SD NAND(贴片式TF卡)的焊接质量直接关系到产品的稳定性和寿命。下面详细讲解手工焊接与SMT贴片的区别、注意事项和技巧。
SD NAND通常采用BGA(球栅阵列)或LGA(栅格阵列)封装,没有外露的引脚,焊接难度高于常见的QFP等封装。强烈建议:如果没有BGA焊接经验,请先在废板子上用同封装的废芯片练习。
必备工具:
恒温热风枪:至关重要!要求温度稳定可调,风量可控。
精密烙铁:用于处理连锡或上锡,最好有刀头或细尖头。
镊子:耐高温、尖头的防静电镊子。
助焊剂:建议使用优质助焊膏,它能帮助焊锡流动、防止氧化、提高焊接质量。
锡膏:可选,但推荐使用。有铅锡膏(如Sn63/Pb37)熔点更低,对新手更友好。
显微镜或高倍放大镜:焊接后检查焊点是否连锡、虚焊的必备工具。
吸锡带/线:用于清理焊盘和处理连锡。
植锡台/钢网:如果芯片上的锡球损坏,需要重新植球。
第1步:清洁与上锡
PCB焊盘处理:用烙铁和吸锡带将PCB上的焊盘清理平整、光亮,并上一层薄薄的锡。确保焊盘清洁,无氧化。
SD NAND芯片处理:检查芯片焊盘(锡球)是否完整、均匀。如果锡球不完整,需要使用对应钢网和锡膏进行植球。
第2步:涂抹助焊剂
技巧:在PCB的焊盘上涂抹少量但足够的助焊膏。助焊剂不宜过多,否则沸腾时易使芯片移位;过少则起不到助焊和防氧化作用。
第3步:对准与放置
技巧:用镊子将SD NAND芯片轻轻放在焊盘上,注意方向(通常芯片上有一个圆点或缺口标识1脚位置,与PCB上的丝印对齐)。稍微用力按压并移动一下,感觉芯片被助焊剂“吸住”固定即可。
第4步:热风枪焊接
这是最关键的一步!
温度设置:热风枪温度建议设置在 300-350°C 之间。有铅锡膏熔点约183°C,无铅约217°C。温度过高或时间过长会损坏芯片。
风量与距离:使用中等或小风量(如2-3档),喷嘴离芯片1.5-2厘米左右。风量太大会吹走周围的小元件。
预热:先在大范围、远距离对整块PCB板进行预热,避免局部温差过大导致PCB变形。
加热技巧:让热风枪喷嘴围绕芯片做螺旋状移动,均匀加热芯片和周围焊盘。切勿直吹芯片中心!
观察:看到助焊剂先融化冒烟,随后会看到芯片有轻微的下沉动作(这是最重要的信号!),并在瞬间自动归位(由于表面张力)。此过程通常持续20-40秒。
停止加热:看到芯片归位后,再继续加热2-3秒即可移开热风枪。
第5步:冷却与清理
让PCB板在空气中自然冷却,不要用压缩空气猛吹,否则会导致冷焊。
完全冷却后,用洗板水和硬毛刷仔细清洗掉残留的助焊剂。
第6步:检查
在显微镜下仔细检查芯片四周,看是否有焊锡连锡。BGA/LGA封装无法直接看到焊点,需要靠经验和对“归位”现象的判断。
电气测试:焊接完成后,必须通过读卡器电路或设备原型进行通电测试,验证是否能正确识别和读写。
对于生产而言,SD NAND的SMT焊接与其他BGA元件流程一致,但需关注其特殊性。
钢网设计:
SD NAND的焊盘通常较小且密集。钢网的开孔尺寸和厚度至关重要,它决定了锡膏的印刷量。锡膏过多易连锡,过少则虚焊。
锡膏选择与保存:
选择颗粒度细、活性好的锡膏。
严格遵循锡膏的冷藏、回温、搅拌使用规范。
贴装精度:
贴片机的精度必须足够高,确保SD NAND芯片被准确地放置在焊盘中心。微小的偏移都可能导致焊接不良。
回流焊温度曲线:
这是SMT焊接的灵魂。必须为特定的PCB板和锡膏设置精确的回流焊温度曲线。
预热区:使PCB和元件均匀升温,激活助焊剂。
浸润区:使溶剂挥发。
回流区:温度超过锡膏熔点,使锡膏融化,形成焊点。峰值温度和时间必须严格控制,既要保证焊点可靠,又不能过热损坏SD NAND内部的固件和晶圆。
冷却区:控制冷却速率,形成光亮的焊点。
焊后检测:
对于高要求产品,会使用X-Ray检查机来透视BGA焊点的质量,查看是否存在虚焊、气泡、连锡等问题。
对于研发、维修或极小批量:掌握手工焊接技巧是必要的。核心在于“均匀加热”和“观察归位”,并做好事后检查和清理。
对于产品生产:强烈推荐使用SMT贴片。不要试图用手工焊接来量产,其一致性和可靠性无法保证,会给产品带来巨大隐患。将焊接工作交给专业的贴片厂,并提供SD NAND的Datasheet和焊接要求说明书。
无论哪种方式,SD NAND对静电(ESD)都比较敏感,操作时务必做好防静电措施(佩戴防静电手环、使用防静电工作台等)。
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