GB∕T 43021-2023 電子組裝件焊接的返工、改裝和返修工藝要求(正式版)_第1頁
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文檔簡介

電子組裝件焊接的返工、改裝和返修工藝要求2023-09-07發(fā)布國家市場監(jiān)督管理總局國家標準化管理委員會GB/T43021—2023前言 I 2規(guī)范性引用文件 l3術(shù)語、定義和縮略語 4返工操作 25焊接前返工 46影響焊接后返工的因素 67焊接后返工和返修的準備 98焊接后的返工 9返工設備、工具和方法的選擇 10手工返工工具和方法 11機械化和可編程返工裝置和方法 12輔助工具和設備 13返工記錄 14操作人員和檢驗人員的培訓 15現(xiàn)場的返工 參考文獻 I本文件按照GB/T1.1—2020《標準化工作導則第1部分:標準化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。請注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機構(gòu)不承擔識別專利的責任。本文件由中華人民共和國工業(yè)和信息化部提出。本文件由全國印制電路標準化技術(shù)委員會(SAC/TC47)歸口。本文件起草單位:中國航天科技集團有限公司第九研究院二〇〇廠、中國電子技術(shù)標準化研究院、中國電子科技集團公司第十五研究所。1電子組裝件焊接的返工、改裝和返修工藝要求本文件規(guī)定了適用于電子組裝件焊接的返工、改裝和返修的內(nèi)容和工藝要求。本文件適用于將元器件與印制板和最終產(chǎn)品相關部件連接的電子組裝件焊接制造過程中的返工、改裝和返修,也適用于混合安裝技術(shù)產(chǎn)品組裝中的相關作業(yè)活動。本文件也包括與返工相關的設計內(nèi)容的指南。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中,注日期的引用文件,僅該日期對應的版本適用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。GB/T2036印制電路術(shù)語GB/T4725印制電路用覆銅箔環(huán)氧玻璃布層壓板GB/T19247.1—2003印制板組裝第1部分:通用規(guī)范采用表面安裝和相關組裝技術(shù)的電子和電氣焊接組裝的要求GB/T19247.2—2003印制板組裝第2部分:分規(guī)范表面安裝焊接的組裝要求GB/T19247.3—2003印制板組裝第3部分:分規(guī)范通孔安裝焊接組裝的要求GB/T19247.4—2003印制板組裝第4部分:分規(guī)范引出端焊接組裝的要求GB/T31474電子裝聯(lián)高質(zhì)量內(nèi)部互連用助焊劑GB/T31475電子裝聯(lián)高質(zhì)量內(nèi)部互連用焊錫膏GB/T31476電子裝聯(lián)高質(zhì)量內(nèi)部互連用焊料GB/T33772.1質(zhì)量評價體系第1部分:印制板組裝件上缺陷的統(tǒng)計和分析3.1術(shù)語和定義GB/T2036界定的以及下列術(shù)語和定義適用于本文件。返工rework通過使用原來工藝或變更等效工藝,使不合格產(chǎn)品符合適用圖紙要求或技術(shù)規(guī)范的操作。恢復有缺陷產(chǎn)品使之符合適用圖紙要求或技術(shù)規(guī)范的操作。2改裝modification為落實新的可接受準則,對產(chǎn)品功能進行的修改。異常記錄圖anomalychart組裝圖(或印制板組裝件實物)的復制圖。外加式元器件addedcomponent用焊接或其他連接方法,安裝到印制板上的電子元器件。印制板內(nèi)部的電子元器件。3.2縮略語下列縮略語適用于本文件。BGA球柵陣列(ballgridarray)MELF金屬電極端面連接元器件(metalelectrodeface-bondedcomponent)PTFE聚四氟乙烯(polytetrafluoroethylene)QFP塑料方形扁平封裝(plasticquadflatpackage)SOD小外形二極管(smalloutlinediode)SOIC小外形集成電路(smalloutlineintegratedcircuit)SOT小外形晶體管(smalloutlinetransistor)TSOP塑料薄型小外形封裝(plasticthinsmalloutlinepackage)如不特殊說明,本文件提供的返工操作適用于電子組裝件焊接的返工、改裝和返修。典型制程中表面安裝返工操作如圖1所示。3元器件準備之后焊膏涂覆之后膠黏劑涂覆之后元器件安裝之后元器件安裝之后膠黏劑固化之后焊接前再流焊之后浸焊之斤焊接后全部或部分元器件裝焊之后清洗之后日視檢驗之后日視檢驗之后在線檢測之后在線檢測之后功能檢測之后功能檢測之后最終清洗之后焊接前以下環(huán)節(jié)會涉及返工操作:a)元器件準備;c)膠黏劑涂覆;d)元器件安裝;e)膠黏劑固化。焊接后以下環(huán)節(jié)會涉及返工操作:b)元器件校正;4c)元器件拆除;d)焊點添加助焊劑和焊料;e)焊點多余焊料的清除;f)重新安裝元器件前,印制板上多余焊料和膠黏劑的清除;g)安裝并焊接替換的元器件;h)返工后清洗(需要時);i)返工件的目視檢驗、熱學檢驗、力學檢驗、尺寸檢驗及電性能測試。