热空气焊接表面安装部件的工具和技术

将表面贴装设备(smd)焊接到印刷电路板(pcb)上的最好方法是使用回流焊炉，但当不可能时，热空气站可以成功使用。

概述

这篇文章将介绍使用热空气焊接smd(表面贴装设备)的基础知识。第一部分将讨论工具和设备;第二部分将演示一些您需要考虑的技术。

警告！热空气焊接，如全面焊接，涉及可能超过500ºC的温度，这可以燃烧眼睛，皮肤，家具，帷幕，衣服等焊接时非常小心;眼睛保护尤为重要。如果本文中的任何行动尚不清楚或对您来说似乎有风险，请不要这样做。安全是您的第一个责任。

为了从本文中获得最大，您应该知道手的基础知识焊接。您应该熟悉可以使用的良好焊点，不同类型的焊料，以及电子组装共同的一些基本工具。使用回流烤箱获得的知识也是有益的。

热风焊接工具和设备

热风焊接设备的关键部件当然是热风返工站。下图所示单位为作者使用单位;它有多种品牌，而且是在中国制造的。它的价格接近最底层的范围，但它似乎是合理的良好建造和足够的业余爱好者使用。专业人士可能会使用更贵的电视台。

如您所见，它不仅包括热风焊台，还包括手工焊接站。每个工具都有一个单独的温度控制和数字读数（在Celsius中）;热风站还有一个表盘，用于设定空气流量。

除了控制枪中的加热元件的空气量之外，该装置还包括用于瞄准热空气输出的三个尖端。下面的照片显示了包含的喷嘴尺寸;其他尺寸和形状可用作配件。

需要几个额外的物品来有效地使用热空气返工站。下面的照片包含一些最重要的项目的例子。

• 注射器包含锡膏，是一种非常小的焊料颗粒和助焊剂的混合物。压在注射器柱塞上迫使锡膏通过钝针，这通常用于在放置表面贴装组件之前直接将焊锡和助焊剂应用到PCB焊盘上。锡膏也可以装在小罐子里，从小罐子里可以把锡膏转移到注射器里，或者直接用一个非常小的工具蘸在锡膏里，轻拍在焊盘上。
• 焊锡丝是用来(用手电烙铁)接触或清理接头的短，相邻的针脚或接头连接不良。
• 异丙醇用柔软的牙刷，棉签和/或布料一起使用，以清洁焊接前PCB的表面，并在焊接后除去助熔剂残留物。所示的醇纯净纯度纯度，但如果允许额外的时间蒸发剩余的水，则也可以使用较小的浓度（例如91％纯度）。
• 助势是获得良好的流动和覆盖熔融焊料的必要条件。除了液体助焊剂(如图所示)，助焊剂也可在笔式涂抹器和凝胶形式应用注射器和钝针。
• 一对弯嘴钳可用于处理SMDS;真空拾取工具是另一种选择。
• 焊料编织(与手动烙铁一起)用于去除组件引线上多余的焊料，从而消除引脚之间的短路。可提供不同宽度的焊接编织，适用于不同尺寸的组件;2.0mm和3.0mm(如图)都是有用的。

这个过程

测试板区域

热空气焊接通常用于将表面贴装设备连接到印刷电路板上。下面的描述使用该方法，并聚焦于印刷电路板的一小部分，如下所示;上面的照片显示了一个板，已经填充和回流焊在一个烤箱，和底部的照片显示裸板。

正如你所看到的，在照片中只显示了七个组件位置，但品种将足以证明基本的热空气焊接技术:J1是一个迷你usb插孔，R3和R4是0805电阻，C1, C4，和C5是0805电容，U1是一个tssoop16 usb到uart转换器。

锡膏的选择和应用

焊膏可在各种金属混合物中提供，但最容易使用约60％锡和40％的铅。这是本文图片和视频中使用的配置，强烈推荐。如果您有经验并使用其他焊料类型（例如，无铅），请随时使用它们 - 但您需要调整此处定义的过程。

在用酒精彻底清洁裸PCB后，下一步是焊接应用。对于业余爱好者，有两种主要方法可以将焊膏施加到用于表面贴装装置的PCB：用注射器或非常小的刮刀（思考木牙签），并用模板用手。

下面的照片显示了我们的测试板和锡膏是用注射器应用的。在0805组件的情况下，在每个垫子上涂抹少量的膏体，但在较小的垫子的情况下，在垫子上涂抹一条膏体。(在回流过程中将变得更加明显，有太多的粘贴在每个垫。)

用于分配焊膏的针头由仪表大小，具有较小的针较小针。那些适用于焊膏施用的人是14到20规格。作者更喜欢16尺;任何较大的焊料都有更大的分配，任何更小的东西都很难迫使焊料通过。希望你会产生比上面所示的结果更好。

一些“填充”针示例如下图所示;尺寸由塑料连接器的颜色编码，但颜色代码从一个供应商变化到另一个版本。注意，针的尖端可以切割方形或以一定角度切割;作者更喜欢广场提示。

