[itrs] SMD 焊接心得
Tien-Ren Chen
比較新的 micro-controller 或者其他元件幾乎全部都只有 SMD 版本, 事實上高頻訊號也仰賴 SMD
不用過孔的特性才能維持訊號品質. 因此做為 2010 年代的 electronic hobbyist, SMD 焊接勢必成為一項必要的技術.
最近我剛好因為種種原因處理了不少 SMD 元件, 趁現在還記得, 趕快將從初學者升級到熟練之間的訣竅筆記下來跟大家分享.
作者 Freak1033 (I ain't gonna be ever17) 看板 trchen1033
標題 [心得] Bantam DAC kit 組裝
時間 Sun Oct 17 17:24:06 2010
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因為主機板內建的音效實在太難聽了,
在把我的 USB HS DAC 專案完成之前得先找個東西來應急,
於是就跟 glassjaraudio.com 買了一個 Bantam DAC kit.
這個 DAC 用的是 PCM2702 整合式晶片, 支援 USB 1.0, 16/48 輸出,
內帶 8x oversampling filter, 其 SNR 高達 105dB,
在整合型晶片中是難出其右.
既然是 kit, 那當然是未組裝的,
為了省 5$ 的人工費, 我連 PCM2702 都要求自己組,
SMD 焊接我也有一些經驗, 不過基本還是膽戰心驚的,
畢竟我兩天前才焊壞過一顆 PCM1792(13$), 弄壞這種東西簡直就跟燒鈔票一樣.
經過三個小時的苦鬥, 總算完成了, 先試接 USB 充電器, LED 燈正常亮起,
也沒有看起來要燒掉的樣子, 接著再試接主機, USB enumeration 順利完成,
如此確認數位部分與電源都正常之後,
接下來再開 foobar2000 的 tone generator,
看類比輸出接三用電表測量振幅與頻率, 測試全部成功,
明天可以去 Radioshack 買一個 3.5mm jack 來裝盒了.
這次對我來講是蠻重要的練習, 一次裝了 30 來個 0805 元件,
還裝了兩個 SOT-23 的 regulator 跟一個 SSOP-28 的 IC.
領悟到不少 SMD 焊接的要訣.
1. SMD 元件之所以難焊絕對不是因為手抖或是烙鐵頭太粗精密度不夠,
而是因為 pad 的接觸面積實在太小, 很難加熱到 wetting temperature,
所以根本就不吃錫, 錫只黏在元件上根本沒有跟焊點形成 bonding.
為了解決這個問題, 一種方法是如果焊點夠大的話,
先讓烙鐵在焊點上停留一段時間預熱, 如此不會直接加熱到元件,
可以等待足夠多的時間讓焊點加熱.
另外如果有 flux 的話在焊點上塗上一點也可以幫助 wettability.
(很可惜我這次訂的 flux 還在貨車上...)
焊點不夠大的情形則可以預先上錫,
所以焊接 0805 封裝的要點是先讓單邊上錫,
然後讓烙鐵停留在焊點上, 用鑷子慢慢地將將元件推過去,
推的時候要稍微多靠向預先上錫的焊點一些些,
讓第二個焊點有多一些空間可以加熱.
另外, 這也是 QFN 封裝難以焊接的原因,
QFN 難焊不是因為 0.5mm pitch 太細, 也不是因為 0.2mm 的腳太短,
而是因為 pad 直接被壓在腳底下, 不容易加熱.
2. 對付 SSOP 或 QFP 這類 pitch 較小的封裝
有一個很重要的觀念是, 這類封裝並不是靠焊接的時候額外加進去的銲錫在連接,
而是靠 PCB 製成時預先噴錫, 焊點上面微量的焊錫就足以連接針腳.
(如果焊點上的焊錫不夠, 那就需要預先上錫)
所以, 不要嘗試一根一根腳去焊接, 那是行不通的.
一種流行的焊接方式是 drag soldering,
方法是在烙鐵上面先加入一大滴的的焊錫,
然後在針腳之間拖動.
如此做的目的並不是要讓那一大滴的銲錫附著在針腳上,
而是為了讓烙鐵的熱能更容易傳輸到接點上.
做完之後如果針腳之間有短路, 可以放心拿 solder wick 吸掉,
不用擔心會連同接點焊錫一起吸走, 因為接點是直接在腳與 pad 中間,
從外面是接觸不到的, 這也是為什麼 QFP 封裝一定要用熱風槍才能拆卸的原因.
3. 一些五四三的心得...
太尖的烙鐵頭沒有用, 尖角根本不導熱, 它不是拿來焊接東西的,
只能用烙鐵頭的腰部來焊接(事實上焊錫也只會停留在腰部),
尖角的作用比較像是定位用的支點, 可以放心靠在其他元件上來穩定手部.
刀型烙鐵頭非常好用, 要長邊有長邊,
要尖角有尖角, 尖角也不會太尖, 剛剛好吃得動錫.
烙鐵頭在不會破壞元件的前提下越熱越好,
通常設定在 350 度是不錯的選擇, 更熱的話容易破壞電路板. (銅箔被解離下來)
2.54 pitch 的封裝很容易處理,
1.27 (如 SO)稍微困難一點, 但還是可以一根一根腳個別焊接的範圍.
0.65 以下是完全不一樣的世界, 短路到了有時候用放大鏡看都看不出來,
只能用電表量得到.
drag soldering 跟 solder wick 會是你的好朋友, flux 更是知心好友.