4.4可靠有效返工的條件可靠有效返工的條件如下:a)印制板布局設計能夠滿足對每種元器件類型使用返修工具的需要;b)互連用焊料類型的確認,以及適用過程(錫鉛、無鉛及其他)和替換材料的選擇;c)具備能夠有效實施作業(yè)且防靜電的工具或設備;d)操作人員和檢驗人員能夠?qū)Ψ倒さ娘L險做出正確判斷;e)返工過程應避免對產(chǎn)品產(chǎn)生可靠性風險,例如過度熱沖未、銅與焊料界面金屬間化合物的生長;f)操作人員的技能水平滿足返工要求;g)印制板、元器件和原材料的質(zhì)量保證狀況;h)符合人體工程學設計的返工/返修工作站;i)返工作業(yè)條件的控制;j)有效的培訓和驗證(認證);k)文件化的返工、返修程序;1)安全與環(huán)境方面的控制。由于所用元器件焊端和引線的多樣性及其對熱應力不同的耐力,所以沒有一種返工設備適用于所有過程。5焊接前返工5.1通則任何情況下,返工應保證不合格的成因得到改正,使電子組裝件符合適用要求或技術(shù)規(guī)范。5.2焊膏和非導電膠黏劑涂覆的返工5.2.1整體性涂覆偏移或沾污焊膏或膠黏劑涂覆時發(fā)生整體偏移或沾污時,應將印制板上的涂覆焊膏或膠黏劑全部徹底清除后再進行后續(xù)操作。清除下來的焊膏和膠黏劑不應再使用。清除焊膏或膠黏劑時,應根據(jù)印制板上的元器件情況,采取以下兩種方式處理:a)印制板未安裝元器件時,應盡快使用清洗機進行清洗,且僅可使用適宜的清洗液;b)印制板已安裝元器件時,可對焊膏或膠黏劑進行清理,應制定措施防止清洗液流入元器件內(nèi)部55.2.2局部性涂覆偏移或沾污如果焊膏或膠黏劑涂覆偏移或沾污部位僅限于一個或幾個點位,且所需的涂覆量和位置可用手工方式有效控制時,可僅將偏移或沾污部位的焊膏或膠黏劑去除,并用注射器或其他點涂手段進行單點填充。如果不滿足上述條件,則應按5.2.1方法執(zhí)行。5.2.3整體性焊膏或膠黏劑用量不當按5.2.1執(zhí)行。5.2.4局部性焊膏或膠黏劑用量不當按5.2.2執(zhí)行。5.3元器件安裝的返工5.3.1整體性元器件安裝偏移元器件安裝發(fā)生整體偏移時,應將外加式元器件全部移除,并徹底清洗印制板。清洗后的印制板如滿足清潔度要求,可繼續(xù)使用。移除時注意識別元器件的濕敏等級。所有從印制板上清除下來的焊膏和膠黏劑不應再使用。如為了節(jié)省返工成本等原因,對外加式元器件再次使用時,應對其進行機械損傷檢查(100%)和電氣測試(100%)。5.3.2局部性元器件安裝偏移安裝后應立即糾正嚴重的偏移。表面安裝元器件再流焊接過程中,通常會有焊料熔融時表面張力產(chǎn)生的校正作用。該作用對于小型元器件和球柵陣列更為有效。但因元器件焊端間可焊性和溫度的局部差異會產(chǎn)生相反作用,故不可僅依賴于該作用。對于一個或幾個元器件的偏移,可使用帶導電塑料端頭的鑷子輕柔地移動。為避免焊膏或膠黏劑的鋪散,水平校正動作前應有一個輕微的上提動作,但應避免元器件與焊膏或膠黏劑脫開。5.4熱塑性膠黏劑固化后的元器件校正熱塑性膠黏劑固化后如果發(fā)現(xiàn)元器件偏移,應在焊接前進行校正,將元器件拆除或者替換。如果元器件偏移量較小,僅需要微調(diào)(如移動小于2mm或小于旋轉(zhuǎn)10°)時,可加熱融化熱塑性膠黏劑,并用帶有導電塑料端頭的鑷子輕柔地移動元器件。避免元器件本體與膠黏劑之間脫開。操作前,應向膠黏劑制造商核對最大允許重融溫度,還應檢查材料重融后是否能提供足夠的連接強度,以防止元器件落入焊料槽。在這種情況下,考慮元器件的情況,選取的加熱方式應適合元器件的類型,例如電烙鐵不能用于多層陶瓷電容器。具體按6.3和表1執(zhí)行。5.5熱固性膠黏劑固化后的元器件校正當使用熱固性膠黏劑時,一般將糾正安排在焊接之后。膠黏劑如果工作熱循環(huán)外,還需要額外提供粘接強度,則需要再次添加膠黏劑。某些情況下,返工時改用熱塑性膠黏劑也是允許的。如果需要完全破壞連接,則應在印制板上提起元器件之前,用鑷子轉(zhuǎn)動加熱的元器件破壞粘合連接。替換的元器件應在完成浸焊、不再需要膠黏劑時安裝。元器件焊接后需校正時,應同時重熔焊點和軟化膠黏劑,以便實施適當?shù)男U齽幼鳌?6影響焊接后返工的因素6.1元器件標記和無標記元器件件的布局圖以及詳細的元器件清單提供給每個返工操作人員和/或檢驗人員。為最大限度減少混淆的風險,本體上無標記的任何剩余或散裝元器件,應仔細辨別其參數(shù)、類型和批號,并在靠近作業(yè)區(qū)的專用盒或干燥袋等保護環(huán)境中存放。如果印制板上的印制字符已完全缺失,則需要坐標網(wǎng)格系統(tǒng)來辨識各個元器件的位置。為確保正確替換,應對返工操作人員進行培訓。在拆除失效的二極管、電解電容器和集成電路封裝前注意極性,特別是返工原因為極性錯誤時。6.2被拆除元器件的重復使用原則上被拆除的元器件不應再次使用。因為除了已發(fā)生的質(zhì)量劣化,拆除后的元器件隨著時間的推移還存在潛在的質(zhì)量退化。對于元器件的拆除和再次安裝,大多數(shù)元器件制造商無法提供質(zhì)量保證。被拆除元器件重復使用存在風險,此類元器件的可靠性會降低。6.3敏感元器件的返工敏感元器件無論采用何種返工方法,都會存在風險,在返修過程中工具的選擇和操作人員的技能都至關重要。以下列舉了返工后不宜重復使用的部分元器件:——多層陶瓷片式電容器;——發(fā)光二極管(LED);——塑料有引線芯片載體(PLCC)或方形封裝形式的專用集成電路(ASIC);——波峰焊接的精密電阻器;——引線數(shù)超過16的小外形集成電路(SOIC)——波峰焊接的方形封裝;——熱塑性材料模制的小外形晶體管(SOT23)和小外形(SO)封裝;——BGA;——陶瓷球柵陣列(CBGA);——陶瓷柱柵陣列(CCGA);——光電耦合器;——晶體和晶體濾波器。原則上,上述元器件返工后不宜再使用,特別是有明確規(guī)定拆下后不應再重復使用元器件。對于這些元器件的返工,使用帶有時間、溫度和加熱速率控制的自動返工設備在可靠性上優(yōu)于手工方式。6.4印制板布局設計和空間限制印制板布局設計應兼顧產(chǎn)品性能、尺寸、電性能測試、裝配和返工等方面的需求。