SMD-solderen verwijst naar het proces van het solderen van oppervlaktegemonteerde elektronische componenten op printplaten. Naarmate elektronische apparaten en printplaten steeds kleiner worden, wordt het gebruik van SMD-solderen steeds belangrijker. SMD-componenten heeft een enorme vlucht genomen in circuitontwerp. De kleine afmetingen van SMD-componenten maken een veel hogere componentdichtheid op printplaten mogelijk en maken miniaturisatie van moderne elektronica mogelijk. Hun kleine formaat brengt echter ook unieke uitdagingen met zich mee voor assemblage en solderen. In deze handleiding bespreken we de belangrijkste gereedschappen en materialen, het stapsgewijze proces voor het correct solderen van SMD-componenten en het beheersen van SMD-soldeerbewerkingen.
Essentiële SMD-soldeergereedschap & Materialen
Voor het solderen van oppervlaktemontage-apparaten is speciaal gereedschap nodig om kleine componenten te kunnen verwerken en nauwkeurige soldeerverbindingen te kunnen maken. Hieronder staan enkele essentiële benodigdheden:
Soldeerbout – Een soldeerbout met een fijne punt en een vermogen van 15-30 W is ideaal voor SMD-werk. Punten vanaf 0.5 mm zijn geschikt. Temperatuurregeling helpt oververhitting te voorkomen.
Hetelucht soldeerpistool – Gebruik hete lucht om soldeer of soldeerpasta te smelten, uitgerust met verschillende pistoolpunten.
Vloeimiddel – Meestal harsoplossing of vloeimiddelpasta. Pen- of naaldvormige applicators zorgen voor een betere controle over de gebruikte hoeveelheid.
Reinigingsmiddel – PCB-reiniger of isopropylalcohol, meestal in combinatie met een borstel of wattenstaafjes, wordt gebruikt om resterende flux te verwijderen.
Soldeerpasta – Soldeerpasta bestaat uit een mengsel van soldeerpoeder en vloeimiddel. Hiermee kan soldeer nauwkeurig op SMD-pads worden aangebracht voordat componenten worden geplaatst.
Microscoop – Een stereomicroscoop of vergrootglas zijn onmisbaar voor het inspecteren van kleine soldeerverbindingen en de plaatsing van componenten. Een microscoop met een vergroting van 20x tot 40x is gebruikelijk.
Pincet – Pincetten met een fijne punt maken nauwkeurige hantering en plaatsing van SMD-componenten mogelijk, zelfs van 0201 of 01005 (0.25 mm x 0.125 mm). Een antistatische pincet heeft de voorkeur.
Soldeerhulpjes – Hulphandjes met vergrootglazen maken het mogelijk om PCB’s tijdens het solderen handsfree onder een microscoop te positioneren.
Sjabloon – PCB-stencils Zijn dunne metalen platen die met een laser zijn gesneden met een patroon van openingen dat overeenkomt met de lay-out van de soldeerpads op de PCB. Om soldeerpasta aan te brengen, wordt de stencil uitgelijnd met de PCB en wordt de pasta via de openingen van de stencil op de pads gezeefd. Het gebruik van een stencil maakt nauwkeurig en efficiënt aanbrengen van soldeerpasta mogelijk vóór het plaatsen van de SMD-componenten.
Mallen – Mallen helpen bij het positioneren van printplaten in een hoek, waardoor de zichtbaarheid en toegang tot de soldeerpunten onder componenten tijdens handmatig solderen wordt verbeterd.
Soldeerzuiger/desoldeergereedschap – Speciaal vacuümgereedschap wordt gebruikt om soldeerpunten te verwijderen of opnieuw te bewerken en om componenten te desolderen voor reparatiewerkzaamheden.
SMD solderen: een professionele stapsgewijze handleiding
Maak de printplaat grondig schoon om eventueel aanwezig vuil of oxidatie te verwijderen. Vervolgens kunt u beginnen met SMD-solderen met een soldeerbout of heteluchtsoldeerpistool.
SMD-solderen met soldeerbout
Stap 1: Vloeimiddel aanbrengen
Gebruik een vloeimiddelpen om alle SMD-pads gelijkmatig met vloeimiddel te bedekken. Voor loodvrije keramische IC's: vertin de pads vooraf met soldeer (werk snel en op een gematigde temperatuur om oversmelten te voorkomen).
