或座機的高頻調制電路上,實現低頻信号調制到高頻信号上,并發射出去。在工作狀态,變容二極管調制電壓一般加到負極上,使變容二極管的内部結電容容量随調制電壓的變化而變化。

變容二極管發生故障,主要表現為漏電或性能變差:

(1)發生漏電現象時,高頻調制電路将不工作或調制性能變差。

(2)變容性能變差時,高頻調制電路的工作不穩定,使調制後的高頻信号發送到對方被對方接收後産生失真。

出現上述情況之一時,就應該更換同型号的變容二極管。



三、電感

   電感在電路中常用“L”加數字表示,如:L6表示編号為6的電感。電感線圈是将絕緣的導線在絕緣的骨架上繞一定的圈數制成。直流可通過線圈,直流電阻就是導線本身的電阻,壓降很小;當交流信号通過線圈時,線圈兩端将會産生自感電動勢,自感電動勢的方向與外加電壓的方向相反,阻礙交流的通過,所以電感的特性是通直流阻交流,頻率越高,線圈阻抗越大。電感在電路中可與電容組成振蕩電路。

  電感一般有直标法和色标法,色标法與電阻類似。如:棕、黑、金、金表示1uH(誤差5%)的電感。電感的基本單位為:亨(H) 換算單位有:1H=103mH=106uH。



四、三極管

  晶體三極管在電路中常用“Q”加數字表示,如:Q17表示編号為17的三極管。

  1、特點:晶體三極管(簡稱三極管)是内部含有2個PN結,并且具有放大能力的特殊器件。它分NPN型和PNP型兩種類型,這兩種類型的三極管從工作特性上可互相彌補,所謂OTL電路中的對管就是由PNP型和NPN型配對使用。

 電話機中常用的PNP型三極管有:A92、9015等型号;NPN型三極管有:A42、9014、9018、9013、9012等型号。

 2、晶體三極管主要用于放大電路中起放大作用,在常見電路中有三種接法。為了便于比較,将晶體管三種接法電路    所具有的特點列于下表,供大家參考。

名稱           共發射極電路        共集電極電路(射極輸出器)           共基極電路

輸入阻抗 中(幾百歐~幾千歐) 大(幾十千歐以上) 小(幾歐~幾十歐)

輸出阻抗 中(幾千歐~幾十千歐) 小(幾歐~幾十歐) 大(幾十千歐~幾百千歐)

電壓放大倍數 大 小(小于1并接近于1) 大

電流放大倍數 大(幾十) 大(幾十) 小(小于1并接近于1)

功率放大倍數 大(約30~40分貝) 小(約10分貝) 中(約15~20分貝)

頻率特性 高頻差 好 好


應用 多級放大器中間級,低頻放大輸入級、輸出級或作阻抗匹配用 高頻或寬頻帶電路及恒流源電路

  3、在線工作測量

   在實際維修中,三極管都已經安裝在線路闆上,要每隻拆下來測量實在是一件麻煩事,并且很容易損壞電路闆,根據實際維修,本人總結出一種在電路上帶電測量三極管工作狀态來判斷故障所在的方法,供大家參考:

類别

故障發生部位 測試要點


e-b極開路 Ved>1v    Ved=V+

e-b極短路 Veb=0v  Vcd=0v   Vbd升高

Re開路 Ved=0v

Rb2開路 Vbd=Ved=V+

Rb2短路 Ved約為0.7V

Rb1增值很多,開路 Vec<0.5v  Vcd升高

e-c極間開路 Veb=0.7v  Vec=0v   Vcd升高

b-c極間開路 Veb=0.7v  Ved=0v

b-c極間短路 Vbc=0v  Vcd很低

Rc開路 Vbc=0v  Vcd升高  Vbd不變

Rb2阻值增大很多 Ved約為V+   Vcd約為0V

Ved電壓不穩 三極管和周圍元件有虛焊

類      别

故障發生部位 測   試   要   點

Rb1開路 Vbe=0  Vcd=V+  Ved=0

Rb1短路 Vbe約為1v   Ved=V-Vbe

Rb2短路 Vbd=0v   Vbe=0v   Vcd=V+

Re開路 Vbd升高   Vce=0v   Vbe=0v

Re短路 Vbd=0.7v   Vbe=0.7v

Rc開路 Vce=0v  Vbe=0.7v   Ved約為0v

c-e極短路 Vce=0v  Vbe=0.7v   Ved升高

b-e極開路 Vbe>1v   Ved=0v  Vcd=V+

b-e極短路 Vce約為V+  Vbe=0v  Vcd約為0v

c-b極開路 Vce=V+   Vbe=0.7v   Ved=0v

c-b極短路 Vcb=0v  Vbe=0.7v   Vcd=0v



集成電路的檢測方法


    現在的電子産品往往由于一塊集成電路損壞,導緻一部分或幾個部分不能正常工作,影響設備的正常使用。那麼如何檢測集成電路的好壞呢?通常一台設備裡面有許多個集成電路,當拿到一部有故障的集成電路的設備時,首先要根據故障現象,判斷出故障的大體部位,然後通過測量,把故障的可能部位逐步縮小,最後找到故障所在。 要找到故障所在必須通過檢測,通常修理人員都采用測引腳電壓方法來判斷,但這隻能判斷出故障的大緻部位,而且有的引腳反應不靈敏,甚至有的沒有什麼反應。就是在電壓偏離的情況下,也包含外圍元件損壞的因素,還必須将集成塊内部故障與外圍故障嚴格區别開來,因此單靠某一種方法對集成電路是很難檢測的,必須依賴綜合的檢測手段。

現以萬用表檢測為例,介紹其具體方法。 我們知道,集成塊使用時,總有一個引腳與印制電路闆上的“地”線是焊通的,在電路中稱之為接地腳。由于集成電路内部都采用直接耦合,因此,集成塊的其它引腳與接地腳之間都存在着确定的直流電阻,這種确定的直流電阻稱為該腳内部等效直流電阻,簡稱R内。當我們拿到一塊新的集成塊時,可通過用萬用表測量各引腳的内部等效直流電阻來判斷其好壞,若各引腳的内部等效電阻R内與标準值相符,說明這塊集成塊是好的,反之若與标準值相差過大,說明集成塊内部損壞。

測量時有一點必須注意,由于集成塊内部有大量的三極管,二極管等非線性元件,在測量中單測得一個阻值還不能判斷其好壞,必須互換表筆再測一次,獲得正反向兩個阻值。隻有當R内正反向阻值都符合标準,才能斷定該集成塊完好。 在實際修理中,通常采用在路測量。先測量其引腳電壓,如果電壓異常,可斷開引腳連線測接線端電壓,以判斷電壓變化是外圍元件引起,還是集成塊内部引起。也可以采用測外部電路到地之間的直流等效電阻(稱R外)來判斷,通常在電路中測得的集成塊某引腳與接地腳之間的直流電阻(在路電阻),實際是R内與R外并聯的總直流等效電阻。在修理中常将在路電壓與在路電阻的測量方法結合使用。有時在路電壓和在路電阻偏離标準值,并不一定是集成塊損壞,而是有關外圍元件損壞,使R外不正常,從而造成在路電壓和在路電阻的異常。這時便隻能測量集成塊内部直流等效電阻,才能判定集成塊是否損壞。

根據實際檢修經驗,在路檢測集成電路内部直流等效電阻時可不必把集成塊從電路上焊下來,隻需将電壓或在路電阻異常的腳與電路斷開,同時将接地腳也與電路闆斷開,其它腳維持原狀,測量出測試腳與接地腳之間的R内正反向電阻值便可判斷其好壞。 例如,電視機内集成塊TA7609P瑢腳在路電壓或電阻異常,可切斷瑢腳和⑤腳(接地腳)然後用萬用表内電阻擋測瑢腳與⑤腳之間電阻,測得一個數值後,互換表筆再測一次。若集成塊正常應測得紅表筆接地時為8.2kΩ ,黑表筆接地時為272kΩ的R内直流等效電阻,否則集成塊已損壞。

在測量中多數引腳,萬用表用R×1k擋,當個别引腳R内很大時,換用R×10k擋,這是因為R×1k擋其表内電池電壓隻有1.5V,當集成塊内部晶體管串聯較多時,電表内電壓太低,不能供集成塊内晶體管進入正常工作狀态,數值無法顯現或不準确。 總之,在檢測時要認真分析,靈活運用各種方法,摸索規律,做到快速、準确找出故障。



集成電路的檢測經驗介紹

(一)常用的檢測方法

    集成電路常用的檢測方法有在線測量法、非在線測量法和代換法。

    1.非在線測量 非在線測量潮在集成電路未焊入電路時,通過測量其各引腳之間的直流電阻值與已知正常同型号集成電路各引腳之間的直流電阻值進行對比,以确定其是否正常。

   2.在線測量 在線測量法是利用電壓測量法、電阻測量法及電流測量法等,通過在電路上測量集成電路的各引腳電壓值、電阻值和電流值是否正常,來判斷該集成電路是否損壞。

   3.代換法 代換法是用已知完好的同型号、同規格集成電路來代換被測集成電路,可以判斷出該集成電路是否損壞。

(二)常用集成電路的檢測

     1.微處理器集成電路的檢測 微處理器集成電路的關鍵測試引腳是VDD電源端、RESET複位端、XIN晶振信号輸入端、XOUT晶振信号輸出端及其他各線輸入、輸出端。在路測量這些關鍵腳對地的電阻值和電壓值,看是否與正常值(可從産品電路圖或有關維修資料中查出)相同。不同型号微處理器的RESET複位電壓也不相同,有的是低電平複位,即在開機瞬間為低電平,複位後維持高電平;有的是高電平複位,即在開關瞬間為高電平,複位後維持低電平。