電子組裝件加工流程中,后道工序的返工操作對可靠性影響更大。如果元器件過于靠近,返工中相鄰或替換的元器件易受損傷,附近的焊料將二次熔化,存在半潤濕、機械連接強度降低、虛焊等風險。對于使用膠黏劑連接并波峰焊接的元器件,應保證其周圍盡量充足的間隙,以便在焊點熔化時,向一個方向旋轉(zhuǎn)90°(或兩個方向各45°)來切斷粘合。7連接盤連接無連接盤連接無膜焊阻連接無連接盤拆除多引線封裝集成電路時,由于需要使用熱風槍、加熱電極或激光等設備,需要有充足的間隙來保證返工作業(yè)頭可完全包圍器件,而且元器件間充足的間隙可減少相鄰焊點熔化的風險。6.5散熱器當印制板含有大面積接地層或散熱層時,返工部位元器件熱量損失較快,返工需要較長時間的額外加熱,有可能會導致元器件或印制板的損傷。由于存在散熱器,即使返工部位元器件的焊點溫度尚未達到融化溫度,但印制板的溫度可能會過高而導致熱損傷。因此,在印制板設計時,此種情況可通過一小段銅導體與接地層或散熱層連接實現(xiàn)熱與元器件連接的散熱器,可以是不對焊點產(chǎn)生干擾或施加應力的可拆卸型,也可以是不可拆卸型的,但其不應妨礙相應返工工具的使用。其本身也不應成為返工工具加熱時的主要熱沉。如果使用了不合適的焊接工具,將增加觸碰并損傷相鄰元器件對返工器件產(chǎn)生熱沖擊的可能性。如果可行,開始拆除元器件前應確保先拆下散熱器。有時為了保護元器件本體避免過高的返工溫度,可在本體和焊點間添加一個局部散熱器,如特殊成形的鱷魚夾即可實現(xiàn)此功能。6.6印制板基材類型為最大限度減小返工中對印制板的損傷,應對基材層壓板進行改裝、返修或返工程序的可行性鑒定。某些基材覆銅箔固有的剝離強度較低,返工中連接盤起翹的可能性會增加。為最大限度減少返工過程中導體連接盤起翹的風險,設計階段應選用符合GB/T4725要求的環(huán)氧玻璃布基材或其他類似的材料。按GB/T4725等標準提供的不同類型剛性印制板產(chǎn)品用各類層壓板的性能特征,評估印制板在組裝或返工溫度的多次溫度沖擊中保持特性的能力。6.7阻焊材料和開口尺寸應根據(jù)光成像阻焊膜的附著性能和相鄰連接盤間阻焊帶的長寬比來選擇返工工具。阻焊膜如果過度受熱會引起局部翹起。某些干膜型光成像阻焊膜過度加熱時,導體區(qū)域上阻焊膜層可能出現(xiàn)翹起和卷縮,因此需要用手術(shù)刀或其他類似器具為替換元器件的引線清理連接盤區(qū)域。較厚的膜更易于翹起。連接盤間無阻焊膜的安裝如圖2所示。開口(基材)圖2連接盤間無阻焊膜的安裝通常不宜在節(jié)距1.0mm及更小的連接盤間設置導線,會增加返工損傷幾率。當節(jié)距僅為1.0mm時,連接盤、導線和兩側(cè)間隙的布設將要求0.15mm的導線寬度和各0.15mm的兩側(cè)間隙,這種情況下8連接盤導線連接盤導線連接盤導線連接盤導線連接盤導線連接鹽連接盤寬度為0.55mm。見圖3的示例。導線有阻焊膜覆蓋時最小寬度應為0.15mm。兩個用于焊接的連接盤之間導線通常用阻焊膜保護,如果導線上阻焊膜寬度較小(低于0.1mm),加熱相鄰連接盤時,該處阻焊更容易受熱翹起。阻焊膜開口(基材)圖3細節(jié)距連接盤間導線阻焊膜覆蓋在連接盤上時,如覆蓋寬度小于0.125mm,則在元器件拆除過程中該處阻焊膜容易起翹。為最大限度降低起翹風險,應避免細節(jié)距連接盤間布設窄的阻焊帶,見圖4。濕膜型光成像阻焊膜較厚,通常不易發(fā)生起翹,但是不適用于需要導通孔測試的情況。細節(jié)距引線結(jié)構(gòu)封裝集成電路用有阻焊壩分隔的連接盤細節(jié)距引線結(jié)構(gòu)封裝集成電路用無阻焊壩分隔的連接盤BGA封裝集成電路用連接盤上有/無阻焊膜對比圖4多焊端元器件連接時可選的阻焊膜設計6.8細間距引線器件的返工通常情況下,對于正式產(chǎn)品,節(jié)距小于或等于0.5mm的細間距引線器件應使用熱電極或激光再流焊接設備或其他等效設備進行返工(添加助焊劑并重熔所有焊點),不宜使用手工返工。返工方式通常根據(jù)印制板元器件布局密度來確定。具體見11.3和11.4。96.9柵格陣列器件的返工柵格陣列器件可使用X射線等方法檢查出焊接部位的潤濕不良和橋連等缺陷。BGA可同時與印制板上其他元器件一起采用再流焊接,也可使用專用設備單獨焊接。拆除BGA器件時,通常需要采用熱風對流的方式同時對器件頂部和底部加熱,也可使用紅外或激光熱源。返工過程中,宜先對印制板進行預熱,以減少溫度沖擊。待所有焊點處于熔融狀態(tài)時拆除器件,拆除后要對焊盤進行清理,以便后續(xù)安裝其他元器件。應依據(jù)BGA器件焊盤上的節(jié)距,決定BGA器件重新植球或者替換新的BGA器件。元器件的拆除和替換應采用光學定位輔助方式,不宜無光學定位輔助的手工安裝。7焊接后返工和返修的準備7.1靜電防護裝配區(qū)域?qū)嵤┑姆乐乖骷徒M裝件靜電損傷的預防措施,也應用于所有返工和返修操作。7.2避免元器件暴露于污染物替換元器件應在使用時從其保護包裝中(例如袋裝或管裝)取出,而不應提前取出。濕敏等級元器件應通過檢查與元器件一同包裝的濕敏標簽來評估存放條件。使用托盤轉(zhuǎn)運元器件時,應確保托盤清潔、具有遮蓋功能,且托盤內(nèi)無其他元器件。制造場地的污染物對于可焊性和返工焊點質(zhì)量具有極大風險。多引線元器件需要格外注意保持引線共面性和間距。避免手指或其他物體觸碰引線,以防止引線單個元器件手工安裝到印制板上的主要工具是真空吸筆和鑷子。如果用鑷子處理片式陶瓷元器件,宜使用導電塑料端頭的鑷子,以最大限度減少損傷易碎陶瓷本體的風險。使用此類工具,為盡量減少污染風險,僅可觸碰元器件本體而非焊端。因為經(jīng)過不斷使用,其拾取表面將被包覆形成灰塵和油脂的薄層,與其接觸將降低芯片可焊性。真空吸筆應保持小吸盤潔凈并經(jīng)常更換。7.3敷形涂敷層的去除裝配完成、以及使用后需要返修的印制電路板組裝件,可能會有敷形涂敷層。