Stap 2: plaatsing van componenten
Gebruik een antistatische pincet om de chip nauwkeurig op de PCB padsControleer zorgvuldig of elke aansluiting is uitgelijnd met het bijbehorende kussentje.
Stap 3: Hoekspijker solderen
Doe een beetje soldeer op de punt van de soldeerbout om de diagonale hoeken van de chip te solderen en op zijn plaats te houden. Controleer de uitlijning opnieuw voor de volgende stap.
Stap 4: Opnieuw aanbrengen van vloeimiddel
Breng met de vloeimiddelpen opnieuw een nieuwe laag vloeimiddel aan op de pennen en pads. Zo zorgt u dat het soldeer soepel stroomt en voorkomt u oxidatie.
Stap voor 5:Sleep Solderen met een Mini Wave Tip
Gebruik een minigolfpunt om te slepen, met een soldeerreservoir aan de kop. Vul het reservoir eerst met gesmolten soldeer. Raak de uiteinden van de pinnen en QFP-pads voorzichtig aan met de punt. Til de punt ongeveer 0.5 mm op, zodat het gesmolten soldeer vanuit het reservoir naar de pad en het pingebied stroomt en een soldeerverbinding vormt. Let bij deze stap op de handgebaren. De as van de soldeerpunt moet een hoek van 30° tot 45° maken met de te solderen rand. Sleep het soldeer niet te snel en controleer of het in ongeveer 1 seconde door één soldeerpunt wordt gesleept.
Stap 6: Eindinspectie en reiniging
Inspecteer na het solderen elke soldeerverbinding grondig onder een microscoop op kortsluiting of slechte soldeerverbindingen die herbewerking vereisen. Breng bij kortsluiting vloeimiddel aan en trek opnieuw (maximaal 2 pogingen per gebied). Als het solderen niet goed is uitgevoerd, wacht dan tot het is afgekoeld voordat u opnieuw soldeert. (≤ 3 herbewerkingen in totaal). Voer een schoon soldeerproces uit zolang er geen defecten zijn.
SMD-solderen with hot Air Souder worden Gun
Stap 1: Inspectie vóór het solderen
Controleer de PCB-pads op voldoende soldeerpunten. Als de hoeveelheid soldeer onvoldoende is, breng dan een kleine hoeveelheid soldeer aan op de pads met een soldeerbout. Als er geen soldeerpunt is, breng dan soldeerpasta aan op de pads met behulp van het PCB-sjabloon.
Stap 2: Vloeimiddel aanbrengen
Breng vloeimiddel aan op zowel de componentpennen als de pads om te zorgen voor voldoende bevochtiging tijdens het reflowproces.
Stap 3: Componentplaatsing
Gebruik een pincet om het SMD-component nauwkeurig op de PCB-pads te positioneren. Zorg ervoor dat de draden goed uitgelijnd zijn met de pads.
Stap 4: Voorverwarmen
Verwarm vóór het solderen de omgeving van het onderdeel voorzichtig met het heteluchtpistool. Dit voorkomt thermische schokken en zorgt voor een gelijkmatige verwarming.
Stap 5: reflow Soldeerproces:
Behandel het component gelijkmatig met hete lucht totdat het soldeer smelt en weer vloeit. Bij kleine SMD-componenten helpt oppervlaktespanning het component automatisch in de juiste positie te positioneren. Let bij het werken met QFP-componenten op de uitlijning van de pinnen tijdens het verwarmen. Het is aan te raden om eerst één rij pinnen te solderen, de uitlijning te controleren en vervolgens de andere rijen te solderen.
Stap 6: Laatste inspectie & Schoonmaak
Controleer na het solderen op mogelijke defecten. Reinig de printplaat met isopropylalcohol en een borstel of wattenstaafjes om eventuele resten flux te verwijderen.
Tips om te volgen tijdens het soldeerproces
- Gebruik de laagst mogelijke effectieve soldeerbouttemperatuur om schade aan gevoelige componenten te voorkomen.
- Houd de soldeerpunt schoon tussen de verbindingen door, zodat de warmteoverdracht naar de verbinding optimaal is.
- Breng net genoeg soldeer aan om een goede fillet op elke verbinding te vormen. Onvoldoende of overtollig soldeer kan leiden tot onbetrouwbare verbindingen.
- Controleer de vloei en bevochtiging van het soldeer en breng indien nodig opnieuw vloeimiddel of voorvertinde pads aan.