   2.開關電源集成電路的檢測 開關電源集成電路的關鍵腳電壓是電源端(VCC)、激勵脈沖輸出端、電壓檢測輸入端、電流檢測輸入端。測量各引腳對地的電壓值和電阻值,若與正常值相差較大,在其外圍元器件正常的情況下,可以确定是該集成電路已損壞。 内置大功率開關管的厚膜集成電路,還可通過測量開關管C、B、E極之間的正、反向電阻值,來判斷開關管是否正常。

  3.音頻功放集成電路的檢測 檢查音頻功放集成電路時,應先檢測其電源端(正電源端和負電源端)、音頻輸入端、音頻輸出端及反饋端對地的電壓值和電阻值。若測得各引腳的數據值與正常值相差較大,其外圍元件與正常,則是該集成電路内部損壞。對引起無聲故障的音頻功放集成電路,測量其電源電壓正常時,可用信号幹擾法來檢查。測量時,萬用表應置于R×1檔,将紅表筆接地,用黑表筆點觸音頻輸入端,正常時揚聲器中應有較強的“喀喀”聲。

  4.運算放大器集成電路的檢測 用萬用表直流電壓檔,測量運算放大器輸出端與負電源端之間的電壓值(在靜态時電壓值較高)。用手持金屬鑷子依次點觸運算放大器的兩個輸入端(加入幹擾信号),若萬用表表針有較大幅度的擺動,則說明該運算放大器完好;若萬用表表針不動,則說明運算放大器已損壞。

   5.時基集成電路的檢測 時基集成電路内含數字電路和模拟電路,用萬用表很難直接測出其好壞。可以用如圖9-13所示的測試電路來檢測時基集成電路的好壞。測試電路由阻容元件、發光二極管LED、6V直流電源、電源開關S和8腳IC插座組成。将時基集成電路(例如NE555)插信IC插座後,按下電源開關S,若被測時基集成電路正常,則發光二極管LED将閃爍發光;若LED不亮或一直亮,則說明被測時基集成電路性能不良。


集成電路代換技巧

一、直接代換

   直接代換是指用其他IC不經任何改動而直接取代原來的IC,代換後不影響機器的主要性能與指标。

   其代換原則是:代換IC的功能、性能指标、封裝形式、引腳用途、引腳序号和間隔等幾方面均相同。其中IC的功能相同不僅指功能相同;還應注意邏輯極性相同,即輸出輸入電平極性、電壓、電流幅度必須相同。例如:圖像中放IC,TA7607與TA7611,前者為反向高放AGC,後者為正向高放AGC,故不能直接代換。除此之外還有輸出不同極性AFT電壓,輸出不同極性的同步脈沖等IC都不能直接代換,即使是同一公司或廠家的産品,都應注意區分。性能指标是指IC的主要電參數(或主要特性曲線)、最大耗散功率、最高工作電壓、頻率範圍及各信号輸入、輸出阻抗等參數要與原IC相近。功率小的代用件要加大散熱片。

1.同一型号IC的代換

  同一型号IC的代換一般是可靠的,安裝集成電路時,要注意方向不要搞錯,否則,通電時集成電路很可能被燒毀。有的單列直插式功放IC,雖型号、功能、特性相同,但引腳排列順序的方向是有所不同的。 例如,雙聲道功放IC LA4507,其引腳有“正”、“反”之分,其起始腳标注(色點或凹坑)方向不同;沒有後綴與後綴為"R"的IC等,例如 M5115P與M5115RP.

2.不同型号IC的代換

  ⑴型号前綴字母相同、數字不同IC的代換。這種代換隻要相互間的引腳功能完全相同,其内部電路和電參數稍有差異,也可相互直接代換。如:伴音中放IC LA1363和LA1365,後者比前者在IC第⑤腳内部增加了一個穩壓二極管,其它完全一樣。

 ⑵型号前綴字母不同、數字相同IC的代換。一般情況下,前綴字母是表示生産廠家及電路的類别,前綴字母後面的數字相同,大多數可以直接代換。但也有少數,雖數字相同,但功能卻完全不同。例如,HA1364是伴音IC,而uPC1364是色解碼IC;4558,8腳的是運算放大器NJM4558,14腳的是CD4558數字電路; 故二者完全不能代換。

 ⑶型号前綴字母和數字都不同IC的代換。有的廠家引進未封裝的IC芯片,然後加工成按本廠命名的産品。還有如為了提高某些參數指标而改進産品。這些産品常用不同型号進行命名或用型号後綴加以區别。例如,AN380與uPC1380可以直接代換;AN5620、TEA5620、DG5620等可以直接代換。

二、非直接代換

   非直接代換是指不能進行直接代換的IC稍加修改外圍電路,改變原引腳的排列或增減個别元件等,使之成為可代換的IC的方法。

   代換原則:代換所用的IC可與原來的IC引腳功能不同、外形不同,但功能要相同,特性要相近;代換後不應影響原機性能。

  1.不同封裝IC的代換

   相同類型的IC芯片,但封裝外形不同,代換時隻要将新器件的引腳按原器件引腳的形狀和排列進行整形。例如,AFT電路CA3064和CA3064E,前者為圓形封裝,輻射狀引腳;後者為雙列直插塑料封裝,兩者内部特性完全一樣,按引腳功能進行連接即可。雙列IC AN7114、AN7115與LA4100、LA4102封裝形式基本相同,引腳和散熱片正好都相差180°。前面提到的AN5620帶散熱片雙列直插16腳封裝、TEA5620雙列直插18腳封裝,9、10腳位于集成電路的右邊,相當于AN5620的散熱片,二者其它腳排列一樣,将9、10腳連起來接地即可使用。

  2.電路功能相同但個别引腳功能不同IC的代換

  代換時可根據各個型号IC的具體參數及說明進行。如電視機中的AGC、視頻信号輸出有正、負極性的區别,隻要在輸出端加接倒相器後即可代換。

  3.類型相同但引腳功能不同IC的代換

  這種代換需要改變外圍電路及引腳排列,因而需要一定的理論知識、完整的資料和豐富的實踐經驗與技巧。

  4。 有些空腳不應擅自接地

  内部等效電路和應用電路中有的引出腳沒有标明,遇到空的引出腳時,不應擅自接地,這些引出腳為更替或備用腳,有時也作為内部連接。

  5.用分立元件代換IC

  有時可用分立元件代換IC中被損壞的部分,使其恢複功能。代換前應了解該IC的内部功能原理、每個引出腳的正常電壓、波形圖及與外圍元件組成電路的工作原理。同時還應考慮:

 ⑴信号能否從IC中取出接至外圍電路的輸入端:

 ⑵經外圍電路處理後的信号,能否連接到集成電路内部的下一級去進行再處理(連接時的信号匹配應不影響其主要參數和性能)。如中放IC損壞,從典型應用電路和内部電路看,由伴音中放、鑒頻以及音頻放大級成,可用信号注入法找出損壞部分,若是音頻放大部分損壞,則可用分立元件代替。

 6.組合代換

   組合代換就是把同一型号的多塊IC内部未受損的電路部分,重新組合成一塊完整的IC,用以代替功能不良的IC的方法。對買不到原配IC的情況下是十分适用的。但要求所利用IC内部完好的電路一定要有接口引出腳。

   非直接代換關鍵是要查清楚互相代換的兩種IC的基本電參數、内部等效電路、各引腳的功能、IC與外部元件之間連接關系的資料。實際操作時予以注意:

  ⑴集成電路引腳的編号順序,切勿接錯;

  ⑵為适應代換後的IC的特點,與其相連的外圍電路的元件要作相應的改變;

  ⑶電源電壓要與代換後的IC相符,如果原電路中電源電壓高,應設法降壓;電壓低,要看代換IC能否工作。

  ⑷代換以後要測量IC的靜态工作電流,如電流遠大于正常值,則說明電路可能産生自激,這時須進行去耦、調整。若增益與原來有所差别,可調整反饋電阻阻值;

  ⑸代換後IC的輸入、輸出阻抗要與原電路相匹配;檢查其驅動能力。

  ⑹在改動時要充分利用原電路闆上的腳孔和引線,外接引線要求整齊,避免前後交叉,以便檢查和防止電路自激,特别是防止高頻自激;

  (7)在通電前電源Vcc回路裡最好再串接一直流電流表,降壓電阻阻值由大到小觀察集成電路總電流的變化是否正常


如何識别常用元器件?