返工開始前,需要先去除返工元器件周圍的敷形涂敷層,去除時應注意避免損傷或污染返修部位周圍的元器件和印制板。去除前,首先要根據(jù)敷形涂敷材料確定去除方法,一旦確定方法后,如熱切割裝置等加熱工具,需要小心處理,并可配合使用噴氣研磨和/或化學制劑輔助去除。去除過程中,應對周圍元器件或印制板采取必要的保護措施,防止受到尖銳的器具損傷。使用化學試劑去除時,化學試劑停留在返工部位的時間不應超過15min。敷形涂敷材料及其殘留物徹底去除干凈后,才能進行后續(xù)元器件解焊操作。電烙鐵不應用于涂敷層去除,易引起涂敷層碳化或印制板分層。對于有引線的元器件,宜先將引線剪斷后再進行解焊操作。敷形涂層用的某些塑性材料(例如聚氨酯清漆),在加熱到電烙鐵工作溫度時可釋放出有毒煙霧,應采取防護措施。僅敷形涂層制造商推薦的化學制劑可用于涂敷層去除,并考慮其與印制板和外加式元器件本體材料的相容性。7.4不合適的元器件不應使用參數(shù)值相同但具有不同封裝引腳尺寸的元器件替換原有失效元器件。這樣的元器件能勉強安裝在原有連接盤上,但焊點將不能滿足規(guī)定的尺寸要求或無法保證長期可靠連接。有圓形或帶狀引線、設計用于通孔安裝的元器件不應焊接在用于表面安裝焊端的連接盤上。如果無法避免,焊接前元器件本體應與印制板粘接牢靠。如粘接后準備采用群焊方式,應檢查元器件與相應焊接溫度曲線的適7.5返工前清洗返工前通??蓪Ψ敌薏课贿M行局部清理,如采用蘸液體或溶劑(例如異丙醇)的刷子進行局部刷洗。如果需要采用整體浸洗方法清洗時,應確認所有元器件、印制板及其他輔助材料等(例如阻焊膜、免清洗助焊劑殘余物)對浸洗的適宜性和與清洗液的相容性。7.6相鄰敏感元器件的保護返工部位周圍如果有溫度敏感元器件或材料,應采取隔離或遮蔽措施,防止采用熱風等方法時出現(xiàn)加熱過度引起損傷。對于關鍵重要部位,為了防止造成熱損傷,可增加傳感器檢測加熱速率和最高溫度,或者返工后重新更換周圍的敏感元器件。7.7元器件替換前組裝件預烘使用后返回或生產(chǎn)現(xiàn)場中未采取適當防護措施儲存一個月以上的多層印制電路板組裝件,返工前應進行烘烤去除吸收的濕氣,以降低返修過程中印制板出現(xiàn)分層和塑料元器件封裝開裂的風險。應根據(jù)元器件類型;印制板材料、尺寸;層數(shù)、接地,或電源層設計,在產(chǎn)品最高存儲溫度下烘烤適當?shù)臅r間,通常為80℃下48h或70℃下60h。烘烤時注意組裝件的支撐方式,不正確的支撐將影響其平7.8大尺寸多層板的預熱大尺寸多層印制電路板組裝件返修時,一般應進行預烘,能夠縮短返工時間,同時也能夠有效避免元器件受到熱沖擊和印制板分層。7.9敏感元器件返工的預熱敏感元器件在返工時,如采取有較強熱沖擊的方法時(例如電烙鐵加熱),應進行預熱處理。預熱通常在返修工作站旁的小型烘箱中進行,并按元器件最高存儲溫度或操作臺面最高安全工作溫度進行設定。8焊接后的返工8.1表面安裝元器件返工和返修操作環(huán)節(jié)除了第7章所規(guī)定的必要的準備工作外,表面安裝元器件返工和返修操作主要涉及以下九個環(huán)節(jié):a)元器件校正(扭轉(zhuǎn))(見8.2);b)元器件拆除(必要時包括相鄰元器件)(見8.3和8.4);c)焊料和助焊劑的添加(見8.6和8.7);d)焊點過量焊料的清除;e)元器件替換前焊盤的準備(見8.9);f)元器件替換(見8.10);g)清洗(需要時)(見8.11);h)目視檢驗和電氣測試(見8.12和8.13);i)敷形涂敷層的替換(需要時)(見8.14)。8.2元器件校正(扭轉(zhuǎn))即便不準備拆除元器件,元器件的校正(扭轉(zhuǎn))仍應添加助焊劑,以保證受熱均勻,確保焊點光滑無拉尖等缺陷。8.3元器件的拆除出現(xiàn)以下情況時需要將元器件拆除:——元器件失效(電氣性能、機械性能);——元器件位置或方向裝錯;——元器件下方有無法清除的焊錫珠多余物。除上述情況外,還有需要二次使用的貴重元器件,因設計更改更換元器件時也需進行拆除。8.4相鄰元器件的拆除印制板上元器件安裝密度較高或布局設計未考慮返工需求時,任何妨礙待返工焊點的相鄰元器件或零部件均應進行拆除。相鄰元器件在通孔插裝元器件時,拆除后檢測合格可重新進行安裝,如果是插座上的可編程電路,可先將其從插座上取下,待返工完成后再重新插入。拆除后出現(xiàn)失效或性能下降的元器件均應進行替換。插座拆除后允許再次使用。8.5拆除元器件的再次使用一般情況下,拆除后的元器件不應再次使用。除了已發(fā)生的質(zhì)量劣化,隨著時間的推移,還可能產(chǎn)生潛在的質(zhì)量退化。表面安裝元器件從印制板上拆除后,僅在極特殊的情況下可再次使用。如再次使用,應進行100%目視檢查和100%重新測試。通常,元器件從印制板拆除并再次使用時,制造商的質(zhì)保將失效。例如,多層陶瓷片式電容器在拆除和替換的加熱過程中,承受過度的熱沖擊將導致內(nèi)部微裂。這種缺陷在產(chǎn)品交付時不一定能顯現(xiàn),但在工作幾個月后可能會造成故障。片式陶瓷電容器、固定片式電阻器和微調(diào)電容器在初始焊接過程中,可能存在焊端金屬銀的浸析,重焊將產(chǎn)生進一步浸析,導致陶瓷界面金屬銀的缺失和對陶瓷的半潤濕。當集成電路拆換的可能性高時,如存儲擴展和可編程的元器8.6助焊劑和焊料的添加以下情況需要添加焊料(補焊)和助焊劑:——焊料量不足(設計或工藝失誤);——虛焊焊點,包括立碑效應;——焊料流失,例如由于阻焊起翹或不適當?shù)挠≈瓢宀季帧P略骷惭b時,應使用新的助焊劑和焊料。在所有返工操作中,宜使用符合GB/T31474的優(yōu)質(zhì)型或相似中等活性的助焊劑。當無后續(xù)清洗時,應使用中等活性“低殘余物”或“免清洗”的助焊劑,最大限度減少助焊劑殘余物的腐蝕風險。