2022-07-17

焊接表面黏著零件

學習電子零件焊接已經一段時間
對於通孔設計的電子零件焊接已經有不少經驗,但表面黏著技術的電子零件只有很少焊接經驗
只是偶然在維修時才接觸到,而且焊接的效果亦不算好
需要一點正式的焊接表面黏著技術經驗

外觀

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電路板的正面

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電路板的背面

焊接配對

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1206 就是指 SMD零件 的尺寸為 0.12寸 x 0.06寸

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0805 的 SMD零件

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0603 的 SMD零件

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0402 的 SMD零件

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SMD LED 有標示綠色的方向是負極
而在焊墊上較粗的邊亦表示負極

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SMD 三極管電晶體
SO-23 的設計外觀,不會產生反轉歧異

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SMD 二極體,有黑線的方向為負極

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SMD 555晶片,有缺口標示左邊為第一焊墊
而 IC 表面印有圓點為第一引腳

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SMD 4017晶片

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電源焊墊,清楚標示正負極

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終端焊墊,沒有特別用別,可以不焊接

零件尺寸

EIA編號 IEC編號 毫米
2920 0.290 0.200 7451 7.40 5.10
2512 0.250 0.125 6332 6.40 3.20
2010 0.200 0.100 5025 5.00 2.50
1812 0.180 0.125 4532 4.50 3.20
1806 0.180 0.060 4516 4.50 1.60
1210 0.120 0.100 3225 3.20 2.50
1206 0.120 0.060 3216 3.20 1.60
1008 0.100 0.080 2520 2.50 2.00
0805 0.080 0.050 2012 2.00 1.25
0603 0.060 0.030 1608 1.60 0.80
0402 0.040 0.020 1005 1.00 0.50
0201 0.020 0.010 0603 0.60 0.30
01005 0.016 0.008 0402 0.40 0.20

焊接技巧

2支引腳
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焊接 LED

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焊接零件前,先將其中一邊焊墊焊上焊錫
(在下慣用右手,所以先在右邊焊墊焊上焊錫)

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然後使用幼鉗夾著需要焊接的零件移向有焊錫的焊墊
再次將焊墊上的焊錫加熱令焊錫熔解,將零件滑向墊錫,拿走焊接器令焊錫冷卻,保持固定零件等待焊錫凝固
如果焊接時,零件有沒有平放在電路板上,可以用幼鉗壓在零件上
再次將焊錫加熱熔解,零件平放後,拿走焊接器令焊錫冷卻,保持固定零件等待焊錫凝固

3支引腳
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即使三支引腳的三極管,亦可以使用相同方法焊接

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先將晶片其中一個角位的焊墊焊上焊錫

多引腳
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將晶片對應的引腳滑向墊錫
由於晶片比零件大,引腳及焊墊會偏差的機會會增加
因此可以稍微調整晶片的位置,讓晶片所有引腳都能夠對應焊墊
對應後,將對角的引腳焊接到焊墊上,令晶片固定
如果擔心最初定位的屈曲受壓,可以重新焊接

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最後焊接其他引腳,完成焊接晶片

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焊接所有引腳後,還要確保所有引腳都焊接到焊墊上,及引腳之間沒有短路

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更多引腳的晶片都用相同方法焊接

測試效果

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零件與焊墊對應位置的配對表
零件 封裝 數量 位置 備註
J3Y三極管 SOT-23 S0805 4 Q1, Q2, Q3, Q4
紅色LED 0805 11 D1, D2, D3, D4, D5, D6, D7, D8, D9, D10, D11
二極體 LL-34 4 D12, D13, D14, D15
綠色LED 0805 4 D16, D17, D18, D19 可能使用 藍色LED
103(10KΩ)電阻器 0805 5 R48, R61, R62, R63, R64
105(1MΩ)電阻器 0805 1 R49 可能使用 205(2MΩ)電阻器
751(750KΩ)電阻器 0805 11 R50, R51, R52, R53, R54, R55, R56, R57, R58, R59, R60 可能使用 102(1KΩ)電阻器
100nF電容器 0805 2 C27, C28
555晶片 SOP-8 1 U1
4017晶片 SOP-16 1 U2

配對表不包括左右兩側沒有連接電源的焊墊
(練習用途的焊墊不需要考慮 電阻值 及 電容值)

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在下暫時不焊接電源,使用鱷魚夾接駁電源
正常情況下,所有LED會以1秒的週期閃動
  • 中央LED每50毫秒閃動
  • 圓環LED每100毫跳一格
  • 環外LED每500毫秒同時閃動
LED位置 毫秒
50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50
中央 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0
圖環0 1 0
圖環1 0 1 0
圖環2 0 1 0
圖環3 0 1 0
圖環4 0 1 0
圖環5 0 1 0
圖環6 0 1 0
圖環7 0 1 0
圖環8 0 1 0
圖環9 0 1
環外 1 0

這個週期效果,其實就是 4017 的 CLK (中央LED) 、 OUT* (圓環LED) 、 CO (環外LED)

補充資料

印刷電路板,除了標示零件圖案,還會標示一些英文及數字,是表示該零件的類型及編號
方便技術人員可以容易明白零件焊接的位置

代號字母 字母意思(英文) 字母意思(中文)
C Capacitor 電容器
D Diode (發光)二極管
Q Transistor 電晶體
R Resistor 電阻器
T Terminal 終端
U Integrated Circuit 集成電路

總結

只是焊接與電源接駁的44個電子零件、112支引腳及終端,已經要使用3小時
由於沒有放大鏡工具,焊接時,要集中觀看比通孔零件更細小的零件,令眼睛非常疲倦
而且零件非常細小又輕,重一點的呼吸都會吹走零件,因此連呼吸都減慢及放輕
需要拿著幼鉗移動零件,手移動同樣變得又慢又輕
曾經太用力夾著零件,將零件彈走,幸好能夠尋回

焊接兩個終端的電阻器、電容器、LED、二極體、三極管,都還算簡單
但晶片的引腳又多又密,焊接晶片引腳時連呼吸都停止,最後勉強都算能夠正確焊接晶片
第一次測試時,能夠正常運作,因此接駁電源持續閃動一段時間
突然LED只能亮著,沒有閃動;檢查後發現 555晶片 的 TRIG引腳 沒有完全焊接
重新焊接後便正常運作

焊接的效果並不太好,焊錫有些過多、有些過少、冷焊等不良焊接結果
幸好只是一些練習用的零件,正式產品製作或維修時,焊接細小的零件、檢查時要更小心更仔細

參考資料

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