一、電阻

   電阻在電路中用“R”加數字表示,如:R1表示編号為1的電阻。電阻在電路中的主要作用為:分流、限流、分壓、偏置等。

   1、參數識别:電阻的單位為歐姆(Ω),倍率單位有:千歐(KΩ),兆歐(MΩ)等。換算

    方法是:1兆歐=1000千歐=1000000歐

   電阻的參數标注方法有3種,即直标法、色标法和數标法。

   a、數标法主要用于貼片等小體積的電路,如:472 表示 47×100Ω(即4.7K); 104則表示100K

   b、色環标注法使用最多,現舉例如下:四色環電阻 五色環電阻(精密電阻)

  2、電阻的色标位置和倍率關系如下表所示:

   顔色 有效數字 倍率 允許偏差(%)   銀色 / x0.01 ±10   金色 / x0.1 ±5   黑色 0 +0 /   棕色 1 x10 ±1  紅色 2 x100 ±2   橙色 3 x1000 /  黃色 4 x10000 /  綠色 5 x100000 ±0.5   藍色 6 x1000000 ±0.2   紫色 7 x10000000 ±0.1  灰色 8 x100000000 /   白色 9 x1000000000 /

二、電容

  1、電容在電路中一般用“C”加數字表示(如C13表示編号為13的電容)。電容是由兩片金屬膜緊靠,中間用絕緣材料隔開而組成的元件。電容的特性主要是隔直流通交流。

  電容容量的大小就是表示能貯存電能的大小,電容對交流信号的阻礙作用稱為容抗,它與交流信号的頻率和電容量有關。

    容抗XC=1/2πf c (f表示交流信号的頻率,C表示電容容量)電話機中常用電容的種類有電解電容、瓷片電容、貼片電容、獨石電容、钽電容和滌綸電容等。

   2、識别方法:電容的識别方法與電阻的識别方法基本相同,分直标法、色标法和數标法3種。電容的基本單位用法拉(F)表示,其它單位還有:毫法(mF)、微法(uF)、納法(nF)、皮法(pF)。其中:1法拉=103毫法=106微法=109納法=1012皮法

容量大的電容其容量值在電容上直接标明,如10 uF/16V

容量小的電容其容量值在電容上用字母表示或數字表示

字母表示法:1m=1000 uF 1P2=1.2PF 1n=1000PF

數字表示法:一般用三位數字表示容量大小,前兩位表示有效數字,第三位數字是倍率。

如:102表示10×102PF=1000PF 224表示22×104PF=0.22 uF

  3、電容容量誤差表

  符号 F G J K L M

  允許誤差 ±1% ±2% ±5% ±10% ±15% ±20%  如:一瓷片電容為104J表示容量為0. 1 uF、誤差為±5%。

  三、晶體二極管

  晶體二極管在電路中常用“D”加數字表示,如: D5表示編号為5的二極管。

  1、作用:二極管的主要特性是單向導電性,也就是在正向電壓的作用下,導通電阻很小;而在反向電壓作用下導通電阻極大或無窮大。正因為二極管具有上述特性,無繩電話機中常把它用在整流、隔離、穩壓、極性保護、編碼控制、調頻調制和靜噪等電路中。電話機裡使用的晶體二極管按作用可分為:整流二極管(如1N4004)、隔離二極管(如1N4148)、肖特基二極管(如BAT85)、發光二極管、穩壓二極管等。

 2、識别方法:二極管的識别很簡單,小功率二極管的N極(負極),在二極管外表大多采用一種色圈标出來,有些二極管也用二極管專用符号來表示P極(正極)或N極(負極),也有采用符号标志為“P”、“N”來确定二極管極性的。發光二極管的正負極可從引腳長短來識别,長腳為正,短腳為負。

 3、測試注意事項:用數字式萬用表去測二極管時,紅表筆接二極管的正極,黑表筆接二極管的負極,此時測得的阻值才是二極管的正向導通阻值,這與指針式萬用表的表筆接法剛好相反。

 4、常用的1N4000系列二極管耐壓比較如下:

    型号 1N4001 1N4002 1N4003 1N4004 1N4005 1N4006 1N4007

    耐壓(V) 50 100 200 400 600 800 1000

    電流(A) 均為1

四、穩壓二極管

   穩壓二極管在電路中常用“ZD”加數字表示,如:ZD5表示編号為5的穩壓管。

   1、穩壓二極管的穩壓原理:穩壓二極管的特點就是擊穿後,其兩端的電壓基本保持不變。這樣,當把穩壓管接入電路以後,若由于電源電壓發生波動,或其它原因造成電路中各點電壓變動時,負載兩端的電壓将基本保持不變。

   2、故障特點:穩壓二極管的故障主要表現在開路、短路和穩壓值不穩定。在這3種故障中,前一種故障表現出電源電壓升高;後2種故障表現為電源電壓變低到零伏或輸出不穩定。

   常用穩壓二極管的型号及穩壓值如下表:

   型 号 1N4728 1N4729 1N4730 1N4732 1N4733 1N4734 1N4735 1N4744 1N4750 1N4751

  1N4761

  穩壓值 3.3V 3.6V 3.9V 4.7V 5.1V 5.6V 6.2V 15V 27V 30V 75V

  五、電感

  電感在電路中常用“L”加數字表示,如:L6表示編号為6的電感。電感線圈是将絕緣的導線在絕緣的骨架上繞一定的圈數制成。直流可通過線圈,直流電阻就是導線本身的電阻,壓降很小;當交流信号通過線圈時,線圈兩端将會産生自感電動勢,自感電動勢的方向與外加電壓的方向相反,阻礙交流的通過,所以電感的特性是通直流阻交流,頻率越高,線圈阻抗越大。電感在電路中可與電容組成振蕩電路。電感一般有直标法和色标法,色标法與電阻類似。如:棕、黑、金、金表示1uH(誤差5%)的電感。 電感的基本單位為:亨(H) 換算單位有:1H=103mH=106uH。

   六、變容二極管

   變容二極管是根據普通二極管内部 “PN結” 的結電容能随外加反向電壓的變化而變化這一原理專門設計出來的一種特殊二極管。變容二極管在無繩電話機中主要用在手機或座機的高頻調制電路上,實現低頻信号調制到高頻信号上,并發射出去。在工作狀态,變容二極管調制電壓一般加到負極上,使變容二極管的内部結電容容量随調制電壓的變化而變化。

  變容二極管發生故障,主要表現為漏電或性能變差:

(1)發生漏電現象時,高頻調制電路将不工作或調制性能變差。

(2)變容性能變差時,高頻調制電路的工作不穩定,使調制後的高頻信号發送到對方被對方接收後産生失真。

出現上述情況之一時,就應該更換同型号的變容二極管。

  七、晶體三極管

  晶體三極管在電路中常用“Q”加數字表示,如:Q17表示編号為17的三極管。

  1、特點:晶體三極管(簡稱三極管)是内部含有2個PN結,并且具有放大能力的特殊器件。它分NPN型和PNP型兩種類型,這兩種類型的三極管從工作特性上可互相彌補,所謂OTL電路中的對管就是由PNP型和NPN型配對使用。電話機中常用的PNP型三極管有:A92、9015等型号;NPN型三極管有:A42、9014、9018、9013、9012等型号。

  2、晶體三極管主要用于放大電路中起放大作用,在常見電路中有三種接法。為了便于比較,将晶體管三種接法電路所具有的特點列于下表,供大家參考。

名稱 共發射極電路 共集電極電路(射極輸出器) 共基極電路

輸入阻抗 中(幾百歐~幾千歐) 大(幾十千歐以上) 小(幾歐~幾十歐)

輸出阻抗 中(幾千歐~幾十千歐) 小(幾歐~幾十歐) 大(幾十千歐~幾百千歐)

電壓放大倍數 大 小(小于1并接近于1) 大

電流放大倍數 大(幾十) 大(幾十) 小(小于1并接近于1)

功率放大倍數 大(約30~40分貝) 小(約10分貝) 中(約15~20分貝)

頻率特性 高頻差 好 好

  八、場效應晶體管放大器

  1、場效應晶體管具有較高輸入阻抗和低噪聲等優點,因而也被廣泛應用于各種電子設備中。尤其用場效管做整個電子設備的輸入級,可以獲得一般晶體管很難達到的性能。

  2、場效應管分成結型和絕緣栅型兩大類,其控制原理都是一樣的。

  3、場效應管與晶體管的比較

 (1)場效應管是電壓控制元件,而晶體管是電流控制元件。在隻允許從信号源取較少電流的情況下,應選用場效應管;而在信号電壓較低,又允許從信号源取較多電流的條件下,應選用晶體管。

 (2)場效應管是利用多數載流子導電,所以稱之為單極型器件,而晶體管是即有多數載流子,也利用少數載流子導電。被稱之為雙極型器件。

 (3)有些場效應管的源極和漏極可以互換使用,栅壓也可正可負,靈活性比晶體管好。

 (4)場效應管能在很小電流和很低電壓的條件下工作,而且它的制造工藝可以很方便地把很多場效應管集成在一塊矽片上,因此場效應管在大規模集成電路中得到了廣泛的應用。










芯片封裝技術知多少


   自從美國Intel公司1971年設計制造出4位微處a理器芯片以來,在20多年時間内,CPU從Intel4004、80286、80386、80486發展到Pentium和PentiumⅡ,數位從4位、8位、16位、32位發展到64位;主頻從幾兆到今天的400MHz以上,接近GHz;CPU芯片裡集成的晶體管數由2000個躍升到500萬個以上;半導體制造技術的規模由SSI、MSI、LSI、VLSI達到 ULSI。封裝的輸入/輸出(I/O)引腳從幾十根,逐漸增加到幾百根,下世紀初可能達2千根。這一切真是一個翻天覆地的變化。

