La soudure CMS fait référence au processus de soudure de composants électroniques montés en surface sur des cartes de circuits imprimés.. À mesure que les appareils électroniques et les PCB sont devenus de plus en plus petits, l'utilisation de Composants CMS a explosé dans la conception de circuits. La petite taille des composants CMS permet une densité de composants bien plus grande sur les cartes de circuits imprimés et permet la miniaturisation de l'électronique moderne.. pourtant, leur faible encombrement crée également des défis uniques pour l'assemblage et le soudage. Dans ce guide, nous passerons en revue les outils clés & matériaux, the step-by-step process for properly soldering SMD components and master SMD soldering rework.
Essentiel Outils de soudage CMS & Matériaux
Le soudage de dispositifs à montage en surface nécessite des outils spécialisés afin de manipuler de minuscules composants et de réaliser des joints de soudure de précision.. Voici quelques-uns des éléments essentiels dont vous aurez besoin:
Fer à souder – Un fer à souder à pointe fine dans la plage de puissance de 15 à 30 W est idéal pour les travaux CMS.. Des pointes aussi petites que 0,5 mm peuvent être utilisées. Les fonctions de contrôle de la température aident à éviter la surchauffe.
Hot Air Soldering Gun – Use hot air to melt solder or solder paste, equipped with different gun tips.
Flux – Usually rosin solution or flux paste. Pen-type or needle-type applicators allow for better control of the amount used.
Cleaning Agent – PCB cleaner or isopropyl alcohol, usually combined with a brush or cotton swabs, is used to remove residual flux.
Solder Paste– Solder paste consists of a mixture of powdered solder alloy and flux cream. Il permet d'appliquer avec précision la soudure sur les plots CMS avant de placer les composants..
Microscope – Un stéréomicroscope ou des loupes sont indispensables pour inspecter les petits joints de soudure et le placement des composants.. Un microscope avec un grossissement de 20x à 40x est typique.
Pincettes – Les pincettes à pointe fine permettent une manipulation et un placement précis de composants CMS aussi petits que 0201 ou 01005 tailles (0.25mm x 0,125 mm). Les pinces antistatiques sont préférables.
Mains utiles pour le soudage – Les outils manuels avec lentilles grossissantes permettent le positionnement mains libres des PCB sous un microscope pendant le soudage..
Stencil – Pochoirs PCB sont de fines feuilles de métal découpées au laser avec un motif d'ouvertures correspondant à la disposition des plages de soudure du PCB. Pour appliquer de la pâte à souder, le pochoir est aligné sur le PCB et la pâte est projetée sur les tampons à travers les ouvertures du pochoir. L'utilisation d'un pochoir permet une application précise et efficace de la pâte à souder avant le placement des composants CMS..
Gabarits – Les gabarits aident à positionner les cartes à un angle qui améliore la visibilité et l'accès aux joints de soudure sous les composants pendant le soudage manuel..
Outils à ventouse/à dessouder – Des outils à vide spécialisés sont utilisés pour retirer ou retravailler les joints de soudure et les composants à dessouder pour les travaux de réparation..
How to Do SMD Soldering: A Professional Step-by-step Guide
Préparez le PCB en le nettoyant soigneusement pour éliminer tout débris ou oxydation qui pourrait être présent. You can then start SMD soldering with a soldering iron or a hot air soldering gun.
Soudure CMS with Soldering Iron
Étape 1: Application de flux
Use a flux pen to evenly cover all SMD pads with flux. For leadless ceramic ICs, pre-tin pads with solder (work quickly at a moderate temperature to avoid over-melting).
Étape 2: Emplacement des composants
Use anti-static tweezers to precisely place the chip on the PCB coussinets. Check thoroughly to ensure that each terminal is aligned with its respective pad.
Étape 3: Corner Tack Soldering
Put a little solder on the soldering iron tip to solder the diagonal corners of the chip and hold it in place. Recheck alignment before the next step.
Étape 4: Flux Reapplication
Use the flux pen again to apply a fresh layer of flux over the pins and pads, ensuring smooth solder flow and preventing oxidation.
Étape 5: Drag Soldering with a Mini Wave Tip
Use a mini wave tip to drag soldering, which has a solder reservoir at its head. Firstly load the reservoir with molten solder. Gently touch the outer ends of the pins and QFP pads with the tip. Slightly lift the tip by about 0.5 mm to allow molten solder to flow from the reservoir into the pad and pin area, forming a solder joint. Dans cette étape, pay attention to the hand gestures. The axis of the soldering iron tip should form an angle of 30°to 45°with the edge to be soldered. Do not drag soldering too fast, and control it to drag through one soldering point in about 1 deuxième.
Étape 6: L'inspection finale & Nettoyage
Once soldering, thoroughly inspect each solder joint under a microscope to check for any shorts or poor soldering that require rework. For short circuits, apply flux and re-drag (max 2 attempts per area). If the soldering is not done properly once, wait until it cools down before soldering again. (≤3 reworks total). While there are no defects, perform a clean process.
