SMT贴片加工经验

    SMT贴片返修方法及工具
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    SMT贴片返修方法及工具
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    详细描述

    SMT贴片返修可以用3种方法对PCB加热,即热传导加热、热空气对流加热和辐射加热。传导加热时热源与PCB相接触,这对背面有元器件的PCB不适用;辐射法使用红外(IR)能,比较实用,但由于PCB上各种材料和元器件对红外线吸收不均匀,故而也影响质量;对流加热被证明是返修和装配中最有效和最实用的技术。

    1.热空气对流加热返修

    热空气对流加热方法是将热空气施加到SMA上要返修的器件引线焊缝处,使焊料熔化。常用两种类型的对流加热返修工具:手持便携式和固定组件式。

    (1)手持便携式热空气返修工具。手持便携式热空气返修工具重量轻,使用方便。采用这种返修工具时,要为不同类型的SMD设计特殊的热空气喷嘴。操作时要精确地控制加热的空气流,使之喷流到与被返修的器件引脚相对应焊盘的位置上,而又不会使相邻器件焊缝上的焊料熔化。焊缝上的焊料熔化后,即刻用银子夹取器件或用热空气工具将器件引脚推离焊盘,完成拆焊操作。更换新器件可用镀子进行取放操作,用普通烙铁进行焊接操作或用手持式热空气返修工具进行再流焊接操作。

    (2)固定组件式热空气返修系统。固定组件热空气返修系统有通用型和专用型(如图8-44和图8-45所示),通用型用于常规元器件的返修,专业型用于BGA类焊点不可见元器件的返修。通用型工作原理与手持式热空气返修工具相同,对应于不同的SMD有不同的特殊的热空气喷嘴。但是,它能半自动地用热空气喷嘴加热器件引脚,焊料熔化后能用安装在喷嘴中央并与喷嘴同轴的真空吸嘴拾取拆下的器件。这种固定式返修工具有不同的结构形式,一种结构形式是在PCB下面设置一个用于预热SMA的热空气喷嘴,以减少SMA所受的热冲击,避免返修引起的SMA故障。这种结构使要返修的组件放在两个固定的热空气喷嘴之间。还有一种结构形式是通用喷嘴固定组件式热空气返修工具。它的喷嘴可根据拆焊的元器件类型进行调整。另外,这种喷嘴设置了两种空气通孔,内侧是热空气通孔,外侧是冷空气通孔(小孔),这种喷嘴结构可有效地防止邻近器件引脚焊接部位受热。

    2.传导加热返修

    传导加热返修工具也可以分为手持式和固定组件式两种类型。这种返修工具与热棒再流焊接工具完全相同。但它用的热靴制造精度和拆焊操作要求都很严格,因为拆焊时要求热靴端能与器件的所有引脚焊接部位均匀地同时接触,还要防止和相邻器件引线接触,所以返修操作必须十分小心。

    8.5.3  装有BGA器件的SMA返修工艺

    BGA器件具有高的I/0数量、易于SMA产品的小型化等优点,应用越来越广泛。但由于其焊点阵列面在器件下面不可见,返修操作比较困难,必须借助专用返修设备和返修工具进行。

    装有塑料球形栅格阵列(PBGA)器件的SMA返修工艺包含BGA拆除、重新补加焊料球、再焊接几个主要内容。

    1.BGA器件拆除

    将BGA器件从SMA上拆除可采用专用夹具嵌抱器件后加热至共晶合金焊料熔化时取下BGA器件,也可采用喷嘴式热风通用返修工具进行加热。采用专用夹具加热的特点是对器件整体的加热温度均匀,操作时间短,易于控制,不易损坏器件。采用喷嘴式热风加热时,易形成BGA器件局部受热温度过高现象,操作较难,容易损坏器件。为使BGA器件整体均匀受热,加热过程中应控制热风喷嘴在BGA器件上有规律移动或旋转。

    BGA器件从SMA上拆除后,有部分焊料或焊料球将保留在PCB上,部分被BGA器件携带。若是PBGA器件,还会拉成丝状。为此,必须对它们进行清理和焊料球修复或补加。

    2.焊料球修复

    BGA器件的焊料球修复一般可采用3种方法。一种是预成形法,该方法将已备焊料球嵌入水溶基焊剂中,将BGA面向下通过再流焊接实现,修复成本较高。另一种方法是模仿原始制造技术,即在BT(bimahimide triazine)玻璃基板上印刷焊膏及将焊料球自动填加到面向下的BGA上的厚模板中,修复成本比预成形法低。但当焊料球过多时,应拆除模板进行再流焊接。第三种方法是焊膏印刷法,成本较低,它使用专用模板在BGA器件上印刷焊膏,用温控热风加热再流,再流过程中模板保留在器件上,能保证焊料球可靠

    定位,再流焊后再取下模板。模板一般采用冷轧不锈钢板制成,可重复使用。

    3.返修焊接

    返修焊接前对PCB焊盘进行清理,重新印刷焊膏,贴上BGA器件后进行再流焊接。

    装有陶瓷球形栅格阵列(CBGA)器件的SMA返修比装PBGA器件的SlMA返修简单,由于CBGA器件的焊料球是非拥塌高温焊料球,拆卸后可重复利用,但其前提是不损坏。为此,CBGA器件在拆除和清理加热过程中要特别注意温度桂制,不能形成高温再流。

    器件加热(或称顶部加热)一般采用对流热气喷嘴(图8-46所示),仔细控制顶部加热使器件均匀受热是极为重要的,特别是对小质量器件尤为关键。还有很重要的一点是要避免返修工位附近的元器件再次回焊,吸嘴喷出的热气流必须与这些元器件隔离,可以在返修工位周围的元器件上放一层薄的遮板或者掩膜。掩膜技术相当有效,不过比较麻烦费时。

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