  對于CPU,讀者已經很熟悉了,286、386、486、Pentium、Pentium Ⅱ、Celeron、K6、K6-2 ……相信您可以如數家珍似地列出一長串。但談到CPU和其他大規模集成電路的封裝,知道的人未必很多。所謂封裝是指安裝半導體集成電路芯片用的外殼,它不僅起着安放、固定、密封、保護芯片和增強電熱性能的作用,而且還是溝通芯片内部世界與外部電路的橋梁——芯片上的接點用導線連接到封裝外殼的引腳上,這些引腳又通過印制闆上的導線與其他器件建立連接。因此,封裝對CPU和其他LSI集成電路都起着重要的作用。新一代CPU的出現常常伴随着新的封裝形式的使用。

芯片的封裝技術已經曆了好幾代的變遷,從DIP、QFP、PGA、BGA到CSP再到MCM,技術指标一代比一代先進,包括芯片面積與封裝面積之比越來越接近于1,适用頻率越來越高,耐溫性能越來越好,引腳數增多,引腳間距減小,重量減小,可靠性提高,使用更加方便等等。

 下面将對具體的封裝形式作詳細說明。

一、DIP封裝

 70年代流行的是雙列直插封裝,簡稱DIP(Dual In-line Package)。DIP封裝結構具有以下特點:

1.适合PCB的穿孔安裝;

2.比TO型封裝易于對PCB布線;

3.操作方便。

 DIP封裝結構形式有:多層陶瓷雙列直插式DIP,單層陶瓷雙列直插式DIP,引線框架式DIP(含玻璃陶瓷封接式,塑料包封結構式,陶瓷低熔玻璃封裝式).

 衡量一個芯片封裝技術先進與否的重要指标是芯片面積與封裝面積之比,這個比值越接近1越好。以采用40根I/O引腳塑料包封雙列直插式封裝(PDIP)的CPU為例,其芯片面積/封裝面積=3×3/15.24×50=1:86,離1相差很遠。不難看出,這種封裝尺寸遠比芯片大,說明封裝效率很低,占去了很多有效安裝面積。

 Intel公司這期間的CPU如8086、80286都采用PDIP封裝。

二、芯片載體封裝

 80年代出現了芯片載體封裝,其中有陶瓷無引線芯片載體LCCC(Leadless Ceramic Chip Carrier)、塑料有引線芯片載體PLCC(Plastic Leaded Chip Carrier)、小尺寸封裝SOP(Small Outline Package)、塑料四邊引出扁平封裝PQFP(Plastic Quad Flat Package)

 以0.5mm焊區中心距,208根I/O引腳的QFP封裝的CPU為例,外形尺寸28×28mm,芯片尺寸10×10mm,則芯片面積/封裝面積=10×10/28×28=1:7.8,由此可見QFP比DIP的封裝尺寸大大減小。QFP的特點是:

1.适合用SMT表面安裝技術在PCB上安裝布線;

2.封裝外形尺寸小,寄生參數減小,适合高頻應用;

3.操作方便;

4.可靠性高。

 在這期間,Intel公司的CPU,如Intel 80386就采用塑料四邊引出扁平封裝PQFP。

三、BGA封裝

 90年代随着集成技術的進步、設備的改進和深亞微米技術的使用,LSI、VLSI、ULSI相繼出現,矽單芯片集成度不斷提高,對集成電路封裝要求更加嚴格,I/O引腳數急劇增加,功耗也随之增大。為滿足發展的需要,在原有封裝品種基礎上,又增添了新的品種——球栅陣列封裝,簡稱BGA(Ball Grid Array Package)。

 BGA一出現便成為CPU、南北橋等VLSI芯片的高密度、高性能、多功能及高I/O引腳封裝的最佳選擇。其特點有:

1.I/O引腳數雖然增多,但引腳間距遠大于QFP,從而提高了組裝成品率;

2.雖然它的功耗增加,但BGA能用可控塌陷芯片法焊接,簡稱C4焊接,從而可以改善它的電熱性能:

3.厚度比QFP減少1/2以上,重量減輕3/4以上;

4.寄生參數減小,信号傳輸延遲小,使用頻率大大提高;

5.組裝可用共面焊接,可靠性高;

6.BGA封裝仍與QFP、PGA一樣,占用基闆面積過大;

 Intel公司對這種集成度很高(單芯片裡達300萬隻以上晶體管),功耗很大的CPU芯片,如Pentium、Pentium Pro、Pentium Ⅱ采用陶瓷針栅陣列封裝CPGA和陶瓷球栅陣列封裝CBGA,并在外殼上安裝微型排風扇散熱,從而達到電路的穩定可靠工作。

四、面向未來的新的封裝技術

 BGA封裝比QFP先進,更比PGA好,但它的芯片面積/封裝面積的比值仍很低。

Tessera公司在BGA基礎上做了改進,研制出另一種稱為μBGA的封裝技術,按0.5mm焊區中心距,芯片面積/封裝面積的比為1:4,比BGA前進了一大步。

 1994年9月日本三菱電氣研究出一種芯片面積/封裝面積=1:1.1的封裝結構,其封裝外形尺寸隻比裸芯片大一點點。也就是說,單個IC芯片有多大,封裝尺寸就有多大,從而誕生了一種新的封裝形式,命名為芯片尺寸封裝,簡稱CSP(Chip Size Package或Chip Scale Package)。CSP封裝具有以下特點:

1.滿足了LSI芯片引出腳不斷增加的需要;

2.解決了IC裸芯片不能進行交流參數測試和老化篩選的問題;

3.封裝面積縮小到BGA的1/4至1/10,延遲時間縮小到極短。

 曾有人想,當單芯片一時還達不到多種芯片的集成度時,能否将高集成度、高性能、高可靠的CSP芯片(用LSI或IC)和專用集成電路芯片(ASIC)在高密度多層互聯基闆上用表面安裝技術(SMT)組裝成為多種多樣電子組件、子系統或系統。由這種想法産生出多芯片組件MCM(Multi Chip Model)。它将對現代化的計算機、自動化、通訊業等領域産生重大影響。MCM的特點有:

1.封裝延遲時間縮小,易于實現組件高速化;

2.縮小整機/組件封裝尺寸和重量,一般體積減小1/4,重量減輕1/3;

3.可靠性大大提高。

 随着LSI設計技術和工藝的進步及深亞微米技術和微細化縮小芯片尺寸等技術的使用,人們産生了将多個LSI芯片組裝在一個精密多層布線的外殼内形成MCM産品的想法。進一步又産生另一種想法:把多種芯片的電路集成在一個大圓片上,從而又導緻了封裝由單個小芯片級轉向矽圓片級(wafer level)封裝的變革,由此引出系統級芯片SOC(System On Chip)和電腦級芯片PCOC(PC On Chip)。

随着CPU和其他ULSI電路的進步,集成電路的封裝形式也将有相應的發展,而封裝形式的進步又将反過來促成芯片技術向前發展。




PCB設計基本概念

1、“層(Layer) ”的概念

  與字處理或其它許多軟件中為實現圖、文、色彩等的嵌套與合成而引入的“層”的概念有所同,Protel的“層”不是虛拟的,而是印刷闆材料本身實實在在的各銅箔層。現今,由于電子線路的元件密集安裝。防幹擾和布線等特殊要求,一些較新的電子産品中所用的印刷闆不僅有上下兩面供走線,在闆的中間還設有能被特殊加工的夾層銅箔,例如,現在的計算機主闆所用的印闆材料多在4層以上。這些層因加工相對較難而大多用于設置走線較為簡單的電源布線層(如軟件中的Ground Dever和Power Dever),并常用大面積填充的辦法來布線(如軟件中的ExternaI P1a11e和Fill)。上下位置的表面層與中間各層需要連通的地方用軟件中提到的所謂“過孔(Via)”來溝通。有了以上解釋,就不難理解“多層焊盤”和“布線層設置”的有關概念了。

    舉個簡單的例子,不少人布線完成,到打印出來時方才發現很多連線的終端都沒有焊盤,其實這是自己添加器件庫時忽略了“層”的概念,沒把自己繪制封裝的焊盤特性定義為”多層(Mulii一Layer)的緣故。要提醒的是,一旦選定了所用印闆的層數,務必關閉那些未被使用的層,免得惹事生非走彎路。

 2、過孔(Via)

  為連通各層之間的線路,在各層需要連通的導線的文彙處鑽上一個公共孔,這就是過孔。工藝上在過孔的孔壁圓柱面上用化學沉積的方法鍍上一層金屬,用以連通中間各層需要連通的銅箔,而過孔的上下兩面做成普通的焊盤形狀,可直接與上下兩面的線路相通,也可不連。一般而言,設計線路時對過孔的處理有以下原則:(1)盡量少用過孔,一旦選用了過孔,務必處理好它與周邊各實體的間隙,特别是容易被忽視的中間各層與過孔不相連的線與過孔的間隙,如果是自動布線,可在“過孔數量最小化” ( Via Minimiz8tion)子菜單裡選擇“on”項來自動解決。(2)需要的載流量越大,所需的過孔尺寸越大,如電源層和地層與其它層聯接所用的過孔就要大一些。

 3、絲印層(Overlay)

