Keysight InfiniiMax 探头系列焊接指南

InfiniiMax 探头系列焊接指南

测试仪器的探头可以通过多种方式连接到被测器件 (DUT)。焊接是其中常用的一种方式，它可以尽量缩短导线和连接的长度，从而在提供可靠连接的同时，最大限度减少寄生探测效应。是德科技的许多高性能示波器探头都采用焊接连接。随着探头和器件尺寸不断缩小，要避免出现损坏和连通性问题，使用合适的工具以及精通焊接技能就变得越来越重要。本指南介绍了使用是德科技探头的实用技巧、推荐工具和方法，旨在帮助测试工程师充分发挥焊入式探头和连接的优势。

通常情况下，同一个烙铁头最好不要使用不同的焊料合金。另外，焊接完成后，在给烙铁断电之前最好在烙铁头上留下一点焊料，以防烙铁头腐蚀。使用湿海绵清洁烙铁头会加速腐蚀，最好使用铜丝球或硅胶垫将烙铁头擦拭干净（上面提到的烙铁中包含烙铁头）。使用大一点的烙铁头有时可能有助于缩短驻留时间，但缺点是有可能影响视线。凿形烙铁头的角通常很容易把热量传递到焊接点。

烙铁头

最好准备多个不同形状和大小的烙铁头，以适应不同的被测器件和探头。不同的操作人员也可能偏好选用不同形状的烙铁头。进行焊接时，最好选择较小的烙铁头（直径0.1 mm，总长度 > 5 mm）。如果是焊接较大的物体，则需要选择较大的烙铁头。以下烙铁头适用于探头焊接，并且兼容前面提到的烙铁 ：

• JBC 凿形烙铁头 C105113
• JBC 圆锥形烙铁头 C105101

助焊剂

助焊剂是一种化学品，用于在焊接过程中清理待焊接表面，不仅能让焊接点更加稳固，还能加快焊接速度。许多焊料都掺有助焊剂，助焊剂既可以掺杂在焊膏中，也可以涂抹在焊锡丝上。是德科技建议使用助焊剂笔（如 CircuitWorks CW8100），它可以很方便地将助焊剂涂到被测器件和探头导线上，而不会涂得到处都是。用于电子器件再加工的各类液体助焊剂都能胜任这一需求。即使焊料中已经掺入了助焊剂，您在焊接探头时仍可以添加助焊剂。助焊剂残留物可以用助焊剂清洁剂来清除，但是，只要注意不在探针元器件上或其周围留下过多助焊剂，通常就不需要加以清理，也不影响探测。

焊料

许多焊料合金都可用于电子产品的焊接。鉴于大多数客户和产品都已经开始采用无铅/符合 RoHS 标准的焊料，因此是德科技也只推荐这种类型的焊料。针对一般的焊接，可以使用 SAC（锡、银、铜或 Sn/Ag/Cu 合金）焊料。SAC305 是一种常见的无铅合金，很容易获得，熔点为 220 °C。对于比较细致或是有一定难度的焊接作业（例如小型探针的焊接），是德科技建议使用锡铋焊料。这种低温焊料的熔点为 138 °C，并且可以添加到现有的高温合金中。

由于其熔点非常低，焊接点可以非常快速、轻松地回流，因此探头和被测器件承受的热应力比较小。Chip Quik 公司销售锡铋焊膏，是 德 科 技 提 供 0.010 英寸直径的焊锡丝，部件编号为 MX0102-21303。焊料分为几种不同的形式，每种形式都各有优缺点：

• 最简单的焊料是焊锡丝。您可以从分销商处获得许多不同合金材质的电子器件焊锡丝。焊锡丝通常掺有助焊剂，但您也可以在焊接时再添加额外的助焊剂。是德科技建议使用直径尽量小的焊锡丝来焊接探头。乐泰公司 (Loctite) 使用 SAC387合金制造的 0.009 英寸直径焊锡丝是非常理想的选择。是德科技也供应这款焊锡丝，部件编号为 MX0102-21302。
• 焊料合金也能够以“预成型件”的形式购买。这些是预先切削（通常为定制）的焊料，可以放到焊接点上，然后使用烙铁或是在热风炉中进行回流焊。它们可以切削成各种形状，譬如圆盘形、圆环形、正方形等等。预成型件使用户可以非常精细地控制添加到焊接点上的焊料量。
• 焊膏使您可以方便地将定量焊料添加到焊接点上。但是，焊膏很容易涂得到处都是，清理起来非常麻烦。大多数焊膏也掺有助焊剂。是德科技不建议使用焊膏来焊接探头。涂抹焊膏的时候一定要非常小心，注意不要将焊膏抹到不需要焊接的点上，可以使用有尖头的牙签或是专用刀片来涂抹焊膏。往探头上涂抹焊膏时，建议不要使用焊膏管直接涂抹，因为这样很容易涂得太厚。要清除多余的焊膏，最好是使用超声波浴，但是，如果已经连接了探头的话，这种办法就行不通了。您也可以选择用纸巾或刷子擦除多余的焊膏。同样出于这个原因，是德科技不建议使用焊膏。尽管市面上可以找到能精确涂抹焊膏的设备，这些设备也有一定的实用性，但是在是德科技探头的用户中并不常见。

夹具和固定装置

在加热之前固定好元器件，可以降低焊接任务的难度。台钳可以很好地固定探头 PCB、被测器件 PCB 和焊锡丝，很多分销商处都有售。使用台钳时，应注意避免它在焊接过程中吸收热量。例如，夹住被测器件 PCB 的接地面，这样烙铁头就没那么容易将热传导到接地面上。您也可以用聚酰亚胺胶带缠住台钳的夹子，这样台钳与焊接件之间不容易导热。Keysight N2787A 探头定位器能够在焊接操作期间非常有效地固定探头。

在进行焊接前，可以用各种胶带将探头前端或探针固定到被测器件 PCB 上。双面发泡胶带的效果非常好，您可以买到各种厚度的发泡胶带以适应不同的表面。在焊接过程中，您可以用单面聚酰亚胺胶带缠住探头电缆，将电缆固定在适当的位置。在柔性电路探头和用户被测器件上，应当注意尽量避免在受控阻抗线上使用胶带。钳形镊子（反向镊子）非常适合用于在焊接过程中夹持小元器件。这类镊子通常需要用台钳固定，以解放用户的双手。选择尖头镊子可以降低其热质量，使镊子可以尽量靠近焊接点。

镊子和牙签

通用型镊子在夹持微小探头部件时非常有用。您可以使用它们调整探针导线，在焊接时固定导线，定位预成型件，以及夹持探针等等。不同的操作最好使用不同大小的镊子。是德科技建议使用尖头金属镊子（如部件编号 8710-2837）来完成大多数任务。切割镊子适用于精准切割细小的探针导线，尤其是对于高性能探头而言，缩短探针导线的长度对于改善性能（带宽、负载效应等）至关重要。切割镊子还可以非常平整地切断导线。是德科技提供切割镊子，部件编号为 8710-2838。牙签可用来推动探针导线以及涂抹助焊剂，您可以在事先用刀将牙签削尖。

显微镜

在对微小的电子器件进行操作时，一定要使用高质量显微镜。如果没有合适的显微镜和良好照明的话，很多探头/被测器件焊接任务根本无法执行。尽管简单的放大镜或放大罩确实也能起到一定的帮助作用，但是德科技发现，这类工具的放大倍率不够，使用起来也不方便。

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