专业功放的维修方法及步骤
1.打开机壳别通电左右主板看一遍为了避免故障机通电造成二次损坏,维修时,不要先通电试机。打开机壳详细查看一下左、右声道主功放板,看是否有管子炸裂、电阻烧焦、保险管烧黑等明显损坏。
2.在路测量功率管大管是否有击穿
如果从表面上查看左、右主板无明显损坏,可用指针式万用表Rx1挡在路测量大功率管的集电极与发射极之间是否有短路击穿现象。NPN -侧用黑表笔接集电极,红表笔接发射极,PNP -侧交换表笔测量。正常时应是阻值无限大,表针不摆动。如果机内电容还有存电,表针闪动后会回到原位。如果表针指示阻值为0Ω或阻值很小,说明功率管有击穿现象。一般只要一侧功率管有击穿,另一侧功率管很可能也有击穿。在路测量三极管的三只引脚之间的电阻是检查电路的基本方法,从而不必拆下管子大体判断是否击穿和开路。用MF47型万用表Rx1挡在路测量大中小功率管的脚间电阻,正常管子测量结果如下:正向测量,大功率管Rbe≈12Ω、Rbc ≈12Ω、Rce=∞(不导通);中功率管Rbe≈15Ω、Rbc≈15Ω,、Rce=∞:小功率管Rbe≈20Ω,Rbc≈20Ω、Rce=∞;反向测量,均不导通。场效应功率管在路测量除漏极与源极反向测量内部二极管导通外,其余各脚之间应均不导通。
3.所有大管无击穿通电用耳听其间
如果经检查没有发现功率管有击穿现象,可通电试机。开机后用心听机内声音,专业功放一般都设置有保护续电器, 而且是每个声道一个,继电器吸合时会发出清脆的“叭嗒”声。有两次响声说明两个继电器都已经吸合,两路主功放电路基本正常,故障可能在外围输入与输出保护 电路。如果听不出是两个还是一个继电器有动作,可用手指按住继电器后开机。继电器吸合手指会有振动感。如果继电器在延迟几十秒后都不吸合,说明主功放电路 有故障。
4.大管不会全击穿射极电阻拆一端
如果功率管有击穿现象,而且所有管子测量结果都一样。此时不要一个个都拆,因为一侧的功率管全是并联关系,只要有一个击穿就会形成这样的测量结果。在实际维修中发现,一般都是个别管子击穿。把所有功率管发射极的陶瓷电阻脱开一端,再测量集电极与发射极电阻,击穿的管子就会暴露出来。这样便可只拆除坏管,省去功率管全部拆卸的麻烦和避免对印刷电路板的损坏。
5.查出坏管查周边三脚外围遭牵连
功率管一旦击穿,其三个极间就会完全导通,电源电压直通输出中点时必然要烧断发射极0.25Ω/5W的陶瓷电阻,如果该电阻没被烧断,就一定有别的地方出现开路现象,如保险管烧断或印刷板的铜箔熔断等。与功率管发射极相连的过流保护取样放大管功率管击穿,与基极连接的推动管击穿,上下推动管发射极电阻必然随之烧断。当上下推动管击穿后,恒压偏置管的损坏就很 难避免。在G类放大电路中,输出功率管的击穿多发生在强信号输出状态,这时,高压供电已经启动,作为高压供电开关的功率管或场效应管将会与输出功率管同时损坏。
6.脱开电阻暂不焊安全供电细查验
更换所有坏件后,不要急于恢复功率管发射极的陶瓷电阻脱开那一端。如果有功放维修电源,便可放心通电检查。如果没有类似的安全电源,使用原机正负电源时,可用两只100w灯泡分别串接在功放主板的正、负供电电路上。 100W灯泡的热态电阻是484Ω,正常功放主板的静态电流仅几十毫安,灯泡不会亮。如果电路中仍有严重短路故障,灯泡会发光,灯丝电阻将起到保护作用,防止电路再次损坏。对于具有两组供电电压的G类功放电路,供电要接在低压供电端,供电后对电路的关键点电压进行测量。
7.电压检查两关键大管偏置和中点
专业功放都属于甲乙类功率放大器,功率管偏置电压在0.3V—0.5V之间。通电测试不安装功率管脱开的发射极电阻,是为了防止偏置过高,集电极电流过大而影响测量。如果原电路两只推动管发射极只使用一个电阻,不与输出中点连接,当所有功率管发射极电阻脱开后,输出中点等于悬空,输入端失去直流负反馈,不能 对输出中点电压进行伺服控制。因此,需要在两只推动管的发射极与输出中点之间各接一只30Ω,的电阻或正向各接一只二极管。如果原电路中两只推动管的发射极各有一只电阻与中点连接,则可不再加电阻或二极管。这时,测量功率管基极对输出中点的电压应该是±0.3V~±0.5V。采用场效应功率管的功放,栅极对输出中点的电压应小于1.2V。输出中点对输入地的电压应该是0v,对于像QSc系列功放之类采用集电极接地的电路,其输出中点是电源主电解电容交汇处的悬浮地,功率管偏置电压是测量基极与电源之间的电压。这两个关键点电压正常后,方可把功率管发射极电阻脱开的一端按原位焊好,并拆除外加的电阻或二极管。