 為方便電路的安裝和維修等,在印刷闆的上下兩表面印刷上所需要的标志圖案和文字代号等,例如元件标号和标稱值、元件外廓形狀和廠家标志、生産日期等等。不少初學者設計絲印層的有關内容時,隻注意文字符号放置得整齊美觀,忽略了實際制出的PCB效果。他們設計的印闆上,字符不是被元件擋住就是侵入了助焊區域被抹賒,還有的把元件标号打在相鄰元件上,如此種種的設計都将會給裝配和維修帶來很大不便。正确的絲印層字符布置原則是:”不出歧義,見縫插針,美觀大方”。

4、SMD的特殊性

  Protel封裝庫内有大量SMD封裝,即表面焊裝器件。這類器件除體積小巧之外的最大特點是單面分布元引腳孔。因此,選用這類器件要定義好器件所在面,以免“丢失引腳(Missing Plns)”。另外,這類元件的有關文字标注隻能随元件所在面放置。

5、網格狀填充區(External Plane )和填充區(Fill)

  正如兩者的名字那樣,網絡狀填充區是把大面積的銅箔處理成網狀的,填充區僅是完整保留銅箔。初學者設計過程中在計算機上往往看不到二者的區别,實質上,隻要你把圖面放大後就一目了然了。正是由于平常不容易看出二者的區别,所以使用時更不注意對二者的區分,要強調的是,前者在電路特性上有較強的抑制高頻幹擾的作用,适用于需做大面積填充的地方,特别是把某些區域當做屏蔽區、分割區或大電流的電源線時尤為合适。後者多用于一般的線端部或轉折區等需要小面積填充的地方。

6、焊盤( Pad)

  焊盤是PCB設計中最常接觸也是最重要的概念,但初學者卻容易忽視它的選擇和修正,在設計中千篇一律地使用圓形焊盤。選擇元件的焊盤類型要綜合考慮該元件的形狀、大小、布置形式、振動和受熱情況、受力方向等因素。Protel在封裝庫中給出了一系列不同大小和形狀的焊盤,如圓、方、八角、圓方和定位用焊盤等,但有時這還不夠用,需要自己編輯。例如,對發熱且受力較大、電流較大的焊盤,可自行設計成“淚滴狀”,在大家熟悉的彩電PCB的行輸出變壓器引腳焊盤的設計中,不少廠家正是采用的這種形式。一般而言,自行編輯焊盤時除了以上所講的以外,還要考慮以下原則:

  (1)形狀上長短不一緻時要考慮連線寬度與焊盤特定邊長的大小差異不能過大;

  (2)需要在元件引角之間走線時選用長短不對稱的焊盤往往事半功倍;

  (3)各元件焊盤孔的大小要按元件引腳粗細分别編輯确定,原則是孔的尺寸比引腳直徑大0.2- 0.4毫米。

7、各類膜(Mask)

  這些膜不僅是PcB制作工藝過程中必不可少的,而且更是元件焊裝的必要條件。按“膜”所處的位置及其作用,“膜”可分為元件面(或焊接面)助焊膜(TOp or Bottom 和元件面(或焊接面)阻焊膜(TOp or BottomPaste Mask)兩類。 顧名思義,助焊膜是塗于焊盤上,提高可焊性能的一層膜,也就是在綠色闆子上比焊盤略大的各淺色圓斑。阻焊膜的情況正好相反,為了使制成的闆子适應波峰焊等焊接形式,要求闆子上非焊盤處的銅箔不能粘錫,因此在焊盤以外的各部位都要塗覆一層塗料,用于阻止這些部位上錫。可見,這兩種膜是一種互補關系。由此讨論,就不難确定菜單中

類似“solder Mask En1argement”等項目的設置了。


  8、飛線

  自動布線時供觀察用的類似橡皮筋的網絡連線,在通過網絡表調入元件并做了初步布局後,用“Show 命令就可以看到該布局下的網絡連線的交叉狀況,不斷調整元件的位置使這種交叉最少,以獲得最大的自動布線的布通率。這一步很重要,可以說是磨刀不誤砍柴功,多花些時間,值!另外,自動布線結束,還有哪些網絡尚未布通,也可通過該功能來查找。找出未布通網絡之後,可用手工補償,實在補償不了就要用到“飛線”的第二層含義,就是在将來的印闆上用導線連通這些網絡。要交待的是,如果該電路闆是大批量自動線生産,可将這種飛線視為0歐阻值、具有統一焊盤間距的電阻元件來進行設計.



硬件焊接技術

★重點

   焊接是維修電子産品很重要的一個環節。電子産品的故障檢測出來以後,緊接着的就是焊接。

   焊接電子産品常用的幾種加熱方式:烙鐵,熱空氣,錫漿,紅外線,激光等,很多大型的焊接設備都是采用其中的一種或幾種的組合加熱方式。

  常用的焊接工具有:電烙鐵,熱風焊台,錫爐,BGA焊機

  焊接輔料:焊錫絲,松香,吸錫槍,焊膏,編織線等。

  電烙鐵主要用于焊接模拟電路的分立元件,如電阻、電容、電感、二極管、三極管、場效應管等,也可用于焊接尺寸較小的QFP封裝的集成塊,當然我們也可以用它來焊接CPU斷針,還可以給PCB闆補線,如果顯卡或内存的金手指壞了,也可以用電烙鐵修補。電烙鐵的加熱芯實際上是繞了很多圈的電阻絲,電阻的長度或它所選用的材料不同,功率也就不同,普通的維修電子産品的烙鐵一般選用20W-50W。有些高檔烙鐵作成了恒溫烙鐵,且溫度可以調節,内部有自動溫度控制電路,以保持溫度恒定,這種烙鐵的使用性能要更好些,但價格一般較貴,是普通烙鐵的十幾甚至幾十倍。純淨錫的熔點是230度,但我們維修用的焊錫往往含有一定比例的鉛,導緻它的熔點低于230度,最低的一般是180度。

  新買的烙鐵首先要上錫,上錫指的是讓烙鐵頭粘上焊錫,這樣才能使烙鐵正常使用,如果烙鐵用得時間太久,表面可能會因溫度太高而氧化,氧化了的烙鐵是不粘錫的,這樣的烙鐵也要經過上錫處理才能正常使用。

  焊接:

  拆除或焊接電阻、電容、電感、二極管、三極管、場效應管時,可以在元件的引腳上塗一些焊錫,這樣可以更好地使熱量傳遞過去,等元件的所有引腳都熔化時就可以取下來或焊上去了。焊時注意溫度較高時,熔化後迅速擡起烙鐵頭,則焊點光滑,但如溫度太高,則易損壞焊盤或元件。

  補PCB布線

   PCB闆斷線的情況時有發生,顯示器、開關電源等的線較粗,斷的線容易補上,至于主闆、顯卡、筆記本的線很細,線距也很小,要想補上就要麻煩一些。要想補這些斷線,先要準備一個很窄的扁口刮刀,刮刀可以自已動手用小螺絲刀在磨刀石上磨,使得刮刀口的寬度與PCB闆布線的寬度差不多。補線時要先用刮刀把PCB闆斷線表面的絕緣漆刮掉,注意不要用力太大以免把線刮斷,另外還要注意不要把相臨的PCB布線表面的絕緣漆刮掉,為的是避免焊錫粘到相臨的線上,表面處理好以後就要在上面均勻地塗上一層焊膏,然後用烙鐵在刮掉漆的線上加熱塗錫,然後找報廢的鼠标,抽出裡面的細銅絲,把單根銅絲塗上焊膏,再用烙鐵塗上焊錫,然後用烙鐵小心地把細銅絲焊在斷線的兩端。

  焊接完成後要用萬用表檢測焊接的可靠性,先要量線的兩端确認線是否已經連上,然後還要檢測一下補的線與相臨的線是否有粘連短路的現象。

  塑料軟線的修補

  光驅激光頭排線、打印機的打印頭的連線經常也有斷裂的現象,焊接的方式與PCB闆補線差不多,需要注意的是因普通塑料能耐受的溫度很低,用烙鐵焊接時溫度要把握好,速度要盡量快些,盡量避免塑料被燙壞,另外,為防止受熱變形,可用小的夾子把線夾住定位。


CPU斷針的焊接:

  CPU斷針的情況很常見,370結構的賽揚一代CPU和P4的CPU針的根部比較結實,斷針一般都是從中間折斷,比較容易焊接,隻要在針和焊盤相對應的地方塗上焊膏,上了焊錫後用烙鐵加熱就可以焊上了,對于位置特殊,不便用烙鐵的情況可以用熱風焊台加熱。

  賽揚二代的CPU的針受外力太大時往往連根拔起,且拔起以後的下面的焊盤很小,直接焊接成功率很低且焊好以後,針也不易固定,很容易又會被碰掉下來,對于這種情況一般有如下幾種處理方式:第一種方式:用鼠标裡剝出來的細銅絲一端的其中一根與CPU的焊盤焊在一起,然後用502膠水把線粘到CPU上,另一端與主闆CPU座上相對應的焊盤焊在一起,從電氣連接關系上說,與接插在主闆上沒有什麼兩樣,維一的缺點是取下CPU不方便。第二種方式:在CPU斷針處的焊盤上置一個錫球(錫球可以用BGA焊接用的錫球,當然也可以自已動手作),然後自已動手作一個稍長一點的針(,插入斷針對應的CPU座内,上面固定一小塊固化後的導電膠(導電膠有一定的彈性),然後再把CPU插入CPU座内,壓緊鎖死,這樣處理後的CPU可能就可以正常工作了。