在下面的照片中，用模板施加糊状物。粘贴放置和分配量的改进是显而易见的。（有关使用焊膏模板的更多信息，请阅读这篇文章.）

SMD零件安置

以下两张照片中，各部分分别被放置在各自的位置。使用模板粘贴的板的一个明显的优点是，衬垫的确切位置更明显，这导致更准确的组件放置。一个不太明显的优势，注射器应用的膏体是，额外的膏体持有的部分更牢固的焊接前。

实际的热空气焊接

在这篇文章，探讨了焊料回流曲线，这可能对您感兴趣。它描述了回流焊接的四个阶段，并在使用焊接回流炉时为四个阶段中的每一个提供时间和温度。四个阶段是：预热，浸泡，回流和冷却。从广泛的角度来看，这些都适用于热空气站的回流焊接。

问题是使用热空气站比使用回流炉有更多的变数。除了时间和温度,手持热空气枪涉及一些其他因素,包括喷嘴的大小、焊料的喷嘴是多远,喷嘴的气流角焊,空气的速度从喷嘴,喷嘴是移动的速度在焊接领域,可能还有更多的因素没有在这里详述。

理想地，应保持枪，使得喷嘴开口垂直于PCB的表面和大约12mm（0.5英寸）上方。应注意将喷嘴朝向焊接的销/焊盘瞄准焊接时尽可能多的组件。喷嘴的移动应尽可能达到速度;然而，较大的销/垫（例如J1的安装脚的焊盘）将需要比较小的销/垫更热的空气时间，因此，喷嘴需要更频繁地移动它们。一般来说，在手术到较小的部分之前，值得将较大的PCB分离成较小的部分，并且在移动到下一个部分之前完全焊接一个部分。经验将有助于完善这些技巧。

由于所有这些变量，热空气焊接变得非常个性化——每个人开发自己的变量组合，似乎最适合他们。冒着疏远所有“科学”读者的风险，“风格”这个词浮现在脑海中。

遵循的两个视频显示作者焊接前所未有的试验板部分的两个变体：其中焊膏施加有注射器的焊膏，另一个在其上施加有模板的另一个焊料。除了差异外，所用的技术和条件旨在是相同的;在这两种情况下，将温度设定为280℃，空气流量设定为3，使用8mm喷嘴。

唉，VALARIES仍然悄悄进入，其中一些可以归咎于相机镜头下几厘米的难度和三个轻轨和三脚架。然而，行动有意外差异;观看两个视频并注意到差异。

焊接Syringe-Pasted PCB:

焊接Stencil-Pasted PCB:

下面的照片显示了在注射器粘贴的板上完成的作业的结果。所有垫片都显示出太多的焊料，但只有两个组件受到不利影响。J1有前两个或三个销钉。U1有销4,5和6桥接。销9和10可能未连接到焊盘，并且销11,12,13和14可能桥接。返工肯定是必需的，可能会乏味。

下一张照片显示了在模板粘贴板上完成的工作结果。C1在焊接过程中发生碰撞，但在回流过程中被拉离预期位置。C5也发生了碰撞，在回流过程中被完全拉回了原来的位置。J1在被撞到的情况下仍然保持在原位，这多亏了从插孔底部伸出的塑料销钉。而且U1没有焊桥或其他功能问题，尽管有点错位。

为了出现外观，C1应该被移动到其垫上 - 但即使是也没有焊料问题会导致功能失败。

返工注射器粘贴的董事会

返工是表面贴装装置焊接的一部分，在注射器贴板上是绝对需要返工的。试图用铜编织清除U1上的焊锡桥，但没有成功。因此，U1被删除，如下面的视频所示。

旧U1的移除:

去除U1后，用铜编织物清除焊料，并用异丙醇清洗该区域的助熔剂。注意，U1的引脚10和11之间的闪亮区域不是焊料残留物，而是是焊接掩模覆盖的PCB迹线。另外，在下面的两张照片之前，J1的顶部三个引脚之间的焊料桥在铜编织物中清除。

在用注射器重新粘贴U1的垫子后，立即上面的照片显示了电路板;仍然有太多的粘贴。下面的视频显示U1被转换。

新的U1到位并被焊接：

由于锡膏过量，在U1的一些引脚之间产生了桥。下面的视频显示了如何使用焊接编织清除桥梁。请注意，为了从焊料编织的使用中得到最好的效果，应该对铁施加新的焊料。编织应该铺设在桥引脚和锡铁几乎平行于PCB，因为它是应用到编织。重要的是要用烙铁加热编织，让编织中的焊料加热销钉，而不是直接加热桥接销钉。

清除新U1引脚1-8和9-16的桥:

随着焊接桥的清除，U1周围的区域清洁了助焊剂残留物，是检查的时间。最后，工作通过如最后一个视频中所示。

最终检验：

结论

通过一点练习，热空气焊接并不是特别困难，但每个人都必须找到适用于它们的温度，空气流量，喷嘴尺寸和枪移动的平衡。显然，更好的焊膏应用减少了返工，这是一个巨大的节省时间。模板通常比注射器和钝针更快且始终如一地更准确地更准确。

热空气是更好的拆除或重新定位SMD封装(特别是多引脚ic)，但不能接近使用的易用性和回流炉的速度。这就是它们被称为“热空气”的原因返工站。”

如果您对热空气焊接有额外的提示和技术，请在下面的评论部分发布。