第3章_SMT返修技术.ppt

第3章 SMT返修技术 背景介绍 电子技术的迅猛发展对人类社会和经 济活动、人们的日常生活所带来的深刻变 化有目共睹，而在这一切变化中集成电路 的发展起到了相当重要的作用。 发展的电子产品市场继续对集成电路 提出了在确保速度更快速、I／O更多的前 提下，能够提供体积更小、性能更好且价 格更便宜的集成电路。这对集成电路器件 的封装提出了严峻的挑战，相信这一现象 在未来也很难发生改变。 ? 对电子工业来说，使用新型封装器如 BGA、CSP和倒装芯片FC将占据统治地 位。目前绝大多数市场预测表明：BGA器 件真正地指明了未来栅格阵列器件的发展 轨迹，以每年接近50％的增长速度发展， 并占用器件7％以上的份额。 与此同时，所使用的CSP器件有望以每年 100％的速率增加，它将以不同的方式占据所 有器件市场的6％~10％的市场份额。QFP和 SOIC封装器件每年将以不少于10％~l 5％的 速率增加，这些元器件将稳定地保持在所使用 器件的大约68％的市场份额。 3.1返修问题的提出 在制造电子产品的过程中，工艺过程 控制是确保产品质量的重要手段。在实施 工艺过程控制中，常常会遇到元器件需要 返修的情况。 随着电子技术的发展、新型封装器件的 不断推出和投入实际使用，对返修工作提 出了严峻的挑战。即使采用当今先进的统 计工艺控制SPC技术、最先进的生产设备 和ISO确认的工作环境条件，返修工作仍 然是一项免不了的事情。 在开始安装元器件直至整个系统最终装 配完毕的全过程中，检验和测试达到l 00 ％的合格，并且保持零缺陷的记录，这种 机会出现的可能性微乎其微。 元器件取向错误、型号不符合或参数 超差和失效，以及焊接不牢固等都必须进 行返修。这种返修可以是简单的修整，直 至拆卸下元器件并重新置换。为此必须借 助返修设备来解决装配和检修过程中所发 现的问题 。 1.返修的基本概念 SMA的返修，通常是为了去除失去功 能，损坏引线或排列错误的元器件，重新 更换新的元器件。也就是使不合格的电路 组件恢复与特定要求相一致的合格的电路 组件。 2.返修的基本过程 （1）取下元器件； 成功的返修首先是将故障位置上的元器件取 走。将焊点加热至熔点，然后小心地将元器件从 板上拿下。加热控制是返修的一个关键因素，焊 料必须完全熔化，以免在取走元器件时损伤焊盘。 与此同时，还要防止PCB加热过度而造成PCB扭 曲。 （2）线路板和元器件回热 先进的返修系统采用计算机控制加热 过程，使之与焊膏制造厂商给出的规格参 数尽量接近，并且应采用顶部和底部组合 加热方式(如图所示）。 (3)加热曲线 加热曲线应精心没置，先预热，然后 使焊点回焊。好的加热曲线能提供足够但 不过量的预热时间，以激活助焊剂，时间 太短或温度太低则不能做到达一点。 (4)取元器件 一旦加热曲线设定好，就可准备取走元器 件。加热喷嘴对准好元器件以后即可进行加热， 一般先从底部开始，然后将喷嘴和元器件吸管分 别降到PCB和元器件上方．开始顶部加热。加热 结束时许多返修工具的元器件吸管中会产生真 空，吸管升起将元器件从板上提起。 (5)预处理 在将新的元器件换到返修位置前，该位 置需要先做预处理。预处理包括两个步骤： 除去残留的焊料和添加助焊剂或焊膏。 (6)元器件更换 取走元器件并对PCB进行预处理后， 就可以将新的元器件装到PCB上去了。制 定的加热曲线应仔细考虑以避免PCB扭曲 并获得理想再流焊效果，利用自动温度曲 线制定软件进行温度设置可作为一 种首选 的技术。 (7)元器件对位 新元器件和PCB必须精确对准，对于 小尺寸焊盘和细间距CSP及倒装芯片器件 而言，返修系统的放置能力必须要能满足 很高的要求。放置能力由两个因素决定： 精度(偏差)和准确度(重复性)。 (8)元器件放置 返修工艺选定后，PCB放在工作台上，元器 件放在容器中，然后用PCB定位以使焊盘对准元 器件上的引脚或焊球。定位完成后元器件自动放 到PCB上，放置力反馈和可编程力量控制技术可 以确保正确放置，不会对精密元器件造成损伤。 3.2 返修加热方法及返修工具 1.热空气对流加热返修 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。 （1）手持便携式热空气返修工具 （2）固定组件式热空气返修系统 2.传导加热返修 3.3新型封装器件的返修 现代返修设备已经被成功用于标准 的、有引脚表面贴装器件的返修操作，但 随着栅格阵列封装器件的采用，这一情况 引起了返修设