如果在元器件拆除前添加了助焊劑,可使用焊盤上原有的焊料焊接新更換的元器件。但是,宜將焊盤上原有的焊料清除后再重新焊接,以減少焊點中的金屬化合物或其他雜質(zhì)。助焊劑可使用棉球、軟毛刷或注射器均勻地涂敷。除了清除焊接表面的氧化物,助焊劑可使焊料快速且均勻地融化,以減少返工時間和過熱風險。如進行預熱,助焊劑應在返工操作前幾秒鐘時添加。如果返工在接觸連接區(qū)域(例如板邊接觸片或按鍵用連接盤)附近實施,應避免助焊劑對接觸連接區(qū)域造成污染。宜使用適當?shù)恼谏w物,接觸連接區(qū)域可用浸有異丙醇的擦拭物或等效物品清除助焊劑或膠帶的殘余物。返工用焊膏應符合GB/T31475,焊絲應符合GB/T31476。不宜對焊點進行修飾性的增補焊。增補焊適用于因組裝過程、設計不良或兩者共同造成的焊料不足的焊點。通??刹捎蒙倭亢父嗤扛埠蜔犸L噴筆加熱的方式,也可采用先涂覆助焊劑促進傳熱、然后使用純焊絲配合小型電烙鐵的方式。當使用有芯焊絲時,依據(jù)焊點的尺寸和形狀,確定是否預涂助焊劑。多層片式瓷介電容器焊接過程中應最大限度減少熱沖擊造成的內(nèi)部損傷的風險,采取下列預防措施。a)緩慢預熱至100℃b)如使用電烙鐵,額定功率不大于30W,烙鐵頭直徑不超過2mm,溫度設定最高為280℃。這些參數(shù)對于使用熱塑性封裝材料的器件的返工至關重要。熱量應通過焊端區(qū)域而非元器件本體加于焊點。c)最長焊接時間為5s,按電烙鐵從開始接觸到完全撤離進行測算。多層片式瓷介電容增補焊時,宜使用含2%銀的焊料,降低返工過程中焊點出現(xiàn)浸析風險。焊接溫度和時間應依據(jù)焊料和元器件要求確定。必要時,在熟練操作的基礎上,可在貼放新元器件前,用帶壓小注射器將焊膏涂覆在單個連接盤上。氣動點涂機的資料見12.3。對于此用法,由于鋼管易堵塞,錐形聚丙烯針頭優(yōu)于直筒狀不銹鋼針管。對于引線間距等于或小于1.27mm的多引線器件,由于無法精準在單個連接盤上手工涂覆焊膏,可沿引線連續(xù)鋪設焊膏呈細條狀,當熱量加載到引線時,表面張力牽拉一定量的焊料到每個引線和連接盤上,焊接后應檢查是否出現(xiàn)橋連。也可采用一只手持小型電烙鐵,另一只手持鑷子,先焊接相隔最遠的兩引線間距等于或小于0.65mm的多引線器件更換時,應先清理焊盤上的殘余焊料,宜使用單頭的熱電極或熱風裝置。熱電極或熱風裝置的資料見11.4和11.2。定量添加焊料的方法是使用特定規(guī)格的工裝,即在聚酰亞胺自粘帶上有與一排待焊引線等長的焊料條。涂覆薄薄一層助焊劑并貼放元器件前,膠帶和焊盤應對正。膠帶上的開槽有助于元器件引線的定位,焊接后小心剝?nèi)ツz帶。加熱可采用熱風或熱電極裝置。貼放后元器件在焊盤上托起,加熱時焊料可見,因而熱風裝置有時更加適宜。當焊料熔化時,元器件下降,焊端降至焊料中并保持到流動完成,隨后進行固化。本過程也可使用聚焦式紅外裝置。8.8焊點過量焊料的清除焊點焊料過量時,可采用電烙鐵或與吸錫繩、吸錫器配合對過量焊料進行清除。具體方法見第8章、第9章和第10章的相關部分。8.9元器件再安裝前焊盤的處理元器件拆除后,部分印制板連接盤可能帶有足夠的焊料,可不再額外添加焊料。焊料較多時,應進行焊料清理,以減少金屬間化合物和/或其他污染物對焊點的影響。重新焊接元器件前,應保證焊接部位的焊盤平整。通常膠黏劑不需要進行去除,除非需要依靠膠黏劑提供組裝后的機械支撐。膠黏劑殘余物可使用適當?shù)娜軇┗蚣訜岬牡镀M行清除。8.10元器件重新安裝出現(xiàn)以下情況需要重新安裝元器件:——安裝中元器件漏裝;——焊接或清洗中元器件掉落;——返工中元器件拆除;——初始組裝時元器件缺貨;——后續(xù)設計更改。元器件重新安裝的具體方法見第10章、第11章和第12章。8.11清洗(需要時)對于可能面臨多次返工的大面積、高密度印制板電路板組裝件,每次應僅對返工部位清洗,避免助焊劑污染物擴散到鄰近區(qū)域。如果使用超聲波清洗,應有證據(jù)表明超聲波作用不會損傷產(chǎn)品或元器件的機械和電氣性能,最終產(chǎn)品清洗不應使用超聲波清洗。僅在印制板組裝件不清洗時,才可在返工操作8.12目視檢查和電氣測試返工后的目視檢查按GB/T19247.1—2003、GB/T19247.2—2003、GB/T19247.3—2003或GB/T19247.4—2003執(zhí)行。返工中應避免助焊劑殘余物污染電測試點,特別是使用“免清洗”方式時。8.13焊點完整性檢查可采用激光或其他光束連續(xù)照射每個焊點來檢查焊點完整性,例如使用紅外傳感器,記錄焊點升溫速率,速率高于正常值時表明存在不良焊點。8.14局部敷形涂敷層的重新涂敷(需要時)局部重涂前應確定涂敷層類型,選擇涂敷層去除和重新涂敷的方法。涂敷層硬度、透明度、可溶性、剝離性、熱去除性以及厚度等特性,對于確定如何去除涂敷層且不損傷組件上不拆除的元器件是很重要的。重新涂敷應采用相同材料和配方。應確保返工區(qū)域具備與原涂敷層涂敷時所需相同的清潔度等級。重新涂敷方法包括手工刷涂和自動噴涂。此類返工不使用“免清洗”助焊劑。宜采用中等活性松香型助焊劑(ROM0)型或低殘留的助焊劑。固化溫度不應超過有最高存儲溫度要求的元器件中的最低9返工設備、工具和方法的選擇9.1通則返工設備應滿足以下要求。a)設備對操作人員無固有的健康或安全危害。b)設備不造成:1)返工元器件的損傷;2)相鄰元器件的損傷;3)印制板的損傷。c)設備為內(nèi)置加熱,以減少熱沖擊。d)設備操作簡單,技能要求盡量低。e)設備由進行元器件拆除和替換、焊料添加和清除的單一裝置構(gòu)成。f)設備滿足返工操作在最短時間內(nèi)完成。g)工具尺寸適應組裝件的元器件密度。h)設備具有再流和/或膠黏劑連接斷開后,拆除元器件的真空吸取裝置。9.2返工設備與元器件和印制板的選配通孔插裝元器件返工時,電烙鐵和真空解焊工具適用于大多數(shù)常用元器件類型。