8.偏置中点全过关先静后动保安全
在安装好整个电路后,仍然使用维修电源或正负供电串联灯泡的方法给主功放板供电,进行全恢复后的测试检查,检查重点仍然是功率管偏置和中点电压。这时,可直接测量功率管b、e结电压,0.5v以下均为正常。场效应管偏置应不大干正负1.2V。中点电压只要不超过正负0.25V,而且无忽大忽小的波动,便说明静态是正常的。这时,可拆除维修电源或串联的灯泡,接入原机正负电源,接上音箱并输入音乐信号,进行动态试机。由小到大缓慢调整音量,大音量试机后,触摸功率管表面略有温升,说明维修圆满成功。
9.大管偏置不在 限 偏置电路是重点
在进行第7步关键电压测量时,如果功率管基极与输出中点的电压超过0.5v的界限, 说明偏置电压过高。其原因,一是更换的恒压偏置管与原来的管子参数偏差太大,二是偏置管基极的上偏置电阻开路或变大。如果检查偏置管和电阻没问题,可调整与偏置管基极连接的可调电阻,将功率管基极与中点的电压降到0.5v以下。如果电路中没有可调电阻,可先在上偏置电阻两端并联一只相同阻值的电阻,然后根据并联后的测量结果适当调整并联电阻的大小。若测得功率管基极与输出中点的电压是0V,则可通过测量偏置管c、e极间电压判断故障所在。正常时,偏置管的c、e极间电压是2V左右。有此电压说明推动管没导通,故障在推动级;无此电压,一是偏置管击穿,二是偏置管基极下偏置电阻开路,偏置管饱和导通。若偏置管与其偏置电阻无问题,说明故障在前边电路,应查电压放大级和差分输入级。采用运算放大器为输入级的功放,故障在电压放大电路。如果出现反偏现象,NPN 功率管的基极是负压或PNP管基极是正压,说明输出中点严重偏移,待中点电压正常后,再重新测量和调整。
10.中点出现正负电从后向前查一遍
如果中点出现较高的正负电压,则功放维修最困难。因为功放各级电路全是直接耦合,前后又有直流反馈,浑然一体,互相影响。坏件又已全换,维修进入困局。要在功率管发射极电阻仍然脱开时进行中点偏移的检修.是为了排除功率管对中点的影响,缩小故障范围。尽管功率管与中点完全脱开,可推动级发射极电阻的存在(后加电阻或二极管),使中点与反向输入端的直流负反馈仍然起作用。中点出现正负直流电压,说明中点偏移较大,超过负反馈的控制范围。用数字表测量,会发现两只推动管的b-e结电压不对称:当中点有正电压时,正电源一侧的推动管偏置大于另一侧;如果中点有负电压,则负电源一例的推动管偏置高。两只推动管基极之间的电压被偏置管固定在2.2V.如果某一只推动管偏置过高,另一只管子就会处于截止状态,这时,输出中点就变成或正或负的电源电压。如果两只推动管b-e结电压一样,但中点偏移明显,多是两只推动管直流放大倍数相差太大,应拆下配对更换。如果两只管b-e结电压不对称,则是前两级电路故障。而差分电路与电压放大级部分的小管子性能不好是很难用万用表检查 的,可全部拆除,用新管配对更换。换管前,要先拆下电压放大管基极与集电极之间的补偿电容,用指针表Rx10k挡测量一下,因为这两只电容漏电的情况时有发生。采用运算放大器输入的电路,可测量输出脚是否有直流电压。有直流电压时要测量其正反相输入端电压,正常情况下,这三只引脚电压都是0V。如果输入端 有电压,则可能是前边电路故障;如果拔掉音频输入插头,还有直流电压,则是IC本身故障。反馈脚有电压,可将输出中点接地端,如果三只引脚中仍然有直流电压,则是运算放大器故障,应更换此IC。此处NE5532和JRC4.558双运放使用最多,IRC4558没有NE5532名气大,但二者可互换。
小知识:在功放电路中,三极管的b、e结静态电压有四种:大功率输出管的b-e结电压在0.3V-0.5V之间,属于所谓的甲乙类状态;差分输入、恒流源。镜流源、电压放大、恒压偏置、电流放大各级管子b-e结电压均在0.6V以上,处于甲类状态;过流保护、G类电压切换的管予b-e结电压电压是0V,处于截止状态;保护继电器驱动电路的管b-e结电压在0.7V左右,处于饱和状态。