Soudure CMS avec Hot UNEir Soldering gun
Étape 1: Pre-Soldering Inspection
Inspect the PCB pads for adequate solder bumps. If the solder amount is insufficient, apply a small amount of solder on the pads with a soldering iron. If there is no solder bump, deposit solder paste on the pads using the PCB stencil.
Étape 2: Application de flux
Apply flux to both the component pins and the pads to improve adequate wetting during the reflow process.
Étape 3: Emplacement des composants
Use tweezers to position the SMD component accurately on the PCB pads. Make sure the leads are properly aligned with the pads.
Étape 4: Préchauffage
Before soldering, use the hot air gun to gently preheat the area around the component. This prevents thermal shock and ensures even heating.
Étape 5: Refusion Processus de soudure
Apply hot air to the component evenly till the solder melts and reflows. For small SMD components, surface tension will help the component auto-align into the correct position. When working with QFP components, pay attention to pin alignment during heating. It’s recommended to solder one row of pins first, verify for alignment, and then solder the other rows.
Étape 6: L'inspection finale & Nettoyage
Une fois la soudure terminée, inspect for any potential defects. Clean the circuit board with isopropyl alcohol and a brush or cotton swabs to eliminate any residual flux.
Conseils à suivre pendant le processus de soudage
- Utilisez la température de fer à souder efficace la plus basse pour éviter d'endommager les composants sensibles.
- Gardez la panne à souder propre entre les joints pour garantir un transfert de chaleur optimal vers le joint..
- Apply just enough solder to form a proper fillet on each joint. Insufficient or excess solder can lead to unreliable connections.
- Surveillez le flux et le mouillage de la soudure et réappliquez du flux ou des tampons de pré-étain si nécessaire.
- Évitez de toucher ou de cogner le PCB jusqu'à ce que tous les joints de soudure aient refroidi et durci..
- Visually inspect underneath components like BGAs and QFNs if possible.
- Prendre ESD prevention steps like grounding wrist straps and mats.
- Travaillez systématiquement du centre vers l’extérieur ou des petits composants vers les plus grands.
- Gardez les pads au frais en évitant la chaleur prolongée au même endroit pour éviter de soulever les pads ou d'endommager le PCB..
How to Do SMD Soldering Rework?
La retouche du soudage des appareils à montage en surface est un processus délicat mais une compétence essentielle pour Réparation de PCB et modifications. Même s'il faut faire très attention, il est possible de dessouder et de remplacer avec succès les composants CMS sans endommager la carte. We will then introduce how to do SMD soldering rework using a hot air soldering gun and a soldering iron.
Desoldering with a Soldering jeron
Apply flux on the component pins and select an appropriate soldering iron tip with 200-400℃ temperature. Heat the pins to melt the solder and remove the components with tweezers. The operation is slightly different for various types of components. The following are the specific details.
Two-Terminal SMD Components – Begin by applying solder to one end and heating it using the soldering iron. While the solder is melting, quickly heat the other end. When both ends are molten, use tweezers to remove the component. You can use two soldering irons to heat both ends at the same time.
Forfait double en ligne (TREMPER) CI – Apply flux to the pins, then pile solder along one row. Move the soldering iron along the row of pins to melt the solder. Insert tweezers between the IC and pads on the molten side and lift to separate the pins. Remove excess solder with a soldering iron or solder wick. Repeat the operation for the other side to remove the component thoroughly.
Forfait Quad Flat (QFP) CI – Apply flux to the pins and solder wick. Place the solder wick over the row of pins and heat with a soldering iron. Insert a thin non-wettable steel shim between the pins and the pads to lift them. Repeat for all sides until the chip is off.
Desoldering with une Hot Air Gun
Apply flux on the component pins and hold the components with tweezers. Preheat the components around with a hot air gun, then blow on the components. Do not stay in one place and move the hot air gun head quickly to heat each pin. When the pin solder is melted, remove the components with tweezers. finalement, clean the pads for re-soldering.
What you should keep in mind:
-Perform the overall pre-heating, usually for 30 secondes.
-Choose the gun tip according to the shape of the component, using a tubular gun tip in general.
-Keep the gun tip perpendicular to the circuit board as much as possible and about 10 mm away from it.
-Généralement, set the wind speed to 1-3 levels and heat to 5 levels.
Dernières pensées
Le soudage CMS peut sembler intimidant au début en raison du travail avec des composants et des joints ridiculement petits.. Mais avec un peu de pratique, les bons outils, et en suivant une technique solide, vous pouvez souder avec succès des composants de presque toutes les tailles. Avec des composants montés en surface de plus en plus petits et des cartes plus densément emballées, L'apprentissage des compétences en soudage CMS devient un incontournable pour tous les débutants en PCB et les amateurs d'électronique..