顯卡、内存條等金手指的焊接:

  顯卡或内存如果多次反複從主闆上拔下來或插上去,可能會導緻金手指脫落,供電或接地的引腳也常會因電流太大導緻金手指燒壞,為使它們能夠正常使用,就要把金手指修補好,金手指的修補較簡單,可以從别的報廢的卡上用壁紙刀刮下同樣的金手指,表面處理幹淨後,用502膠水小心地把它對齊粘在損壞的卡上,膠水凝固以後,再用壁紙刀把新粘上去的金手指的上端的氧化物刮掉,塗上焊膏,再用細銅絲将它與斷線連起來即可。

集成塊的焊接:

   在沒有熱風焊台的情況下,也可考慮用烙鐵配合焊錫來拆除或焊接集成塊,它的方法是用烙鐵在芯片的各個引腳都堆滿焊錫,然後用烙鐵循環把焊錫加熱,直到所有的引腳焊錫都同時熔化,就可以把芯片取下來了。把芯片從電路闆上取下來,可以考慮用細銅絲從芯片的引腳下穿過,然後從上面用手提起。


熱風焊台

   熱風焊台是通過熱空氣加熱焊錫來實現焊接功能的,黑盒子裡面是一個氣泵,性能好的氣泵噪聲較小,氣泵的作用是不間斷地吹出空氣,氣流順着橡皮管流向前面的手柄,手柄裡面是焊台的加熱芯,通電後會發熱,裡面的氣流順着風嘴出來時就會把熱量帶出來。

   每個焊台都會配有多個風嘴,不同的風嘴配合不同的芯片來使用,事實上,現在大多數的技術人員隻用其中的一個或兩個風嘴就可以完成大多數的焊接工作了,也就是這種圓孔的用得最多。根據我們的使用情況,熱風焊台一般選用850型号的,它的最大功耗一般是450W,前面有兩個旋鈕,其中的一個是負責調節風速的,另一個是調節溫度的。使用之前必須除去機身底部的泵螺絲,否則會引起嚴重問題。使用後,要記得冷卻機身,關電後,發熱管會自動短暫噴出涼氣,在這個冷卻的時段,請不要拔去電源插頭。否則會影響發熱芯的使用壽命。注意,工作時850的風嘴及它噴出的熱空氣溫度很高,能夠把人燙傷,切勿觸摸,替換風嘴時要等它的溫度降下來後才可操作。


下面講述QFP芯片的更換

   首先把電源打開,調節氣流和溫控旋鈕,使溫度保持在250-350度之間,将起拔器置于集成電路塊之下,讓噴嘴對準所要熔化的芯片的引腳加熱,待所有的引腳都熔化時,就可以擡起拔器,把芯片取下來。取下芯片後,可以塗适量焊膏在電路闆的焊盤上,用風嘴加熱使焊盤盡量平齊,然後再在焊盤上塗适量焊膏,将要更換的芯片對齊固定在電路闆上,再用風嘴向引腳均勻地吹出熱氣,等所有的引腳都熔化後,焊接就完成了。最後,要注意檢查一下焊接元件是否不短路虛焊的情況。

BGA芯片焊接:

   要用到BAG芯片貼裝機,不同的機器的使用方法有所不同,附帶的說明書有詳細的描述。

插槽(座)的更換:

   插槽(座)的尺寸較大,在生産線上一般用波峰焊來焊接,波峰焊機可以使焊錫熔化成為錫漿并使錫漿形成波浪,波浪的頂峰與PCB闆的下表面接觸,使得插槽(座)與焊盤焊在一起,對于小批量的生産或維修,往往用錫爐來更換插槽(座),錫爐的原理與波峰焊差不多,都是用錫漿來拆除或焊接插槽,隻要讓焊接面與插槽(座)吻合即可。

貼片式元器件的拆卸、焊接技巧

   貼片式元器件的拆卸、焊接宜選用200~280℃調溫式尖頭烙鐵。貼片式電阻器、電容器的基片大多采用陶瓷材料制作,這種材料受碰撞易破裂,因此在拆卸、焊接時應掌握控溫、預熱、輕觸等技巧。控溫是指焊接溫度應控制在200~250℃左右。預熱指将待焊接的元件先放在100℃左右的環境裡預熱1~2分鐘,防止元件突然受熱膨脹損壞。輕觸是指操作時烙鐵頭應先對印制闆的焊點或導帶加熱,盡量不要碰到元件。另外還要控制每次焊接時間在3秒鐘左右,焊接完畢後讓電路闆在常溫下自然冷卻。以上方法和技巧同樣适用于貼片式晶體二、三極管的焊接。

   貼片式集成電路的引腳數量多、間距窄、硬度小,如果焊接溫度不當,極易造成引腳焊錫短路、虛焊或印制線路銅箔脫離印制闆等故障。拆卸貼片式集成電路時,可将調溫烙鐵溫度調至260℃左右,用烙鐵頭配合吸錫器将集成電路引腳焊錫全部吸除後,用尖嘴鑷子輕輕插入集成電路底部,一邊用烙鐵加熱,一邊用鑷子逐個輕輕提起集成電路引腳,使集成電路引腳逐漸與印制闆脫離。用鑷子提起集成電路時一定要随烙鐵加熱的部位同步進行,防止操之過急将線路闆損壞。

   換入新集成電路前要将原集成電路留下的焊錫全部清除,保證焊盤的平整清潔。然後将待焊集成電路引腳用細砂紙打磨清潔,均勻搪錫,再将待焊集成電路腳位對準印制闆相應焊點,焊接時用手輕壓在集成電路表面,防止集成電路移動,另一隻手操作電烙鐵蘸适量焊錫将集成電路四角的引腳與線路闆焊接固定後,再次檢查确認集成電路型号與方向,正确後正式焊接,将烙鐵溫度調節在250℃左右,一隻手持烙鐵給集成電路引腳加熱,另一隻手将焊錫絲送往加熱引腳焊接,直至全部引腳加熱焊接完畢,最後仔細檢查和排除引腳短路和虛焊,待焊點自然冷卻後,用毛刷蘸無水酒精再次清潔線路闆和焊點,防止遺留焊渣。

   檢修模塊電路闆故障前,宜先用毛刷蘸無水酒精清理印制闆,清除闆上灰塵、焊渣等雜物,并觀察原電路闆是否存在虛焊或焊渣短路等現象,以及早發現故障點,節省檢修時間。



BGA焊球重置工藝

★了解

1、 引言

BGA作為一種大容量封裝的SMD促進了SMT的發展,生産商和制造商都認識到:在大容量引腳封裝上BGA有着極強的生命力和競争力,然而BGA單個器件價格不菲,對于預研産品往往存在多次試驗的現象,往往需要把BGA從基闆上取下并希望重新利用該器件。由于BGA取下後它的焊球就被破壞了,不能直接再焊在基闆上,必須重新置球,如何對焊球進行再生的技術難題就擺在我們工藝技術人員的面前。在Indium公司可以購買到BGA專用焊球,但是對BGA每個焊球逐個進行修複的工藝顯然不可取,本文介紹一種SolderQuick 的預成型壞對BGA進行焊球再生的工藝技術。

2、 設備、工具及材料

   預成型壞\ 夾具\ 助焊劑\ 去離子水\ 清洗盤\ 清洗刷\ 6英寸平鑷子\ 耐酸刷子\ 回流焊爐和熱風系統\ 顯微鏡\ 指套(部分工具視具體情況可選用)

3、 工藝流程及注意事項

3.1準備

  确認BGA的夾具是清潔的。把再流焊爐加熱至溫度曲線所需溫度。

3.2工藝步驟及注意事項

3.2.1把預成型壞放入夾具

  把預成型壞放入夾具中,标有SolderQuik 的面朝下面對夾具。保證預成型壞與夾具是松配合。如果預成型壞需要彎曲才能裝入夾具,則不能進入後道工序的操作。預成型壞不能放入夾具主要是由于夾具上有髒東西或對柔性夾具調整不當造成的。

3.2.2在返修BGA上塗适量助焊劑

 用裝有助焊劑的注射針筒在需返修的BGA焊接面塗少許助焊劑。注意:确認在塗助焊劑以前BGA焊接面是清潔的。

3.2.3把助焊劑塗均勻,用耐酸刷子把助焊劑均勻地刷在BGA封裝的整個焊接面,保證每個焊盤都蓋有一層薄薄的助焊劑。确保每個焊盤都有焊劑。薄的助焊劑的焊接效果比厚的好。

3.2.4把需返修的BGA放入夾具中,把需返修的BGA放入夾具中,塗有助焊劑的一面對着預成型壞。

3.2.5 放平BAG,輕輕地壓一下BGA,使預成型壞和BGA進入夾具中定位,确認BGA平放在預成型壞上。

3.2.6回流焊

   把夾具放入熱風對流爐或熱風再流站中并開始回流加熱過程。所有使用的再流站曲線必須設為已開發出來的BGA焊球再生工藝專用的曲線。

3.2.7冷卻

  用鑷子把夾具從爐子或再流站中取出并放在導熱盤上,冷卻2分鐘。

3.2.8取出

  當BGA冷卻以後,把它從夾具中取出把它的焊球面朝上放在清洗盤中。

3.2.9浸泡

 用去離子水浸泡BGA,過30秒鐘,直到紙載體浸透後再進行下一步操作。

3.2.10剝掉焊球載體

  用專用的鑷子把焊球從BGA上去掉。剝離的方法最好是從一個角開始剝離。剝離下來的紙應是完整的。如果在剝離過程中紙撕爛了則立即停下,再加一些去離子水,等15至30秒鐘再繼續。