11.没有图纸维修难上下左右对照干
遇到电路相对复杂的功放,如果没有维修资料和图纸,维修很难下手。而专业功放的双声道结构给维修提供了方便之门。一般功放很少有两个声道同时坏的,只要有一个声道出故障,用户就会停止使用,因而另一个声道有幸保持良好状态,这为维修提供了参考依据。因为两个声道电路结构完全一样,电路板布局也大同小异,元件顺序编号也有一定规律可循,有的功放两块电路板甚至完全一样。两块板子比照着维修,就是左右对比法 。很多功放采用全对称OCL电路,除差分电路外,其后边的电路是上下对称关系,管子极性相反,阻容大小一样,这给维修提供了参考依据,这叫上下对比法 。在路电阻对比时,要使用指针式万用表,将表设置在 Rx1k挡,红表笔固定在扬声器输出负端接线柱上,从功率管开始一左一右地测量。相同阻值不要管,不同阻值出现时,离故障点就可能不远了。电压测量对比时,要使用数字表,黑表笔接输出负端,红笔一左一右测量。左右对比电压应一样,上下对比电压一正一负。测量重点是:输出中点、功率管基极、推动管基极(找中功率管)、电压放大级发射极(测靠在散热片上的偏置管集电极和发射极)、差分管基极(在音频输入插座附近找)。因OCL电路是全直流耦合,一点出故障会造成整个电路电压异常。电压对比要与电路分析结合,才能找到故障点;电阻测量对比较直观,适合故障元件查找。
12.特型管子不多见常备管子应急换
在维修一些早期产品或进口机型时,常遇到特殊型号的大、中、小功率三极管,若需要更换时没有该型号的配件,就需要应急代换。在专业功放维修中,主要强调的参数是集电极电流、耗散功率和耐压。常搞功放维修的,应储备几种管子,以便随时代换。在小功率稳压管中.5551 和5401可代换差分放大和电压放大电路中的管子,这对管子耐压高达160V,比其他型号配对管子的耐压高。在近年的功放产品中,几乎全都使用这对管子。其基极在中间脚,代换基极在右脚的管子时,将三只引脚弯曲交叉即可。中功率管中,2SC2073、2SA940和2SD669、2SB649两对管子为首选,耐压150V,集电极电流1.5A.耗散功率25W。这两对管子一对基极在左边,一对基极在右边。有这两对管子作备件,便可代换其他型号的中功率管。大功率管分1 00W、150W、200W三个档次。推荐使用C5198/A1941、C5200/A1943、C3858/A1494三对管子。其中,C5200、 A1943是三对管子中耐压最高的,也是目前专业功放新产品中普遍使用的功率管。早期产品中,使用金封功率管的,也可用上述管子应急代换。三只引脚套上绝缘管,利用原散热片上的安装孔,加云母片固定,用引线连接三只脚。G类功放作电源切换管使用的场效应管,应选择耐压300V,电流30A的。如果原电路使用的是不同极性的管子,P沟道管不好配对时,可用IRF640、9640配对并联代换。
手机主板常规焊接
1、掌握热风枪和电烙铁的使用方法。
2、掌握手机小元件的拆卸和焊接方法。
3、熟练掌握手机表面安装集成电路的拆卸和焊接方法。
4、熟练掌握手机BGA集成电路的拆卸和焊接方法。
热风枪和电烙铁的使用
—、热风枪的使用
1、指导
热风枪是一种贴片元件和贴片集成电路的拆焊、焊接工具,热风枪主要由气泵、线性电路板、气流稳定器、外壳、手柄组件组成。性能较好的850热风枪采用850原装气泵。具有噪音小、气流稳定的特点,而且风流量较大一般为27L/mm;NEC组成的原装线性电路板,使调节符合标准温度(气流调整曲线),从而获得均匀稳定的热量、风量;手柄组件采用消除静电材料制造,可以有效的防止静电干扰。
由于手机广泛采用粘合的多层印制电路板,在焊接和拆卸时要特别注意通路孔,应避免印制电路与通路孔错开。更换元件时,应避免焊接温度过高。有些金属氧化物互补型半导体(CMOS)对静电或高压特别敏感而易受损。这种损伤可能是潜在的,在数周或数月后才会表现出来。在拆卸这类元件时,必须放在接地的台子上,接地最有效的办法是维修人员戴上导电的手套,不要穿尼龙衣服等易带静电的服装。
2、操作
(1)将热风枪电源插头插入电源插座,打开热风枪电源开关。
(2)在热风枪喷头前10cm处放置一纸条,调节热风枪风速开关,当热风枪的风速在1至8档变化时,观察热风枪的风力情况。
