SMT貼片加工經驗

    SMT貼片返修方法及工具
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    SMT貼片返修方法及工具
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    詳細描述

    SMT貼片返修可以用3種方法對PCB加熱,即熱傳導加熱、熱空氣對流加熱和輻射加熱。傳導加熱時熱源與PCB相接觸,這對背面有元器件的PCB不適用;輻射法使用紅外(IR)能,比較實用,但由于PCB上各種材料和元器件對紅外線吸收不均勻,故而也影響質量;對流加熱被證明是返修和裝配中最有效和最實用的技術。

    1.熱空氣對流加熱返修

    熱空氣對流加熱方法是將熱空氣施加到SMA上要返修的器件引線焊縫處,使焊料熔化。常用兩種類型的對流加熱返修工具:手持便攜式和固定組件式。

    (1)手持便攜式熱空氣返修工具。手持便攜式熱空氣返修工具重量輕,使用方便。采用這種返修工具時,要為不同類型的SMD設計特殊的熱空氣噴嘴。操作時要精確地控制加熱的空氣流,使之噴流到與被返修的器件引腳相對應焊盤的位置上,而又不會使相鄰器件焊縫上的焊料熔化。焊縫上的焊料熔化后,即刻用銀子夾取器件或用熱空氣工具將器件引腳推離焊盤,完成拆焊操作。更換新器件可用鍍子進行取放操作,用普通烙鐵進行焊接操作或用手持式熱空氣返修工具進行再流焊接操作。

    (2)固定組件式熱空氣返修系統。固定組件熱空氣返修系統有通用型和專用型(如圖8-44和圖8-45所示),通用型用于常規元器件的返修,專業型用于BGA類焊點不可見元器件的返修。通用型工作原理與手持式熱空氣返修工具相同,對應于不同的SMD有不同的特殊的熱空氣噴嘴。但是,它能半自動地用熱空氣噴嘴加熱器件引腳,焊料熔化后能用安裝在噴嘴中央并與噴嘴同軸的真空吸嘴拾取拆下的器件。這種固定式返修工具有不同的結構形式,一種結構形式是在PCB下面設置一個用于預熱SMA的熱空氣噴嘴,以減少SMA所受的熱沖擊,避免返修引起的SMA故障。這種結構使要返修的組件放在兩個固定的熱空氣噴嘴之間。還有一種結構形式是通用噴嘴固定組件式熱空氣返修工具。它的噴嘴可根據拆焊的元器件類型進行調整。另外,這種噴嘴設置了兩種空氣通孔,內側是熱空氣通孔,外側是冷空氣通孔(小孔),這種噴嘴結構可有效地防止鄰近器件引腳焊接部位受熱。

    2.傳導加熱返修

    傳導加熱返修工具也可以分為手持式和固定組件式兩種類型。這種返修工具與熱棒再流焊接工具完全相同。但它用的熱靴制造精度和拆焊操作要求都很嚴格,因為拆焊時要求熱靴端能與器件的所有引腳焊接部位均勻地同時接觸,還要防止和相鄰器件引線接觸,所以返修操作必須十分小心。

    8.5.3? 裝有BGA器件的SMA返修工藝

    BGA器件具有高的I/0數量、易于SMA產品的小型化等優點,應用越來越廣泛。但由于其焊點陣列面在器件下面不可見,返修操作比較困難,必須借助專用返修設備和返修工具進行。

    裝有塑料球形柵格陣列(PBGA)器件的SMA返修工藝包含BGA拆除、重新補加焊料球、再焊接幾個主要內容。

    1.BGA器件拆除

    將BGA器件從SMA上拆除可采用專用夾具嵌抱器件后加熱至共晶合金焊料熔化時取下BGA器件,也可采用噴嘴式熱風通用返修工具進行加熱。采用專用夾具加熱的特點是對器件整體的加熱溫度均勻,操作時間短,易于控制,不易損壞器件。采用噴嘴式熱風加熱時,易形成BGA器件局部受熱溫度過高現象,操作較難,容易損壞器件。為使BGA器件整體均勻受熱,加熱過程中應控制熱風噴嘴在BGA器件上有規律移動或旋轉。

    BGA器件從SMA上拆除后,有部分焊料或焊料球將保留在PCB上,部分被BGA器件攜帶。若是PBGA器件,還會拉成絲狀。為此,必須對它們進行清理和焊料球修復或補加。

    2.焊料球修復

    BGA器件的焊料球修復一般可采用3種方法。一種是預成形法,該方法將已備焊料球嵌入水溶基焊劑中,將BGA面向下通過再流焊接實現,修復成本較高。另一種方法是模仿原始制造技術,即在BT(bimahimide triazine)玻璃基板上印刷焊膏及將焊料球自動填加到面向下的BGA上的厚模板中,修復成本比預成形法低。但當焊料球過多時,應拆除模板進行再流焊接。第三種方法是焊膏印刷法,成本較低,它使用專用模板在BGA器件上印刷焊膏,用溫控熱風加熱再流,再流過程中模板保留在器件上,能保證焊料球可靠

    定位,再流焊后再取下模板。模板一般采用冷軋不銹鋼板制成,可重復使用。

    3.返修焊接

    返修焊接前對PCB焊盤進行清理,重新印刷焊膏,貼上BGA器件后進行再流焊接。

    裝有陶瓷球形柵格陣列(CBGA)器件的SMA返修比裝PBGA器件的SlMA返修簡單,由于CBGA器件的焊料球是非擁塌高溫焊料球,拆卸后可重復利用,但其前提是不損壞。為此,CBGA器件在拆除和清理加熱過程中要特別注意溫度桂制,不能形成高溫再流。

    器件加熱(或稱頂部加熱)一般采用對流熱氣噴嘴(圖8-46所示),仔細控制頂部加熱使器件均勻受熱是極為重要的,特別是對小質量器件尤為關鍵。還有很重要的一點是要避免返修工位附近的元器件再次回焊,吸嘴噴出的熱氣流必須與這些元器件隔離,可以在返修工位周圍的元器件上放一層薄的遮板或者掩膜。掩膜技術相當有效,不過比較麻煩費時。

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