标签：封装 焊油 LQFP64 芯片 烙铁头 阻值 LQFP48 管脚 吸锡带

记录一下第一次焊接LQFP48 和 LQFP64 封装的芯片的过程

动机

想测一下STC8系列的芯片, 因为同型号的管脚功能基本是相同的, 大封装的可以cover小封装, 而DIP40封装的现在基本买不到, 能买到也是贵得离谱, 所以就打算买LQFP封装的自己焊.

芯片实物

到货了两片 STC8A8K64S4A12 LQFP64, 两片 STC8H3K64S4 LQFP48. 图里看着挺大, 其实大的边长是10mm, 小的边长是6mm, 管脚间距是0.5mm, 如果手里有 STM32F103C8T6 可以对比看看, STM32F103C8T6 就是 LQFP48 封装的.

第一次焊接

焊接前还是做了不少功课的, 上网看了不少教程和视频, 对各路大师流畅的拖焊技术赞叹不已.

实际测试其实没那么容易.

首先第一步是对齐并固定管脚, 这个没问题

然后学着视频上的, 先在四面管脚堆一些锡, 这个也没问题.

到了关键一步, 要将这些多的焊锡拖出去, 就没那么容易了. 我用的是较窄的刀头, 对于堆积在管脚上的锡, 不论你怎么划怎么抹, 它就是留在那里, 丝毫不会跑到你的烙铁头上. 这里有一个问题是烙铁头的吃锡能力, 这是视频里没提到的, 需要有很好的助焊剂, 烙铁头清理->上助焊剂->上锡, 让烙铁头的工作面均匀覆盖一层锡, 它和焊盘形成的空隙才能吸纳熔化的锡. 并且你的烙铁头平面要足够大, 才能吸锡, 像尖头弯尖头在这种场合效果都不好. 视频里大部分都是用马蹄形烙铁头演示的, 因为马蹄形不仅面大, 中间还凹, 吸锡能力最强.

我的问题是没有好的助焊剂, 手头只有松香, 一小瓶金鸡助焊膏, 还有一盒中性的固体焊油.

松香因为是固体, 并且高温长时间加热下容易碳化不易清理, 所以在这种管脚很密的场合不敢用; 金鸡助焊剂平时用还是可以的, 上锡能力仅次于松香, 但是, 这东西应该是带酸性的, 用它焊东西, 会从金属交换出离子导致电路之间导通; 中性固体焊油, 这种油就仅仅是油, 用来均匀导热避免芯片局部受热温度过高, 助焊能力几乎为0.

经过几次清理烙铁头尝试将管脚上堆的锡抹去, 能去掉一些, 但是还有大量连在管脚间的锡无法去除. 没办法我就用了吸锡带, 吸锡带其实不是那么容易使用, 首先它不是说烙铁头按着它压在锡上就能把锡给吸走, 它也得看不同情况, 有时候一点锡都不吃. 首先得有助焊剂, 然后温度得够高, 因为隔了个吸锡带, 温度不调高一点锡熔化不了.

我这里犯了两个错, 第一个错是用了金鸡助焊膏, 锡是吸起来了但是留下了大隐患下面会说. 第二个是吸锡带移动应该顺着管脚方向, 我是垂直着管脚方向抹了, 这个造成了一个边上的管脚被掰弯了.

中间费了不少时间, 最终是将锡清理干净了, 管脚之间也没有短路(用万用表通断测的, 这里又是另一个坑, 下面会说). 那个掰弯的管脚和相邻的管脚粘在了一起, 所以最后是用尖头的烙铁一边加热一边掰回来了. 后来用热风焊拆开的时候发现, 其实这一掰把下面这个管脚的焊盘都给掰松了.

检查各个管脚间没有短路后, 就开始焊排针, 最后按照STC8A的手册, 在VCC和GND之间加了个103的瓷片电容.

然后就是上机测试. 测试的过程颇费周折. 对STC89, STC12, STC15系列还是很熟悉的, 上电后识别和刷写很快, 也很少出错, 但是这次测试却发现, 大概率识别不出来. 要经过多次尝试, 并且只断开VCC不够, 可能要VCC+GND一起断再同时连, STC-ISP才能识别. 感觉有问题. 刷写程序测试也是很费劲, 尝试了十几次, 才成功写入一次.

后来发现了问题, 就是在STC-ISP启动Check MCU或者Download的时候, USB2TTL的TX灯和RX灯都是亮的, 而且RX灯亮度还大些, 正常讲, 此时应该有TX, 不应该有RX. 后来断电查了下这些管脚间的阻值, 发现TX和RX之间阻值只有560R. 这个通过通断是测不出来的, 所以之前没有发现. 怀疑有之前焊接留下的油或者焊渣, 尝试用纸擦, 用裁纸刀清理管脚间隙, 清理完阻值会变回12KR左右, 此时连接能较容易成功, 但是很快阻值又会恢复回原来的560R. 进一步测量, P5.5和GND之间阻值甚至只有10R, 其它还有几处阻值也是明显偏小. 开始怀疑是助焊油的问题. 只能拆了清理重新焊了. 只是希望芯片本身没有被折腾坏.