- Zorg dat u de printplaat niet aanraakt of ergens tegenaan stoot totdat alle soldeerpunten zijn afgekoeld en uitgehard.
- Voer indien mogelijk een visuele inspectie uit onder componenten zoals BGA's en QFN's.
- Maak ESD preventieve maatregelen zoals aardingspolsbandjes en matten.
- Werk systematisch van het midden naar de buitenkant, of van kleine naar grote onderdelen.
- Zorg ervoor dat de pads koel blijven door te voorkomen dat ze langdurig op één plek worden verhit. Zo voorkomt u dat de pads loskomen of dat de printplaat beschadigd raakt.
Hoe kun je SMD-soldeerwerk opnieuw uitvoeren?
Het opnieuw solderen van oppervlaktemontage-apparaten is een delicaat proces, maar een essentiële vaardigheid voor PCB-reparatie en modificatie. Hoewel grote zorgvuldigheid geboden is, is het mogelijk om SMD-componenten succesvol te desolderen en te vervangen zonder de printplaat te beschadigen. Vervolgens leggen we uit hoe je SMD-soldeerwerk kunt uitvoeren met behulp van een heteluchtsoldeerbout en een soldeerbout.
Desolderen met net zoouder worden Iron
Breng vloeimiddel aan op de componentpennen en kies een geschikte soldeerboutpunt met een temperatuur van 200-400 °C. Verwarm de pennen om het soldeer te smelten en verwijder de componenten met een pincet. De procedure verschilt enigszins per componenttype. Hieronder volgen de specifieke details.
SMD-componenten met twee aansluitingen – Begin met het aanbrengen van soldeer op één uiteinde en verwarm dit met de soldeerbout. Verwarm, terwijl het soldeer smelt, snel het andere uiteinde. Wanneer beide uiteinden gesmolten zijn, verwijder je het onderdeel met een pincet. Je kunt twee soldeerbouten gebruiken om beide uiteinden tegelijkertijd te verwarmen.
Dual In-line Package (DIP) IC's – Breng vloeimiddel aan op de pinnen en stapel vervolgens soldeer op langs één rij. Beweeg de soldeerbout langs de rij pinnen om het soldeer te smelten. Steek een pincet tussen de IC en de pads aan de gesmolten kant en til deze op om de pinnen te scheiden. Verwijder overtollig soldeer met een soldeerbout of soldeerlont. Herhaal de handeling aan de andere kant om het onderdeel grondig te verwijderen.
Quad Flat Package (QFP) IC's – Breng vloeimiddel aan op de pinnen en de soldeerlont. Plaats de soldeerlont over de rij pinnen en verwarm deze met een soldeerbout. Plaats een dunne, niet-bevochtigbare stalen shim tussen de pinnen en de soldeerpunten om ze op te tillen. Herhaal dit voor alle kanten totdat de chip los is.
Desolderen met a Heteluchtpistool
Breng vloeimiddel aan op de pinnen van de componenten en houd ze vast met een pincet. Verwarm de componenten voor met een heteluchtpistool en blaas er vervolgens op. Blijf niet op één plek staan en beweeg de kop van het heteluchtpistool snel om elke pin te verwarmen. Verwijder de componenten met een pincet zodra het soldeer is gesmolten. Maak tot slot de soldeerpunten schoon voordat u ze opnieuw soldeert.
Waar u op moet letten:
-Voer het geheel voor, gewoonlijk gedurende 30 seconden.
-Kies de punt van het pistool op basis van de vorm van het onderdeel. Gebruik over het algemeen een buisvormige punt.
-Houd de punt van het pistool zo veel mogelijk loodrecht op de printplaat en op een afstand van ongeveer 10 mm ervan.
- Over het algemeen stelt u de windsnelheid in op 1 tot 3 standen en de verwarming op 5 standen.
Conclusie
SMD-solderen kan in het begin lastig lijken vanwege het werken met belachelijk kleine componenten en verbindingen. Maar met wat oefening, het juiste gereedschap en een degelijke techniek kun je componenten van vrijwel elk formaat succesvol solderen. Nu componenten voor opbouwmontage steeds kleiner worden en printplaten steeds dichter op elkaar zitten, wordt het leren solderen van SMD-soldeervaardigheden een must voor alle PCB-beginners en elektronicahobbyisten.