3.2.11去除BGA上的紙屑,在剝掉載體後,偶爾會留下少量的紙屑,用鑷子把紙屑夾走。當用鑷子夾紙屑時,鑷子在焊球之間要輕輕地移動。小心:鑷子的頭部很尖銳,如果你不小心就會把易碎的阻焊膜刮壞。

3.2.12清洗

 把紙載體去掉後立即把BGA放在去離子水中清洗。用大量的去離子水沖洗并刷子用功刷BGA。

 小心:用刷子刷洗時要支撐住BGA以避免機械應力。

 注意:為獲得最好 的清洗效果,沿一個方向刷洗,然後轉90度,再沿一個方向刷洗,再轉90度,沿相同方向刷洗,直到轉360度。

3.2.13漂洗

 在去離子水中漂洗BGA,這會去掉殘留的少量的助焊劑和在前面清洗步聚中殘留的紙屑。然後風幹,不能用幹的紙巾把它擦幹。

3.2.14檢查封裝

用顯微鏡檢查封裝是否有污染,焊球未置上以及助焊劑殘留。如需要進行清洗則重複3.2.11-3.2.13。

注意:由于此工藝使用的助焊劑不是免清洗助焊劑,所以仔細清洗防止腐蝕和防止長期可靠性失效是必需的。

确定封裝是否清洗幹淨的最好的方法是用電離圖或效設備對離子污染進行測試。所有的工藝的測試結果要符合污染低于0.75mg NaaCI/cm2的标準。另,3.2.9-3.2.13的清洗步聚可以用水槽清洗或噴淋清洗工藝代替。

4、 結論

由于BGA上器件十分昂貴,所以BGA的返修變得十分必要,其中關鍵的焊球再生是一個技術難點。本工藝實用、可靠,僅需購買預成型壞和夾具即可進行BGA的焊再生,該工藝解決了BGA返修中的關鍵技術難題




焊錫膏使用常見問題分析

★重點

   焊膏的回流焊接是用在SMT裝配工藝中的主要闆級互連方法,這種焊接方法把所需要的焊接特性極好地結合在一起,這些特性包括易于加工、對各種SMT設計有廣泛的兼容性,具有高的焊接可靠性以及成本低等;然而,在回流焊接被用作為最重要的SMT元件級和闆級互連方法的時候,它也受到要求進一步改進焊接性能的挑戰,事實上,回流焊接技術能否經受住這一挑戰将決定焊膏能否繼續作為首要的SMT焊接材料,尤其是在超細微間距技術不斷取得進展的情況之下。下面我們将探讨影響改進回流焊接性能的幾個主要問題,為發激發工業界研究出解決這一課題的新方法,我們分别對每個問題簡要介紹。

底面元件的固定

   雙面回流焊接已采用多年,在此,先對第一面進行印刷布線,安裝元件和軟熔,然後翻過來對電路闆的另一面進行加工處理,為了更加節省起見,某些工藝省去了對第一面的軟熔,而是同時軟熔頂面和底面,典型的例子是電路闆底面上僅裝有小的元件,如芯片電容器和芯片電阻器,由于印刷電路闆(PCB)的設計越來越複雜,裝在底面上的元件也越來越大,結果軟熔時元件脫落成為一個重要的問題。顯然,元件脫落現象是由于軟熔時熔化了的焊料對元件的垂直固定力不足,而垂直固定力不足可歸因于元件重量增加,元件的可焊性差,焊劑的潤濕性或焊料量不足等。其中,第一個因素是最根本的原因。如果在對後面的三個因素加以改進後仍有元件脫落現象存在,就必須使用SMT粘結劑。顯然,使用粘結劑将會使軟熔時元件自對準的效果變差。

未焊滿

   未焊滿是在相鄰的引線之間形成焊橋。通常,所有能引起焊膏坍落的因素都會導緻未焊滿,這些因素包括:1,升溫速度太快;2,焊膏的觸變性能太差或是焊膏的粘度在剪切後恢複太慢;3,金屬負荷或固體含量太低;4,粉料粒度分布太廣;5;焊劑表面張力太小。但是,坍落并非必然引起未焊滿,在軟熔時,熔化了的未焊滿焊料在表面張力的推動下有斷開的可能,焊料流失現象将使未焊滿問題變得更加嚴重。在此情況下,由于焊料流失而聚集在某一區域的過量的焊料将會使熔融焊料變得過多而不易斷開。

   除了引起焊膏坍落的因素而外,下面的因素也引起未滿焊的常見原因:1,相對于焊點之間的空間而言,焊膏熔敷太多;2,加熱溫度過高;3,焊膏受熱速度比電路闆更快;4,焊劑潤濕速度太快;5,焊劑蒸氣壓太低;6;焊劑的溶劑成分太高;7,焊劑樹脂軟化點太低。


斷續潤濕

  焊料膜的斷續潤濕是指有水出現在光滑的表面上(1.4.5.),這是由于焊料能粘附在大多數的固體金屬表面上,并且在熔化了的焊料覆蓋層下隐藏着某些未被潤濕的點,因此,在最初用熔化的焊料來覆蓋表面時,會有斷續潤濕現象出現。亞穩态的熔融焊料覆蓋層在最小表面能驅動力的作用下會發生收縮,不一會兒之後就聚集成分離的小球和脊狀秃起物。斷續潤濕也能由部件與熔化的焊料相接觸時放出的氣體而引起。由于有機物的熱分解或無機物的水合作用而釋放的水分都會産生氣體。水蒸氣是這些有關氣體的最常見的成份,在焊接溫度下,水蒸氣具極強的氧化作用,能夠氧化熔融焊料膜的表面或某些表面下的界面(典型的例子是在熔融焊料交界上的金屬氧化物表面)。常見的情況是較高的焊接溫度和較長的停留時間會導緻更為嚴重的斷續潤濕現象,尤其是在基體金屬之中,反應速度的增加會導緻更加猛烈的氣體釋放。與此同時,較長的停留時間也會延長氣體釋放的時間。以上兩方面都會增加釋放出的氣體量,消除斷續潤濕現象的方法是:1,降低焊接溫度;2,縮短軟熔的停留時間;3,采用流動的惰性氣氛;4,降低污染程度。


低殘留物

   對不用清理的軟熔工藝而言,為了獲得裝飾上或功能上的效果,常常要求低殘留物,對功能要求方面的例子包括“通過在電路中測試的焊劑殘留物來探查測試堆焊層以及在插入接頭與堆焊層之間或在插入接頭與軟熔焊接點附近的通孔之間實行電接觸”,較多的焊劑殘渣常會導緻在要實行電接觸的金屬表層上有過多的殘留物覆蓋,這會妨礙電連接的建立,在電路密度日益增加的情況下,這個問題越發受到人們的關注。

   顯然,不用清理的低殘留物焊膏是滿足這個要求的一個理想的解決辦法。然而,與此相關的軟熔必要條件卻使這個問題變得更加複雜化了。為了預測在不同級别的惰性軟熔氣氛中低殘留物焊膏的焊接性能,提出一個半經驗的模型,這個模型預示,随着氧含量的降低,焊接性能會迅速地改進,然後逐漸趨于平穩,實驗結果表明,随着氧濃度的降低,焊接強度和焊膏的潤濕能力會有所增加,此外,焊接強度也随焊劑中固體含量的增加而增加。實驗數據所提出的模型是可比較的,并強有力地證明了模型是有效的,能夠用以預測焊膏與材料的焊接性能,因此,可以斷言,為了在焊接工藝中成功地采用不用清理的低殘留物焊料,應當使用惰性的軟熔氣氛。


間隙

   間隙是指在元件引線與電路闆焊點之間沒有形成焊接點。一般來說,這可歸因于以下四方面的原因:1,焊料熔敷不足;2,引線共面性差;3,潤濕不夠;4,焊料損耗棗這是由預鍍錫的印刷電路闆上焊膏坍落,引線的芯吸作用(2.3.4)或焊點附近的通孔引起的,引線共面性問題是新的重量較輕的12密耳(μm)間距的四芯線扁平集成電路(QFP棗Quad flat packs)的一個特别令人關注的問題,為了解決這個問題,提出了在裝配之前用焊料來預塗覆焊點的方法(9),此法是擴大局部焊點的尺寸并沿着鼓起的焊料預覆蓋區形成一個可控制的局部焊接區,并由此來抵償引線共面性的變化和防止間隙,引線的芯吸作用可以通過減慢加熱速度以及讓底面比頂面受熱更多來加以解決,此外,使用潤濕速度較慢的焊劑,較高的活化溫度或能延緩熔化的焊膏(如混有錫粉和鉛粉的焊膏)也能最大限度地減少芯吸作用.在用錫鉛覆蓋層光整電路闆之前,用焊料掩膜來覆蓋連接路徑也能防止由附近的通孔引起的芯吸作用。


焊料成球

   焊料成球是最常見的也是最棘手的問題,這指軟熔工序中焊料在離主焊料熔池不遠的地方凝固成大小不等的球粒;大多數的情況下,這些球粒是由焊膏中的焊料粉組成的,焊料成球使人們耽心會有電路短路、漏電和焊接點上焊料不足等問題發生,随着細微間距技術和不用清理的焊接方法的進展,人們越來越迫切地要求使用無焊料成球現象的SMT工藝。