第二次焊接

先拿热风枪把芯片吹下来. 注意这种芯片操作前, 都得加助焊油, 避免局部过热. 用纸和裁纸刀, 将芯片管脚间残留的金鸡助焊膏清理掉, 这个助焊膏颜色比较深, 清理完量了下几个管脚VCC, GND, RX, TX之间的阻值, 都在0.5MR以上, 说明芯片本身还是好的.

清理焊盘, 这个费了不少时间. 用吸锡带将焊盘拖了一遍, 基本上没有脏东西了, 保险起见, 对空PCB板的各个管脚间阻值测了一下, 发现好几个管脚之间有阻值! MR以上的就算了, 还有几KR, 几十KR的, 然后又是针挑刀划纸擦. 纸擦也是个坑, 几次发现, 纸擦完, 阻值还变小了, 猜测原因是纸摩擦焊盘时, 会把焊盘上的锡带出一些粉末, 这些粉末分散在焊盘间增加了导电性. 后来就不敢用纸了. 用中性焊油加烙铁带一遍, 把可能存在的锡粉带走. 另外把103的电容拆掉, 这个电容直接导致VCC P5.5 GND三个脚之间阻值异常, 把电容拆掉后就正常了, 但是单独测量电容也没有问题, 没找到具体原因. 处理完后除了还有一两处存在8MR左右的阻值, 其它都是0R了.

先尝试将这个LQFP64的焊回去. 这次焊接吸取了之前的教训, 焊接比较成功. 这是焊好的芯片

后面焊接其它三个芯片, 以及上排针, 就轻松多了. 焊接本身不用多少时间, 十分钟之内, 主要是焊完后多次测量校验比较费时.

总结

焊接LQFP封装芯片的经验教训

1. 一定要使用中性焊剂, 如果用错了焊剂, 之内报废或者返工了.
2. 烙铁用刀头就可以, 不需要用尖头
3. 焊盘先点上焊油, 焊油的作用是增加芯片与焊盘之间的阻尼, 因为芯片很轻, 如果不上焊油, 即使对齐了也很容易被各种微小倾斜造成错位.
4. 管脚对齐时, 要观察管脚正对自己的这面是否对齐, 需要旋转焊盘观察, 确保四面管脚都在正中, 单靠观察一面是不够的, 不同的光线在不同角度很容易造成错觉.
5. 对角固定, 用刀口带一点点锡, 慢慢靠近边上的管脚, 因为有焊油, 烙铁移动后能清楚看到加热的情况. 手可以不参与固定. 对齐固定一定要做好, 这是后面所有操作的基础
6. 固定好之后, 用烙铁给四面的管脚上锡, 这里要注意:
   1. 上锡的方向是, 刀口与芯片边缘平行, 与管脚垂直, 贴着焊盘从外逐渐贴近管脚边缘, 这样刀口上的锡会被分散到多个管脚上. 撤的时候从内往外拖, 如果管脚已经吃上锡, 能看到带出的锡条.
   2. 锡给的越少越好, 多加的每一点锡, 将来都要特别费劲的去除, 不如一开始就控制到刚刚好
   3. 刀口只顶到管脚边缘, 切勿将锡给到管脚内甚至管脚根部. 这种封装, 管脚根部是管脚间隙最小的地方, 这里的锡连上了清理难度更大, 所以一开始就注意把锡控制在管脚边缘
7. 如果还有未吃上锡的脚, 可以重复上面的操作
8. 前后两步都存在大量重复的工作, 注意勤加焊油, 避免局部过热
9. 上一步完成后大部分管脚其实都已经OK, 要处理的是产生堆锡的脚, 这时候主要通过两个方式
   1. 吸锡带. 剪掉前面的部分. 用新产生的断开去贴近管脚, 再用烙铁加热. 如果不怎么吸锡, 可以加助焊剂, 或者在烙铁上加一点焊锡丝并化开到吸锡带上, 这样能加快烙铁通过吸锡带传热, 并且已经有锡的吸锡带更容易吸走底下的锡. 吸锡带的移动方向最好是顺着管脚, 避免把管脚带弯.
   2. 烙铁头. 如果管脚间还存在大量的锡, 建议先用吸锡带. 烙铁头用在仅剩少量的锡但是管脚间还存在连锡的情况. 这时候先在管脚上添焊油, 把烙铁头清理干净(直接用吸锡带擦烙铁头)后上助焊剂, 如果没有好的助焊剂, 可以直接用焊锡, 烙铁头挂上一点焊锡后, 在吸锡带上擦一下, 这时候烙铁头的活性还是很强的, 贴在管脚上往外抹, 靠熔化的焊锡的张力会自己收缩到管脚上, 断开连锡. 这里要注意的两点: 一个是焊油, 必须要有焊油, 二是烙铁头的活性, 不吸锡的烙铁头起不到收缩的作用.

关于STC8A, STC8H芯片

其实不需要外接电容, 什么元件都不需要, 芯片自己就是最简电路, 直接连USB2TTL的5V, RX, TX, GND就能识别, 下载和运行.

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来源： https://www.cnblogs.com/milton/p/15430958.html

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