(3)在热风枪喷头前10cm处放置一纸条,调节热风枪的温度开关,当热风枪的温度在1至8档变化时,观察热风枪的温度情况。
(4)实习完毕后,将热风枪电源开关关闭,此时热风枪将向外继续喷气,当喷气结束后再将热风枪的电源插头拔下。
二、电烙铁的使用
1.指导
与850热风枪并驾齐驱的另一类维修工具是936电烙铁,936电烙铁有防静电(一般为黑色)的,也有不防静电(一般为白色)的,选购936电烙铁最好选用防静电可调温度电烙铁。在功能上,936电烙铁主要用来焊接,使用方法十分简单,只要用电烙铁头对准所焊元器件焊接即可,焊接时最好使用助焊剂,有利于焊接良好又不造成短路。
2.操作
(1)将电烙铁电源插头插入电源插座,打开电烙铁电源开关。
(2)等待几分钟,将电烙铁的温度开关分别调节在200度、250度、300度、350度、400度、450度,去触及松香和焊锡,观察电烙铁的温度情况。
(3)关上电烙铁的电源开关,并拔下电源插头。
手机小元件的拆卸和焊接
一、小元件拆卸和焊接工具
拆卸小元件前要准备好以下工具:
热风枪:用于拆卸和焊接小元件。
电烙铁:用以焊接或补焊小元件。
手指钳:拆卸时将小元件夹住,焊锡熔化后将小元件取下。焊接时用于固定小元件。
带灯放大镜:便于观察小元件的位置。
手机维修平台:用以固定线路板。维修平台应可靠接地。
防静电手腕:戴在手上,用以防止人身上的静电损坏手机元件器。
小刷子、吹气球:用以将小元件周围的杂质吹跑。
助焊剂:可选用GOOT牌助焊剂或松香水(酒精和松香的混合液),将助焊剂加入小元件周围便于拆卸和焊接。
无水酒精或天那水:用以清洁线路板。
焊锡:焊接时使用。
二、小元件的拆卸和焊接
1.指导
手机电路中的小元件主要包括电阻、电容、电感、晶体管等。由于手机体积小、功能强大,电路比较复杂,决定了这些元件必须采用贴片式安装(SMD),片式元件与传统的通孔元器件相比,贴片元件安装密度高,减小了引线分布的影响,增强了搞电磁干扰和射频干扰能力。对这些小元件,一般使用热风枪进行拆卸和焊接(焊接时也可使用电烙铁),在拆卸和焊接时一定要掌握好风力、风速和风力的方向,操作不当,不但将小元件吹跑,而且还会“殃及鱼池”,将周围的小元件也吹动位置或吹跑。
2.操作
(1)小元件的拆卸
在用热风枪拆卸小元件之前,一定要将手机线路板上的备用电池拆下(特别是备用电池离所拆元件较近时),否则,备用电池很容易受热爆炸,对人身构成威胁。
将线路板固定在手机维修平台上,打开带灯放大镜,仔细观察欲拆卸的小元件的位置。
用小刷子将小元件周围的杂质清理干净,往小元件上加注少许松香水。
安装好热风枪的细嘴喷头,打开热风枪电源开关,调节热风枪温度开关在2至3档,风速开关在1至2档。
只手用手指钳夹住小元件,另一只手拿稳热风枪手柄,使喷头离欲拆卸的小元件保持垂直,距离为2至3cm,沿小元件上均匀加热,喷头不可触小元件。
待小元件周围焊锡熔化后用手指钳将小元件取下。
(2)小元件的焊接
用手指钳夹住欲焊接的小元件放置到焊接的位置,注意要放正,不可偏离焊点。若焊点上焊锡不足,可用电烙铁在焊点上加注少许焊锡。
打开热风枪电源开关,调节热风枪温度开关在2至3档,风速开关在1至2档。
使热风枪的喷头离欲焊接的小元件保持垂直,距离为2至3cm,沿小元件上均匀加热。
待小元件周围焊锡熔化后移走热风枪喷头。
焊锡冷却后移走手指钳。
用无水酒精将小元件周围的松香清理干净。
手机贴片集成电路的拆卸和焊接
一、贴片集成电路拆卸和焊接工具
拆卸贴片集成电路前要准备好以下工具:
热风枪:用于拆卸和焊接贴片集成电路。
电烙铁:用以补焊贴片集成电路虚焊的管脚和清理余锡。
手指钳:焊接时便于将贴片集成电路固定。
医用针头:拆卸时可用于将集成电路掀起。
带灯放大镜:便于观察贴片集成电路的位置。
手机维修平台:用以固定线路板。维修平台应可靠接地。
防静电手腕:戴在手上,用以防止人身上的静电损坏手机元件器。
小刷子、吹气球:用以扫除贴片集成电路周围的杂质。
助焊剂:可选用GOOT牌助焊剂或松香水(酒精和松香的混合液),将助焊剂加入贴片集成电路管脚周围,便于拆卸和焊接。
无水酒精或天那水:用以清洁线路板。
焊锡:焊接时用以补焊。
二、贴片集成电路拆卸和焊接
1.指导