表面安裝元器件返工時,無法用單一設備對所有表面安裝元器件類型實施高效地返工操作,且返工后可靠性會有一定程度下降。操作者返工時,應按以下幾點選擇合適的返工工具和方法:a)保全印制板組裝件主體;b)保全貴重或無替換件的元器件;c)保全印制板和元器件,以供再次使用或分析。返工過程中,可能需要許多不同的工具,以及針對每次返工、返修或改裝所需的不同工具頭。返工方法、工具和設備的選擇依據(jù)多個因素。對這些因素的考量見9.2.2~9.2.4。圖5給出了SOIC拆除程序的示例。53圖5SOIC返修程序示例9.2.2基于印制板上元器件類型的選擇每種類型的元器件都有最適合其拆除的一種或多種返工方法。例如,對于QFP等多引線器件,最適合采用熱風槍、紅外或加熱電極裝置進行處理,單次操作即可拆除元器件。GB/T43021—2023熱風噴筆和鑷形加熱器更適于拆除簡單的片式電阻器。往往依據(jù)多種因素并非最優(yōu)技術(shù)選項做出選擇,例如工具的可獲得性或設計不良帶來的空間限制。9.2.3基于印制板基材類型的選擇印制板基材類型會從以下兩個方面影響返工方法的選擇:a)對于PTFE等低銅箔剝離強度的層壓板,工具選擇和印制板布局應保證元器件焊點充分可見,提起元器件前可觀察到所有焊點已熔化;b)對于高熱容量的印制板,如金屬芯型或有大面積接地層的,應避免使用熱量輸入率高的工具,可采用熱板提供背景加熱的方式進行。9.2.4基于組裝件結(jié)構(gòu)和焊接過程的選擇對于波峰焊接的組裝件上帶有與印制板粘接的器件,返工工具應能提供充足熱量,在施加側(cè)向扭矩扭轉(zhuǎn)元器件并切斷粘接前,熔化焊點且軟化膠黏劑。采用再流焊接無粘接元器件的組裝件無此要求,添加助焊劑并熔化焊料即可。助焊劑可改善熱耦合并減少氧化物。兩面都有表面安裝元器件的印制板,整個返工過程需要加以控制,以防止正對著再流元器件的背面元器件以及相鄰的元器件損傷或缺失。即使是再流焊接的組裝件,在某些情況下,宜在一面設計使用膠黏劑。雖然不能避免焊點重熔和隨之而來的金屬間化合物的生長,但至少能夠防止元器件掉落。表1中的數(shù)據(jù)給出了特定元器件類型宜使用的工具。圖6是使用熱風或紅外傳導加熱拆除BGA的示例。表1不同元器件類型宜使用的工具工具類型元器件類型BGASOICPLCCQFPCLLCC片式MELF有引線無源小型電烙鐵(25W或30W,直徑不大于2mm)(見10.2)——ABA·B*A·B*—AAAAAB直熱式電烙鐵(見10.3)ABA*B*A*B*AB熱風噴筆(見10.4)ABABABABABAB鑷形加熱器(見10.5)—————AAAAAAAAAAAA熱風返工裝置(見11.2)ABABABC*D*ABC*D*ABC*D*ABC*D*ABCD*ABABC*D*ABC*D*聚焦式紅外設備(見11.3) ABABABABABABABABAB熱電極設備(見11.4)——ABABABAAAAAA解焊用激光設備(見11.5)AB— —— 注:A代表元器件拆除,B代表元器件替換,C代表焊料添加,D代表焊料清除,*代表不易操作,經(jīng)濟性低。熱風返工系統(tǒng),通過與特定封裝外形相配的噴嘴或定制的抓壓夾具直接加熱。紅外傳導系統(tǒng),口標器件上方聚焦式燈絲發(fā)出的是中等波長能量(熱量)。b)紅外返工過程圖6熱風和紅外返工過程的對比10手工返工工具和方法10.1表面安裝元器件返工工具本章僅涉及主要的手工返工方法。對于第4章~第8章規(guī)定的每項返工操作,表1給出了所有常用表面安裝元器件類型宜使用的返工工具。10.2小型常規(guī)(儲能式)電烙鐵具有小的烙鐵頭(最大頭部直徑2mm)和低存儲熱量,可減少熱沖擊風險,以確保表面安裝印制板和元器件細小幾何尺寸下的安全返工。見圖7。圖7小型常規(guī)電烙鐵應使用25W或30W溫控電烙鐵,空載溫度設定為260℃±20℃。由于此種烙鐵使用中熱補償效率不夠,溫度波動較大,應定期檢查烙鐵頭溫度。電烙鐵、熱風槍等的工作溫度應按焊接材料和目標元器件確定。小型塑封元器件的本體通常由融化溫度270℃~280℃的熱塑材料制成,返工時應適當降低烙鐵頭溫度。無引線陶瓷片式電容器和電阻器可用電烙鐵頭部加熱片體中心區(qū)域的方式拆除(僅用于拆除并廢棄時),兩端焊點熔融后,用細金屬鑷子提起。使用膠黏劑粘接的元器件,需要旋轉(zhuǎn)與提升的組合動作。本過程對所有片式元器件都是破壞性的,拆除的元器件不應再次使用。帶狀或圓形引線的封裝器件,通過依次熔融每個焊點,引線折起并抬離印制板,直至全部引線與焊盤分離。使用真空吸筆或大開口鑷子提起元器件。本方法也是破壞性的,操作時間長。對PLCC封裝不適用。操作過程可能需要使用小型真空式電烙鐵及銅編帶,在主要操作前從單個焊點清除多余的焊料。焊料的添加宜使用帶芯或無芯焊絲。10.3直熱式電烙鐵直熱式電烙鐵在烙鐵頭中設計集成了小型加熱器。其頭部加熱是自調(diào)節(jié)的,僅在需要保持設定的烙鐵頭溫度時消耗電能。與儲能式電烙鐵相似,它們依舊可能造成過快加熱,在替換或補焊溫度敏感元器件(如陶瓷片式電容器)時應小心使用。可在比常規(guī)電烙鐵低的烙鐵頭溫度下進行焊接操作,降低返工對操作人員的技能水平要求,并減少對印制板和元器件熱損傷的風險。直熱式電烙鐵加熱和冷卻迅速,使烙鐵頭的更換更加快捷。由于自調(diào)節(jié)特性,一種烙鐵頭可在較寬的元器件和印制板熱容量范圍內(nèi)使用。但是,為獲得表面安裝元器件返工的最佳效果,已有一系列專門設計的烙鐵頭可用于多至84針的封裝。較大的烙鐵頭比較小的效果差。它們不利于焊點的目視觀察,在器件拆除過程中,存在操作人員提拉過早,將導體或連接盤拽離印制板的風險。10.4熱風噴筆熱風噴筆是能噴射出加熱氣體(通常是空氣)可控氣流的小型手持式裝置。噴流可細小到直接對準單個焊點并提供足夠熱量使其逐個熔融,可用于所有類型的返工。