接腳間發生短路了, 用 solder wick 解決, 絕對不要嘗試用美工刀割斷它,
那樣會把接角推彎, 很容易就斷了. (我的 PCM1792 就是這樣搞壞的)
flux 用消毒酒精棉清不掉, 至少要用 90% 以上的酒精. WD-40 也可以. (果真萬能)
Scott Tsai
http://itrs.tw/wiki/BuildingHardware
工研人中，在念台科大的鍾睿洲焊工很好：
http://picasaweb.google.com/lh/photo/fadsienRecS-Ae-_P4nlcw?feat=directlink
我手不穩， SMD 件即使是較大的 pitch 也常出錯。
2010/10/17 Tien-Ren Chen <trche...@gmail.com>:
> --
> You are subscribed to the "itrs" group, see: http://groups.google.com/group/itrs
>
曾諭
Che-Liang Chiou
2010/10/17 曾諭 <u95...@gmail.com>:
> 感謝學長
> 上了寶貴的一課
Harry Lai (Wei-Chen)
On 10月18日, 下午10時34分, Che-Liang Chiou <clch...@gmail.com> wrote:
> 感謝天任分享! 沒有你我要怎麼辦啊啊啊啊
>
> 2010/10/17 曾諭 <u951...@gmail.com>:
>
> > 感謝學長
> > 上了寶貴的一課
>
> > Scott Tsai <scottt...@gmail.com> 於 2010年10月17日下午7:59 寫道：
>
> >> 感謝天任分享！我已將此篇加到 itrs wiki 上的SMD 焊接教學資源中：
> >>http://itrs.tw/wiki/BuildingHardware
>
> >> 工研人中，在念台科大的鍾睿洲焊工很好：
>
> >>http://picasaweb.google.com/lh/photo/fadsienRecS-Ae-_P4nlcw?feat=dire...
> >> 我手不穩， SMD 件即使是較大的 pitch 也常出錯。
>
> >> 2010/10/17 Tien-Ren Chen <trchen1...@gmail.com>:
Tien-Ren Chen
我想買個 6L 小烤箱搭配 Arduino, K-type thermocouple, SCR 自己做一個.
不過我對高電壓的東西沒有經驗, 很怕做一做弄到火災. XD
另外我也很想玩這裡的雕刻機套件:
http://www.ourdev.cn/bbs/
http://www.ourdev.cn/bbs/bbs_content.jsp?bbs_sn=3355500&bbs_page_no=1&bbs_id=9999
我很推薦這個站, 裡面的討論水準相當高, 可以學到不少東西.
2010/11/11 Harry Lai (Wei-Chen) <sawf...@gmail.com>:
> 請問一下有人考慮自制reflow機嗎?
Harry Lai (Wei-Chen)
拿個很大的手轉的變壓器轉到reflow 的溫度,在放進去不行嗎?
On 11月11日, 下午9時10分, Tien-Ren Chen <trchen1...@gmail.com> wrote:
> 有有有有~
> 我想買個 6L 小烤箱搭配 Arduino, K-type thermocouple, SCR 自己做一個.
> 不過我對高電壓的東西沒有經驗, 很怕做一做弄到火災. XD
>
> 另外我也很想玩這裡的雕刻機套件:http://www.ourdev.cn/bbs/http://www.ourdev.cn/bbs/bbs_content.jsp?bbs_sn=3355500&bbs_page_no=1...
> 我很推薦這個站, 裡面的討論水準相當高, 可以學到不少東西.
>
> 2010/11/11 Harry Lai (Wei-Chen) <sawfi...@gmail.com>:
>
> > 請問一下有人考慮自制reflow機嗎?
>
>
Tien-Ren Chen
而且 reflow 有一定的溫度曲線, 升降溫太快太慢不行, 在最高溫停留的時間太長或太短也不行.
其實 sparkfun 有賣控制套件, 不過一套要賣 80$, 而且它是用 relay 還不是 SCR 感覺就遜遜的.
2010/11/11 Harry Lai (Wei-Chen) <sawf...@gmail.com>:
Harry Lai (Wei-Chen)
On 11月12日, 上午7時29分, Tien-Ren Chen <trchen1...@gmail.com> wrote:
> 不行啊, 你要控固定的溫度至少也要有個 negative feedback, 不是電壓調多少就是幾度的.
> 而且 reflow 有一定的溫度曲線, 升降溫太快太慢不行, 在最高溫停留的時間太長或太短也不行.
>
> 其實 sparkfun 有賣控制套件, 不過一套要賣 80$, 而且它是用 relay 還不是 SCR 感覺就遜遜的.
>
> 2010/11/11 Harry Lai (Wei-Chen) <sawfi...@gmail.com>:
>
> > 可是有一定要pid 控制嗎?
>
> > 拿個很大的手轉的變壓器轉到reflow 的溫度,在放進去不行嗎?
>
> > On 11月11日, 下午9時10分, Tien-Ren Chen <trchen1...@gmail.com> wrote:
> >> 有有有有~
> >> 我想買個 6L 小烤箱搭配 Arduino, K-type thermocouple, SCR 自己做一個.
> >> 不過我對高電壓的東西沒有經驗, 很怕做一做弄到火災. XD
>
> >> 另外我也很想玩這裡的雕刻機套件:http://www.ourdev.cn/bbs/http://www.ourdev.cn/bbs/bbs_content.jsp?bbs......