手机贴片安装的集成电路主要有小外型封装和四方扁平封装两种。小外型封装又称SOP封装,其引脚数目在28之下,引脚分布在两边,手机电路中的码片、字库、电子开关、频率合成器、功放等集成电路常采用这种SOP封装手集成电路。四方扁平封装适用于高频电路和引脚较多的模块,简单QFP封装,四边都有引脚,其引脚数目一般为20以上。如许多中频模块、数据处理器、音频模块、微处理器、电源模块等都采用QFP封装。
这些贴片集成电路的拆卸和安装都必须采用热风枪才能将其拆下或焊接好。和手机中的一些小元件相比,这些贴片集成电路由于相对较大,拆卸和焊接时可将热风枪的风速和温度调得高一些。
2.操作
(1)贴片集成电路的拆卸
在用热风枪拆卸贴片集成电路之前,一定要将手机线路板上的备用电池拆下(特别是备用电池离所拆集成电路较近时),否则,备用电池很容易受热爆炸,对人身构成威胁。
将线路板固定在手机维修平台上,打开带灯放大镜,仔细观察欲拆卸集成电路的位置和方位,并做好记录,以便焊接时恢复。
用小刷子将贴片集成电路周围的杂质清理干净,往贴片集成电路管脚周围加注少许松香水。
调好热风枪的温度和风速。温度开关一般调至3-5档,风速开关调至2-3档。
用单喷头拆卸时,应注意使喷头和所拆集成电路保持垂直,并沿集成电路周围管脚慢速旋转,均匀加热,喷头不可触及集成电路及周围的外围元件,吹焊的位置要准确,且不可吹跑集成电路周围的外围小件。
待集成电路的管脚焊锡全部熔化后,用医用针头或手指钳将集成电路掀起或镊走,且不可用力,否则,极易损坏集成电路的锡箔。
(2)贴片集成电路的焊接
将焊接点用平头烙铁整理平整,必要时,对焊锡较少焊点应进行补锡,然后,用酒精清洁干净焊点周围的杂质。
将更换的集成电路和电路板上的焊接位置对好,用带灯放大镜进行反复调整,使之完全对正。
先用电烙铁焊好集成电路的四脚,将集成电路固定,然后,再用热风枪吹焊四周。焊好后应注意冷却,不可立即去动集成电路,以免其发生位移。
冷却后,用带灯放大镜检查集成电路的管脚有无虚焊,若有,应用尖头烙铁进行补焊,直至全部正常为止。
用无水酒精将集成电路周围的松香清理干净。
手机BGA芯片的拆卸和焊接
1、BGA芯片拆卸和焊接工具
拆卸手机BGA芯片前要准备好以下工具:
热风枪:用于拆卸和焊接BGA芯片。最好使用有数控恒温功能的热风枪,容易掌握温度,去掉风嘴直接吹焊。
电烙铁:用以清理BGA芯片及线路板上的余锡。
手指钳:焊接时便于将BGA芯片固定。
医用针头:拆卸时用于将BGA芯片掀起。
带灯放大镜:便于观察BGA芯片的位置。
手机维修平台:用以固定线路板。维修平台应可靠接地。
防静电手腕:戴在手上,用以防止人身上的静电损坏手机元件器。
小刷子、吹气球:用以扫除BGA芯片周围的杂质。
助焊剂:建议选用日本产的GOOT牌助焊剂,呈白色,其优点一是助焊效果极好,二是对IC和PCB没有腐蚀性,三是其沸点仅稍高于焊锡的熔点,在焊接时焊锡熔化不久便开始沸腾吸热汽化,可使IC和PCB的温度保持在这个温度。另外,也可选用松香水之类的助焊剂,效果也很好。
无水酒精或天那水:用以清洁线路板。用天那水最好,天那水对松香助焊膏等有极好的溶解性。
焊锡:焊接时用以补焊。
植锡板:用于BGA芯片置锡。市售的植锡板大体分为两类:一种是把所有型号的BGAIC都集在一块大的连体植锡板上;另一种是每种IC一块板,这两种植锡板的使用方式不一样。连体植锡板的使用方法是将锡浆印到IC上后,就把植锡板扯开,然后再用热风枪吹成球。这种方法的优点是操作简单成球快,缺点一是锡浆不能太稀,二是对于有些不容易上锡的IC,例如软封的Flash或去胶后的CPU,吹球的时候锡球会乱滚,极难上锡,一次植锡后不能对锡球的大小及空缺点进行二次处理。三是植锡时不能连植锡板一起用热风枪吹,否则植锡板会变形隆起,造成无法植锡。小植锡板的使用方法是将IC固定到植锡板下面后,刮好锡浆后连板一起吹,成球冷却后再将IC取下。它的优点是热风吹时植锡板基本不变形,一次植锡后若有缺脚或锡球过大过小现象可进行二次处理,特别适合初学者使用。下面介绍的方法都是使用这种植锡板。另外,在选用植锡板时,应选用喇叭型、激光打孔的植锡板,要注意的是,现在市售的很多植锡板都不是激光加工的,而是靠化学腐蚀法,这种植踢板除孔壁粗糙不规则外,其网孔没有喇叭型或出现双面喇叭型,这类钢片植锡板在植锡时就十分困难,成功率很低。