有引線元器件的拆除,每根引線的焊點應熔融并使用鑷子折起抬離其連接盤,以防止再次形成焊點。按此方法處理所有引線后,用適宜的鑷子或真空吸筆提起元器件。多引線元器件的拆除,雖然使用小型電烙鐵的方法效率低,但在沒有更適合的方法時也可采用。熱風噴筆不適用于拆除大型片式陶瓷電容器和陶瓷有引線芯片(CLCC)。當用于如陶瓷片式和小型有引線器件封裝等較小型器件時,噴流依次加到元器件各側(cè)邊引線上,可能同時熔化所有焊點。熱氣觸及印制板后,會向外側(cè)鋪展,應避免相鄰元器件的過度加熱,避免小型片式元器件被噴流從印制板吹脫。添加焊料時,宜使用焊膏或預成形焊料,不宜使用焊絲。需要在每個焊點使用優(yōu)質(zhì)、干凈、帶助焊劑的銅編帶清除焊料。使用潤濕不足的烙鐵頭可清除小型有引線元器件焊點過量焊料,但不適用于片式元器件。元器件重新安裝時,首先用帶壓注射器在元器件連接盤上涂覆焊膏,然后手工貼放單個元器件并依次再流每個焊點,或采用擺動噴流的方式同時再流小型元器件的所有焊點。雖然采用本方法重新安裝多引線元器件時效率低,但在沒有其他更適合的方法時,可采用。鑷形加熱器可有與直熱式電烙鐵相似的工作原理,也可使用儲能方式。鑷形加熱器有特殊形狀阻性金屬端頭,加載脈沖或連續(xù)的電流使其頭部產(chǎn)生熱量,但該電流不會通過返工器件。鑷形端頭夾緊雙焊端元器件的兩個末端,熱量傳遞至焊點,使焊點同時熔融,在焊料冷卻、焊點重新形成前提起元器件。其主要優(yōu)勢是可進行單手操作,所以這種工具特別適合需要在焊點熔化后扭轉(zhuǎn)約90°來切斷膠黏劑粘接元器件的返工操作。印制板布局設計應提供本方法所需空間。使用鑷形加熱器的缺點在于難于準確觀察焊料的熔化,如果缺乏使用經(jīng)驗的人員操作,存在動作過快、扭轉(zhuǎn)配合提升的動作過程中將銅連接盤拽離印制板的風險。鑷形加熱器適合拆除少于6引線的小型多引線元器件。在焊點涂覆助焊劑后,操作與雙焊端元器件相同。鑷形加熱器不適用補焊、焊料添加和焊料清除。由于熱沖擊的風險,通常也不宜用于溫度敏感片式電容器的返工。10.6配有專用烙鐵頭的電烙鐵配有專用可更換烙鐵頭的常規(guī)儲能式電烙鐵,適用于特定范圍的常規(guī)表面安裝器件封裝,如常規(guī)陶瓷片式元器件(電阻器、電容器)、MELF、SOD/SOT封裝及某些小型SOIC和TSOP??蓪⑵涔潭ㄔ谛⌒豌@架上,以保證X、Y方向定位,確保下壓力的有效控制,保持工具表面與印制板的共面性。宜使用的烙鐵頭溫度范圍260℃±20℃。電烙鐵、熱風槍的工作溫度應按焊接材料和目標元器件確定。烙鐵頭可在焊料熔化時,向粘接元器件提供扭矩,但難于觀察烙鐵頭腔體深度和鄰近元器件靠近。由于焊料熔化無法有效觀察,當在具有低銅箔剝離強度的PTFE等材料上操作時,應避免連接盤起翹或脫離。高品質(zhì)的工具頭應配有真空夾盤,當達到再流溫度時,輔助提起封裝元器件。此類工具不適用焊料添加和清除,應提前選用其他方法添加和清除焊料。本類工具不宜用于元器件重新安裝,但無其他方法時也可應急使用,且在使用時可能需要補焊。由于不利于焊點的目視觀察,在器件拆除過程中,存在操作人員提拉過早,將導體或連接盤拽離印制板的風險。11機械化和可編程返工裝置和方法11.1表面安裝元器件機械化和/或可編程返工裝置及工具對于第8章規(guī)定的各種返工操作,表1給出了按所有常用表面安裝元器件類型宜使用的機械化GB/T43021—2023和/或可編程返工裝置及工具。11.2熱風返工裝置熱風返工裝置是一種臺式設備,能通過噴嘴或?qū)Я靼鍖⒁皇訜岬目諝?氣體施加到元器件引線上。主要用于多引線封裝,可用于初始焊接、元器件的拆除和重新安裝。返工操作避免使用熱風涂層剝離器、熱縮槍和手持式電吹風等。噴嘴在噴頭內(nèi)通常由按特定形狀排列的小噴管組成。對于PLCC器件,噴嘴在靠近末端處內(nèi)彎,將氣流導向元器件焊點。對于QFP器件,則垂直向下。導流板型設備引導加熱氣體通過與特定元器件一排引線對齊的狹長孔。兩種情況都應按特定封裝類型和尺寸對噴頭進行調(diào)整。當印制板的布局設計在較小封裝的周圍提供了足夠的空間時,用于大型器件的噴嘴陣列也可用于較小的器件。噴頭是可更換的。多數(shù)設備配有集成式熱板或裝在印制板下方的輔助噴嘴,以提供預熱。當返工、改裝或返修量較大時,宜使用帶溫升曲線的輔助熱板或加熱管道,以便提前開始預熱,在印制板移至返工工作站時避免熱沖擊。對熱風溫度和流速加以控制,以確定再流時間。在噴氣流中配置熱電偶,控制加熱絲的電功率。過高溫度/流速組合將導致相鄰元器件焊點的再流。多數(shù)設備帶有規(guī)定時間后切斷熱風氣流的定時器,以防元器件和印制板的過熱。過程可通過雙目顯微鏡、也可通過攝像機和監(jiān)視屏進行觀察。對于細節(jié)距器件和BGA,視覺系統(tǒng)使用棱鏡法保證元器件焊端與連接盤精確的相互定位。多數(shù)系統(tǒng)帶有集成式真空夾盤用于從印制板提起元器件,有些設備在夾盤處裝有傳感器或彈簧,可在所有焊點的焊料熔化后自動提起。個別設備帶有可用于單個焊點的輔助小型單嘴噴筆。此類設備是進行多引線器件拆除和重新安裝的最常用系統(tǒng)之一。所有焊點均應施加液態(tài)助焊劑,使用適合的噴嘴,在全部焊點同時熔融后,使用真空夾盤提起元器件本體。除配有單嘴噴筆的情況外,設備不用于在沒有再流所有焊點的情況下焊料的添加或過量焊料的清除。元器件重新安裝通常需要焊膏、帶助焊劑的預成形焊料或預涂焊料的聚酰亞胺膠帶的預先布放(見圖8)。如設備上配有噴筆,焊料添加時,噴筆配合焊膏優(yōu)于電烙鐵配合焊絲。熱風噴筆的使用按10.4。圖8熱風焊接系統(tǒng)11.3聚焦式紅外(IR)設備聚焦式紅外設備帶有聚焦的短波紅外光束,通過校準或遮擋限制其面積,以適應再流的元器件焊GB/T43021—2023點。多數(shù)情況下,本方法可用于初始焊接操作,也可用于元器件的拆除和重新安裝。