   引起焊料成球(1,2,4,10)的原因包括:1,由于電路印制工藝不當而造成的油漬;2,焊膏過多地暴露在具有氧化作用的環境中;3,焊膏過多地暴露在潮濕環境中;4,不适當的加熱方法;5,加熱速度太快;6,預熱斷面太長;7,焊料掩膜和焊膏間的相互作用;8,焊劑活性不夠;9,焊粉氧化物或污染過多;10,塵粒太多;11,在特定的軟熔處理中,焊劑裡混入了不适當的揮發物;12,由于焊膏配方不當而引起的焊料坍落;13、焊膏使用前沒有充分恢複至室溫就打開包裝使用;14、印刷厚度過厚導緻“塌落”形成錫球;15、焊膏中金屬含量偏低。


焊料結珠

  焊料結珠是在使用焊膏和SMT工藝時焊料成球的一個特殊現象.,簡單地說,焊珠是指那些非常大的焊球,其上粘帶有(或沒有)細小的焊料球(11).它們形成在具有極低的托腳的元件如芯片電容器的周圍。焊料結珠是由焊劑排氣而引起,在預熱階段這種排氣作用超過了焊膏的内聚力,排氣促進了焊膏在低間隙元件下形成孤立的團粒,在軟熔時,熔化了的孤立焊膏再次從元件下冒出來,并聚結起。

  焊接結珠的原因包括:1,印刷電路的厚度太高;2,焊點和元件重疊太多;3,在元件下塗了過多的錫膏;4,安置元件的壓力太大;5,預熱時溫度上升速度太快;6,預熱溫度太高;7,在濕氣從元件和阻焊料中釋放出來;8,焊劑的活性太高;9,所用的粉料太細;10,金屬負荷太低;11,焊膏坍落太多;12,焊粉氧化物太多;13,溶劑蒸氣壓不足。消除焊料結珠的最簡易的方法也許是改變模版孔隙形狀,以使在低托腳元件和焊點之間夾有較少的焊膏。


焊接角焊接擡起

   焊接角縫擡起指在波峰焊接後引線和焊接角焊縫從具有細微電路間距的四芯線組扁平集成電路(QFP)的焊點上完全擡起來,特别是在元件棱角附近的地方,一個可能的原因是在波峰焊前抽樣檢測時加在引線上的機械應力,或者是在處理電路闆時所受到的機械損壞(12),在波峰焊前抽樣檢測時,用一個鑷子劃過QFP元件的引線,以确定是否所有的引線在軟溶烘烤時都焊上了;其結果是産生了沒有對準的焊趾,這可在從上向下觀察看到,如果闆的下面加熱在焊接區/角焊縫的間界面上引起了部分二次軟熔,那麼,從電路闆擡起引線和角焊縫能夠減輕内在的應力,防止這個問題的一個辦法是在波峰焊之後(而不是在波峰焊之前)進行抽樣檢查。


豎碑(Tombstoning)

    豎碑(Tombstoning)是指無引線元件(如片式電容器或電阻)的一端離開了襯底,甚至整個元件都支在它的一端上。

Tombstoning也稱為Manhattan效應、Drawbridging 效應或Stonehenge 效應,它是由軟熔元件兩端不均勻潤濕而引起的;因此,熔融焊料的不夠均衡的表面張力拉力就施加在元件的兩端上,随着SMT小型化的進展,電子元件對這個問題也變得越來越敏感。

   此種狀況形成的原因:1、加熱不均勻;2、元件問題:外形差異、重量太輕、可焊性差異;3、基闆材料導熱性差,基闆的厚度均勻性差;4、焊盤的熱容量差異較大,焊盤的可焊性差異較大;5、錫膏中助焊劑的均勻性差或活性差,兩個焊盤上的錫膏厚度差異較大,錫膏太厚,印刷精度差,錯位嚴重;6、預熱溫度太低;7、貼裝精度差,元件偏移嚴重。


Ball Grid Array (BGA)成球不良

   BGA成球常遇到諸如未焊滿,焊球不對準,焊球漏失以及焊料量不足等缺陷,這通常是由于軟熔時對球體的固定力不足或自定心力不足而引起。固定力不足可能是由低粘稠,高阻擋厚度或高放氣速度造成的;而自定力不足一般由焊劑活性較弱或焊料量過低而引起。

   BGA成球作用可通過單獨使用焊膏或者将焊料球與焊膏以及焊料球與焊劑一起使用來實現; 正确的可行方法是将整體預成形與焊劑或焊膏一起使用。最通用的方法看來是将焊料球與焊膏一起使用,利用錫62或錫63球焊的成球工藝産生了極好的效果。在使用焊劑來進行錫62或錫63球焊的情況下,缺陷率随着焊劑粘度,溶劑的揮發性和間距尺寸的下降而增加,同時也随着焊劑的熔敷厚度,焊劑的活性以及焊點直徑的增加而增加,在用焊膏來進行高溫熔化的球焊系統中,沒有觀察到有焊球漏失現象出現,并且其對準精确度随焊膏熔敷厚度與溶劑揮發性,焊劑的活性,焊點的尺寸與可焊性以及金屬負載的增加而增加,在使用錫63焊膏時,焊膏的粘度,間距與軟熔截面對高熔化溫度下的成球率幾乎沒有影響。在要求采用常規的印刷棗釋放工藝的情況下,易于釋放的焊膏對焊膏的單獨成球是至關重要的。整體預成形的成球工藝也是很的發展的前途的。減少焊料鍊接的厚度與寬度對提高成球的成功率也是相當重要的。


形成孔隙

   形成孔隙通常是一個與焊接接頭的相關的問題。尤其是應用SMT技術來軟熔焊膏的時候,在采用無引線陶瓷芯片的情況下,絕大部分的大孔隙(>0.0005英寸/0.01毫米)是處于LCCC焊點和印刷電路闆焊點之間,與此同時,在LCCC城堡狀物附近的角焊縫中,僅有很少量的小孔隙,孔隙的存在會影響焊接接頭的機械性能,并會損害接頭的強度,延展性和疲勞壽命,這是因為孔隙的生長會聚結成可延伸的裂紋并導緻疲勞,孔隙也會使焊料的應力和 協變增加,這也是引起損壞的原因。此外,焊料在凝固時會發生收縮,焊接電鍍通孔時的分層排氣以及夾帶焊劑等也是造成孔隙的原因。

 在焊接過程中,形成孔隙的械制是比較複雜的,一般而言,孔隙是由軟熔時夾層狀結構中的焊料中夾帶的焊劑排氣而造成的(2,13)孔隙的形成主要由金屬化區的可焊性決定,并随着焊劑活性的降低,粉末的金屬負荷的增加以及引線接頭下的覆蓋區的增加而變化,減少焊料顆粒的尺寸僅能銷許增加孔隙。此外,孔隙的形成也與焊料粉的聚結和消除固定金屬氧化物之間的時間分配有關。焊膏聚結越早,形成的孔隙也越多。通常,大孔隙的比例随總孔隙量的增加而增加.與總孔隙量的分析結果所示的情況相比,那些有啟發性的引起孔隙形成因素将對焊接接頭的可靠性産生更大的影響,控制孔隙形成的方法包括:1,改進元件/衫底的可焊性;2,采用具有較高助焊活性的焊劑;3,減少焊料粉狀氧化物;4,采用惰性加熱氣氛.5,減緩軟熔前的預熱過程.與上述情況相比,在BGA裝配中孔隙的形成遵照一個略有不同的模式(14).一般說來.在采用錫63焊料塊的BGA裝配中孔隙主要是在闆級裝配階段生成的.在預鍍錫的印刷電路闆上,BGA接頭的孔隙量随溶劑的揮發性,金屬成分和軟熔溫度的升高而增加,同時也随粉粒尺寸的減少而增加;這可由決定焊劑排出速度的粘度來加以解釋.按照這個模型,在軟熔溫度下有較高粘度的助焊劑介質會妨礙焊劑從熔融焊料中排出,因此,增加夾帶焊劑的數量會增大放氣的可能性,從而導緻在BGA裝配中有較大的孔隙度.在不考慮固定的金屬化區的可焊性的情況下,焊劑的活性和軟熔氣氛對孔隙生成的影響似乎可以忽略不計.大孔隙的比例會随總孔隙量的增加而增加,這就表明,與總孔隙量分析結果所示的情況相比,在BGA中引起孔隙生成的因素對焊接接頭的可靠性有更大的影響,這一點與在SMT工藝中空隙生城的情況相似。


總結

焊膏的回流焊接是SMT裝配工藝中的主要的闆極互連方法,影響回流焊接的主要問題包括:底面元件的固定、未焊滿、斷續潤濕、低殘留物、間隙、焊料成球、焊料結珠、焊接角焊縫擡起、TombstoningBGA成球不良、形成孔隙等,問題還不僅限于此,在本文中未提及的問題還有浸析作用,金屬間化物,不潤濕,歪扭,無鉛焊接等.隻有解決了這些問題,回流焊接作為一個重要的SMT裝配方法,才能在超細微間距的時代繼續成功地保留下去。


電路基礎部分完


                                                                               

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