锡浆:用于置锡,建议使用瓶装的进口锡浆,多为0.5~1公斤一瓶。颗粒细腻均匀,稍干的为上乘,不建议购买那种注射器装的锡浆。在应急使用中,锡浆也可自制,可用熔点较低的普通焊锡丝用热风枪熔化成块,用细砂轮磨成粉末状后,然后用适量助焊剂搅拌均匀后使用。
刮浆工具:用于刮除锡浆。可选用GOOT六件一套的助焊工具中的扁口刀。一般的植锡套装工具都配有钢片刮刀或胶条。
二、BGA芯片的拆卸和焊接
1.指导
随着全球移动通信技术日新月异的发展,众多的手机厂商竞相推出了外形小巧功能强大的新型手机。在这些新型手机中,普遍采用了先进的BGAIC(Balld arrays球栅阵列封装),这种已经普及的技术可大大缩小手机的体积,增强功能,减小功耗,降低生产成本。但万事万物一样有利则有弊,BGA封装IC很容易因摔引起虚焊,给维修工作带来了很大的困难。
BGA封装的芯片均采用精密的光学贴片仪器进行安装,误差只有0.01mm,而在实际的维修工作中,大部分维修者并没有贴片机之类的设备,光凭热风机和感觉进行焊接安装,成功的机会微乎其微。
要正确地更换一块BGA芯片,除具备熟练使用热风枪、BGA置锡工具之外,还必须掌握一定的技巧和正确的拆焊方法。这些方法和技巧将在下面实习操作时进行介绍
2.操作
(1)BGA IC的定位
在拆卸BGAIC之前,一定要搞清BGA-IC的具体位置,以方便焊接安装。在一些手机的线路板上,事先印有BGA-IC的定位框,这种IC的焊接定位一般不成问题。下面,主要介绍线路板上没有定位框的情况下IC的定位的方法。
画线定位法。拆下IC之前用笔或针头在BGA-IC的周周画好线,记住方向,作好记号,为重焊作准备。这种方法的优点是准确方便,缺点是用笔画的线容易被清洗掉,用针头画线如果力度掌握不好,容易伤及线路板。
贴纸定位法。拆下BGA-IC之前,先沿着IC的四边用标签纸在线路板上贴好,纸的边缘与BGA-IC的边缘对齐,用镊子压实粘牢。这样,拆下IC后,线路板上就留有标签纸贴好的定位框。重装IC时,只要对着几张标签纸中的空位将IC放回即可,要注意选用质量较好粘性较强的标签纸来贴,这样在吹焊过程中不易脱落。如果觉得一层标签纸太薄找不到感觉的话,可用几层标签纸重叠成较厚的一张,用剪刀将边缘剪平,贴到线路板上,这样装回IC时手感就会好一点。
目测法。拆卸BGA-IC前,先将IC竖起来,这时就可以同时看见IC和线路板上的引脚,先横向比较一下焊接位置,再纵向比较一下焊接位置。记住IC的边缘在纵横方向上与线路板上的哪条线路重合或与哪个元件平行,然后根据目测的结果按照参照物来定位IC。
(2)BGA-IC拆卸
认清BGA芯片放置之后应在芯片上面放适量助焊剂,既可防止干吹,又可帮助芯片底下的焊点均匀熔化,不会伤害旁边的元器件。
去掉热风枪前面的套头用大头,将热量开关一般调至3-4档,风速开关调至2-3档,在芯片上方约2.5cm处作螺旋状吹,直到芯片底下的锡珠完全熔解,用镊子轻轻托起整个芯片。
需要说明两点:一是在拆卸BGAIC时,要注意观察是否会影响到周边的元件,如摩托罗拉L2000手机,在拆卸字库时,必须将SIM卡座连接器拆下,否则,很容易将其吹坏。二是摩托罗拉T2688、三星A188、爱立信T28的功放及很多软封装的字库,这些BGA-IC耐高温能力差,吹焊时温度不易过高(应控制在200度以下),否则,很容易将它们吹坏。
BGA芯片取下后,芯片的焊盘上和手机板上都有余锡,此时,在线路板上加上足量的助焊膏,用电烙铁将板上多余的焊锡去除,并且可适当上锡使线路板的每个焊脚都光滑圆润(不能用吸锡线将焊点吸平)。然后再用天那水将芯片和的机板上的助焊剂洗干净。吸锡的时候应特别小心,否则会刮掉焊盘上面的绿漆和焊盘脱落。
(3)植锡操作
做好准备工作。对于拆下的IC,建议不要将IC表面上的焊锡清除,只要不是过大,且不影响与植锡钢板配合即可,如果某处焊锡较大,可在BGAIC表面加上适量的助焊膏,用电烙铁将IC上的过大焊锡去除(注意最好不要使用吸锡线去吸,因为对于那些软封装的IC例如摩托罗拉的字库,如果用吸锡线去吸的话,会造成IC的焊脚缩进褐色的软皮里面,造成上锡困难),然后用天那水洗净。