鑒于其熱傳遞方式,本過程對于熱容量和色彩較為敏感,因此特定元器件,例如黑色塑料模封集成電路,應采用適宜的屏蔽或在設置和編程實時控制,否則會過熱。拆除后廢棄的元器件,可不考慮過熱的影響。為減少過程時間,設備配有可編程的預熱臺,或印制板在設備之外預熱后迅速轉(zhuǎn)移過來。工件置于X、Y方向可移動的平臺上,對加熱周期進行編程,以便按元器件焊端的不同尺寸和熱容量提供不同的時間/溫度曲線。更為復雜的型號具有便于細節(jié)距集成電路封裝引線與印制板連接盤圖形對準的分束光學系統(tǒng),以及可按每個封裝類型和尺寸調(diào)整的快速變換快門。使紅外光束僅指向元器件引線,而非元器件本體。此外,可配置集成式真空拾取頭,當破壞熔融焊料表面張力而使用相對較大的力反復嘗試提起元器件時,減少拽起印制板導體的可能。元器件拆除前,所有焊點應添加液態(tài)助焊劑。盡管特定封裝類型每次返工的快門和溫度程序很相似,但仍需根據(jù)不同的印制板厚度和層數(shù),對每個新電路進行若干次試運行以確定正確的時間/溫度曲線。除配有小型電烙鐵或單嘴噴筆的情況外,設備不用于在沒有再流所有焊點的情況下焊料的添加或過量焊料的清除。元器件重新安裝通常需要焊膏、帶助焊劑的預成形焊料或預涂焊料的聚酰亞胺膠帶的預先布放(見圖7)。如設備上配有噴筆,焊料添加時,噴筆配合焊膏優(yōu)于電烙鐵配合焊絲。熱風噴筆的使用按10.4。11.4熱電極(加熱電極)設備熱電極設備用于初始元器件的安裝和焊接,也可用于返工。由小型熔焊機發(fā)展而來的熱電極設備,以脈沖阻抗方式加熱設計成可同時接觸多引線器件所有焊端的特定形狀電極。電極材料應對印制板上所用的助焊劑/焊料組合不潤濕,且與鑷形加熱器相同,操作中幾乎無電壓加在器件任意的焊端間。見圖9。圖9加熱電極再流焊接返工用電極系統(tǒng)通常安裝在成套模具上,以實現(xiàn)精確的垂直運動,并保持電極面與模具基座和印制板面的共面性。應定期檢查共面性,例如每小時檢查,以確保每個印制板連接盤圖形位置的定位,使模具能夠控制印制板與基座和加熱電極的局部共面性。更為復雜的系統(tǒng)配有浮置電極頭,能夠與印制板表面隨動,保證器件引線平整地接觸其表面。熱電極方式適用于方形扁平封裝。當采用特定精密成形電極時,PLCC可使用熱電極設備進行拆除和重新安裝,但具有一定難度。加熱具有較大熱容量的元器件時,拆除和重新安裝效率低。在重新安裝元器件時中,電極需要保持GB/T43021—2023引線貼緊印制板直至焊料固化。拆除和重新安裝元器件時,宜對印制板進行最高100℃的預熱。有一根或多根引線變形達到引線任意部分需要平整下壓至連接盤上的程度超過2倍引線厚度的元器件不應使用。焊料固化后的殘余應力將損傷焊點可靠性,最終造成焊點失效。引線節(jié)距不低于0.8mm時,重新安裝時可使用焊膏,但會有短路和焊料球多余物的風險。因周邊有元器件,焊膏涂覆不能采用印刷方式,需要采用注射器。引線節(jié)距低于0.8mm時,將少量的焊膏均勻地涂覆在每個連接盤上操作難度大,可使用低焊料含量的焊膏替代常用類型,或者使用按不同封裝類型設計的、載有帶助焊劑預成形焊料的軟塑料載體。當元器件拆除后有足夠的焊料留在連接盤上時,僅需要添加助焊劑。與熱風設備相同,熱電極裝置通常在電極系統(tǒng)中內(nèi)置真空夾盤,用于再流后提起元器件。為實施元器件拆除,在印制板預熱之后,裝載到返工作業(yè)頭下方前,需用毛刷或噴嘴均勻添加少量中性助焊劑。電極降至與引線接觸,電能通入加熱電極。當焊料熔化時,真空夾盤啟動,元器件吸附于夾盤后電極升起。連接盤添加焊膏后,重新安裝的元器件通過手工或真空吸附在電極上并貼裝到位。加熱和冷卻過程中電極位置保持不動并在完成后抬離。焊料添加僅限于安裝或重新安裝的元器件在所有焊點所需用量相同的情況。一般采用預先涂覆焊膏的方式。特殊情況下,也可使用帶助焊劑的預成形焊料。此類設備不具備焊料清除的功能。11.5解焊用激光設備再流焊接中激光的使用僅限于特殊場合,因此,激光也可用作返工工具。激光非常精密,可用于元器件拆除或焊點補焊中的焊點加熱。本方法的優(yōu)點是其精確度高、可避免相鄰焊點再流以及能夠?qū)Ψ庋b材料最大限度減少加熱量。自動激光再流設備見圖10。圖10自動激光再流設備12輔助工具和設備12.1常規(guī)電烙鐵使用常規(guī)電烙鐵(例如50W),需要高技能水平來避免對表面安裝元器件的熱沖擊損傷。除了較大尺寸的MELF或改做表面安裝的通孔元器件,此類大功率電烙鐵不宜使用??尚袝r,宜使用熱板(或其他方式)在返工前和返工中提供背景加熱。除了減少對返工工具的熱量需求,背景加熱也極大降低返工元器件、周邊元器件和印制板的熱沖擊風險。在多層板上加工時預熱尤其重要,如預防措施不到位,層間吸收的濕氣將造成分層。氣動點涂機適用于返工的連續(xù)可調(diào)焊膏涂覆。點涂機宜保持恒定溫度,以便將黏度變化引起的點涂量差異維持在最小。多數(shù)設備配有脈沖氣壓調(diào)節(jié)器、可編程脈沖寬度計時器,以及能顯示氣源供氣壓力的壓力表。脈沖由腳踏開關觸發(fā)。當連接焊膏注射器時,調(diào)節(jié)壓力并編程設定脈沖寬度,通過控制腳踏開關單次壓動控制所涂覆的焊膏量。在較為簡單的設備上,脈沖時間不能自動控制。用此類設備涂覆焊膏比手持式注射器有更好的膏量控制。相似設備亦可用于涂覆膠黏劑。12.4焊膏噴印機焊膏噴印機適用于返工的連續(xù)可調(diào)焊膏涂覆。焊膏噴印機噴射出微小的焊膏液滴,在印制板上按需精確沉積成形,能夠有效控制所需的焊膏用量、位置、覆蓋范圍和高度,焊膏涂覆速度快、分配精度高。12.5通孔組裝件用解焊工具通孔組裝件用解焊工具頭部尺寸大,不易于從較小的表面安裝元器件焊點清除過量

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