BGA-IC的固定。将IC对准植锡板的孔后(注意,如果使用的是那种一边孔大一边孔小的植锡板,大孔一边应该与IC紧贴),用标签贴纸将IC与植锡板贴牢,IC对准后,把植锡板用手或镊子按牢不动,然后另一只手刮浆上锡。
上锡浆。如果锡浆太稀,吹焊时就容易沸腾导致成球困难,因此锡浆越干越好,只要不是干得发硬成块即可。如果太稀,可用餐巾纸压一压吸干一点。平时可挑一些锡浆放在锡浆瓶的内盖上,让它自然晾干一点。用平口刀挑适量锡浆到植锡板上,用力往下刮,边刮边压,使锡浆均匀地填充于植锡板的小孔中。
注意特别“关照”一下IC四角的小孔。上锡浆时的关键在于要压紧植锡板,如果不压紧使植锡板与IC之间存在空隙的话,空隙中的锡浆将会影响锡球的生成。
吹焊成球。将热风枪的风嘴去掉,将风量调至最小,将温度调至330--340度,也就是3-4档位。晃风嘴对着植锡板缓缓均匀加热,使锡浆慢慢熔化。当看见植锡板的个别小孔中已有锡球生成时,说明温度已经到位,这时应当抬高热风枪的风嘴,避免温度继续上升。过高的温度会使锡浆剧烈沸腾,造成植锡失败;严重的还会使IC过热损坏。
如果吹焊成球后,发现有些锡球大小不均匀,甚至有个别脚没植上锡,可先用裁纸刀沿着植锡板的表面将过大锡球的露出部分削平,再用刮刀将锡球过小和缺脚的小孔中上满锡浆,然后用热风枪再吹一次即可。如果锡球大小还不均匀的话,可重复上述操作直至理想状态。重植时,必须将置锡板清洗干净、擦干。
(4)BGA-IC的安装
先将BGA-IC有焊脚的那一面涂上适量助焊膏,用热风枪轻轻吹一吹,使助焊膏均匀分布于IC的表面,为焊接作准备。再将植好锡球的BGA-IC按拆卸前的定位位置放到线路板上,同时,用手或镊子将IC前后左右移动并轻轻加压,这时可以感觉到两边焊脚的接触情况。因为两边的焊脚都是圆的,所以来回移动时如果对准了,IC有一种“爬到了坡顶”的感觉,对准后,因为事先在IC的脚上涂了一点助焊膏,有一定粘性,IC木会移动。如果IC对偏了,要重新定位。
BGA-IC定好位后,就可以焊接了。和植锡球时一样,把热风枪的风嘴去掉,调节至合适的风量和温度,让风嘴的中央对准IC的中央位置,缓慢加热。当看到IC往下一沉且四周有助焊膏溢出时,说明锡球已和线路板上的焊点熔合在一起。这时可以轻轻晃动热风枪使加热均匀充分,由于表面张力的作用,BGA-IC与线路板的焊点之间会自动对准定位,注意在加热过程中切勿用力按住BGA-IC,否则会使焊锡外溢,极易造成脱脚和短路。焊接完成后用天那水将板洗干净即可。
在吹焊BGA-IC时,高温常常会影响旁边一些封了胶的IC,往往造成不开机等故障。用手机上拆下来的屏蔽盖盖住都不管用,因为屏蔽盖挡得住你的眼睛,却挡不住热风。此时,可在旁边的IC上面滴上几滴水,水受热蒸发是会吸去大量的热,只要水不干,旁边IC的温度就是保持在100度左右的安全温度,这样就不会出事了。当然,也可以用耐高温的胶带将周围元件或集成电路粘贴起来。
三、常见问题的处理方法
1.没有相应植锡板的BGA-IC的植锡方法
对于有些机型的BGA-IC,手头上如果没有这种类型的植锡板,可先试试手头上现有的植锡板中有没有和那块BGA-IC的焊脚间距一样,能够套得上的,即使植锡板上有一些脚空掉也没关系,只要能将BGAIC的每个脚都植上锡球即可,例如GD90的CPU和Flash可用998CPU和电源IC的植锡板来套用。
2.胶质固定的BGAIC的拆取方法
很多手机的BGA-IC采用了胶质固定方法,这种胶很难对付,要取下BGAIC相当困难,下面介绍几种常用的方法,供拆卸时参考。
(1)对摩托罗拉手机有底胶的BGA-IC,用目前市场上出售的许多品牌的胶水基本上都可以达到要求。经实验发现,用香蕉水(油漆稀释剂)浸泡效果较好,只需浸泡3至4小时就可以把BGA-IC取下。
(2)有些手机的的BGA-IC底胶是502胶(如诺基亚8810手机),在用热风枪吹焊时,就可以闻到502的气味,用丙酮浸泡较好。
(3)有些诺基亚手机的底胶进行了特殊注塑,目前无比较好的溶解方法,拆卸时要注意拆卸技巧,由于底胶和焊锡受热膨胀的程度是不一样的,往往是焊锡还没有溶化胶就先膨胀了。所以,吹焊时,热风枪调温不要太高,在吹焊的同时,用镊子稍用力下按,会发现BGA-IC四周有焊锡小珠溢出,说明压得有效,吹得差不多时就可以平移一下BGA-IC,若能平移动,说明,底部都已溶化,这时将BGA-IC揭起来就比较安全了。
需要说明的是:对于摩托罗拉V998手机,浸泡前一定要把字库取下,否则,字库会损坏。因为V998的字库是软封装的BGA,是不能用香蕉水、天那水或溶胶水泡的。因这些溶剂对软封的BGA字库中的胶有较强腐蚀性,会使胶膨胀导致字库报废。
3.线路板脱漆的处理方法
例如,在更换V998的CPU时,拆下CPU后很可能会发现线路板上的绿色阻焊层有脱漆现象,重装CPU后手机发生大电流故障,用手触摸CPU有发烫迹象。一定是CPU下面阻焊层被破坏的原因,重焊CPU发生了短路现象。
这种现象在拆焊V998的CPU时,是很常见的,主要原因是用溶济浸泡的时间不够,没有泡透。另外在拆下CPU时,要一边用热风吹,一边用镊子在CPU表面的各个部位充分轻按,这样对预防线路板脱漆和线路板焊点断脚有很好的预防作用。
如果发生了“脱漆”现象,可以到生产线路板的厂家找专用的阻焊剂(俗称“绿油”)涂抹在“脱漆”的地方,待其稍干后,用烙铁将线路板的焊点点开便可焊上新的CPU。另外,我们在市面上买的原装封装的CPU上的锡球都较大,容易造成短路,而我们用植锡板做的锡球都较小。可将原采的锡球去除,重新植锡后再装到线路板上,这样就不容易发生短路现象。
4.焊点断脚的处理方法
许多手机,由于摔跌或拆卸时不注意,很容易造成BGA-IC下的线路板的焊点断脚。此时,应首先将线路板放到显微镜下观察,确定哪些是空脚,哪些确实断了。如果只是看到一个底部光滑的“小窝”,旁边并没有线
路延伸,这就是空脚,可不做理会;如果断脚的旁边有线路延伸或底部有扯开的,毛刺,则说明该点不是空脚,可按以下方法进行补救。
(1)连线法
对于旁边有线路延伸的断点,可以用小刀将旁边的线路轻轻刮开一点,用上足锡的漆包线(漆包线不宜太细或太粗,如太细的话重装BGA-IC时漆包线容易移位)一端焊在断点旁的线路上,一端延伸到断点的位置;
对于往线路板夹层去的断点,可以在显微镜下用针头轻轻地到断点中掏挖,挖到断线的根部亮点后,仔细地焊一小段线连出。将所有断点连好线后,小心地把BGA IC焊接到位。
(2)飞线法
对于采用上述连线法有困难的断点,首先可以通过查阅资料和比较正常板的办法来确定该点是通往线路板上的何处,然后用一根极细的漆包线焊接到BGA-IC的对应锡球上。焊接的方法是将BGA-IC有锡球的一面朝上,用热风枪吹热后,将漆包线的一端插入锡球,接好线后,把线沿锡球的空隙引出,翻到IC的反面用耐热的贴纸固定好准备焊接。小心地焊好,IC冷却后,再将引出的线焊接到预先找好的位置。
(3)植球法
对于那种周围没有线路延伸的断点,我们在显微镜下用针头轻轻掏挖,看到亮点后,用针尖掏少许我们植锡时用的锡浆放在上面,用热风枪小风轻吹成球后,如果锡球用小刷子轻刷不会掉下,或对照资料进行测量证实焊点确已接好。注意板上的锡球要做得稍大一点,如果做得太小在焊上BGA-IC时,板上的锡球会被IC上的锡球吸引过去而前功尽弃。
5.电路板起泡的处理方法
有时在拆卸BGA-IC时,由于热风枪的温度控制不好,结果使BGA-IC下的线路板因过热起泡隆起。一般来说,过热起泡后大多不会造成断线,维修时只要巧妙地焊好上面的BGA-IC,手机就能正常工作。维修时可采用以下三个措施:
(1)压平线路板。将热风枪调到合适的风力和温度轻吹线路板,边吹边用镊子的背面轻压线板隆成的部分,使之尽可能平整一点。
(2)在IC上面植上较大的锡球。不管如何处理线路板,线路都不可能完全平整,我们需要在IC上植成较大的锡球便于适应在高低不平的线路板上焊接,我们可以取两块同样的植锡板并在一起用胶带粘牢,再用这块“加厚”的植锡板去植锡。植好锡后会发现取下IC比较困难,这时不要急于取下,可在植锡板表面涂上少许助焊膏,将植锡板架空,IC朝下,用热风枪轻轻一吹,焊锡熔化IC就会和植锡板轻松分离。
(3)为了防止焊上BGA-IC时线路板原起泡处又受高温隆起,我们可以在安装IC时,在线路板的反面垫上一块吸足水的海绵,这样就可避免线路板温度过高。
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