工藝技術(shù)_波峰焊回流焊清板返修工藝集成

一 波峰焊工藝 波峰焊主要用于傳統(tǒng)通孔插裝印制電路板電裝工藝 以及表面組裝與通孔插裝元器件的混裝工藝 波峰焊是利用熔融焊料循環(huán)流動的波峰與裝有元器件的PCB焊接面相接觸 以一定速度相對運動時實現(xiàn)群焊的焊接工藝 與手工焊接相比較 波峰焊具有生產(chǎn)效率高 焊接質(zhì)量好 可靠性高等優(yōu)點 適用于表面貼裝元器件的波峰焊設備有雙波峰或電磁泵波峰焊機 適合波峰焊的表面貼裝元器件有矩形和圓柱形片式元件 SOT以及較小的SOP等器件 1 波峰焊原理下面以雙波峰機為例來說明波峰焊原理 當完成點 或印刷 膠 貼裝 膠固化 插裝通孔元器件的印制板從波峰焊機的人口端隨傳送帶向前運行 通過助焊劑發(fā)泡 或噴霧 槽時 使印制板的下表面和所有的元器件端頭和引腳表面均勻地涂敷一層薄薄的助焊劑 隨傳送帶運行印制板進入預熱區(qū) 預熱溫度在90 130 預熱的作用 助焊劑中的溶劑被揮發(fā)掉 這樣可以減少焊接時產(chǎn)生氣體 助焊劑中松香和活性劑開始分解和活性化 可以去除印制板焊盤 元器件端頭和引腳表面的氧化膜以及其它污染物 同時起到保護金屬表面防止發(fā)生再氧化的作用 使印制板和元器件充分預熱 避免焊接時急劇升溫產(chǎn)生熱應力損壞印制板和元器件 印制板繼續(xù)向前運行 印制板的底面首先通過第一個熔融的焊料波 第一個焊料波是亂波 振動波或紊流波 使焊料打到印制板的底面所有的焊盤 元器件焊端和引腳上 熔融的焊料在經(jīng)過助焊劑凈化的金屬表面上進行浸潤和擴散 然后印制板的底面通過第二個熔融的焊料波 第二個焊料波是平滑波 平滑波將引腳及焊端之間的連橋分開 并將去除拉尖等焊接缺陷 當印制板繼續(xù)向前運行離開第二個焊料波后 自然降溫冷卻形成焊點 即完成焊接 振動波平滑波 PCB運動方向 助焊劑涂覆裝置 超聲噴霧器 助焊劑噴嘴 滾筒助焊劑槽 發(fā)泡助焊劑槽 常見的幾種波峰結(jié)構(gòu) T形波 波 波 空心波 雙波峰焊理論溫度曲線 2波峰焊工藝對元器件和印制板的基本要求a應選擇三層端頭結(jié)構(gòu)的表面貼裝元器件 元器件體和焊端能經(jīng)受兩次以上260 波峰焊的溫度沖擊 焊接后元器件體不損壞或變形 片式元件端頭無脫帽現(xiàn)象 b如采用短插一次焊工藝 焊接面元件引腳露出印制板表面0 8 3mm c基板應能經(jīng)受260 50s的耐熱性 銅箔抗剝強度好 阻焊膜在高溫下仍有足夠的粘附力 焊接后阻焊膜不起皺 d印制電路板翹曲度小于0 8 1 0 e對于貼裝元器件采用波峰焊工藝的印制電路板必須按照貼裝元器件的特點進行設計 元器件布局和排布方向應遵循較小的元件在前和盡量避免互相遮擋的原則 3波峰焊材料 5 3 1焊料目前一般采用Sn63 Pb37棒狀共晶焊料 熔點183 使用過程中Sn和Pb的含量分別保持在 1 以內(nèi) 焊料的主要雜質(zhì)的最大含量控制在以下范圍內(nèi) Cu 0 08 Al 0 005 Fe 0 02 Bi 0 1 Zn 0 002 Sb 0 02 As 0 05 根據(jù)設備的使用情況定期 三個月至半年 檢測焊料的主要雜質(zhì)以及Sn和Pb的含量 不符合要求時更換焊錫或采取措施 例如當Sn含量少于標準時 可摻加一些純Sn 3 2助焊劑和助焊劑的選擇a助焊劑的作用 助焊劑中的松香樹脂和活性劑在一定溫度下產(chǎn)生活性化反應 能去除焊接金屬表面氧化膜 同時松香樹脂又能保護金屬表面在高溫下不再氧化 助焊劑能降低熔融焊料的表面張力 有利于焊料的潤濕和擴散 b助焊劑的特性要求 熔點比焊料低 擴展率 85 黏度和比重比熔融焊料小 容易被置換 不產(chǎn)生毒氣 助焊劑的比重可以用溶劑來稀釋 一般控制在0 82 0 84 免清洗型助焊劑要求固體含量 2 0wt 不含鹵化物 焊后殘留物少 不產(chǎn)生腐蝕作用 絕緣性能好 絕緣電阻 1 1011 水清洗 半水清洗和溶劑清洗型助焊劑要求焊后易清洗 常溫下儲存穩(wěn)定 c助焊劑的選擇 按照清洗要求助焊劑分為免清洗 水清洗 半水清洗和溶劑清洗四種類型 按照松香的活性分類可分為R 非活性 RMA 中等活性 RA 全活性 三種類型 要根據(jù)產(chǎn)品對清潔度和電性能的具體要求進行選擇 一般情況下軍用及生命保障類如衛(wèi)星 飛機儀表 潛艇通信 保障生命的醫(yī)療裝置 微弱信號測試儀器等電子產(chǎn)品必須采用清洗型的助焊劑 其他如通信類 工業(yè)設備類 辦公設備類 計算機等類型的電子產(chǎn)品可采用免清洗或清洗型的助焊劑 一般家用電器類電子產(chǎn)品均可采用免清洗型助焊劑或采用RMA 中等活性 松香型助焊劑可不清洗 3 3稀釋劑當助焊劑的比重超過要求值時 可使用稀釋劑進行稀釋 不同型號的助焊劑應采用相應的稀釋劑 3 4防氧化劑防氧化劑是為減少焊接時焊料在高溫下氧化而加入的輔料 起節(jié)約焊料和提高焊接質(zhì)量作用 目前主要采用油類與還原劑組成的防氧化劑 要求防氧化劑還原能力強 焊接溫度下不碳化 3 5錫渣減除劑錫渣減除劑能使熔融的焊錫與錫渣分離 起到節(jié)省焊料的作用 3 6阻焊劑或耐高溫阻焊膠帶用于防止波峰焊時后附元件的插孔被焊料堵塞 以上材料除焊料外 其它焊接材料應避光保存 期限為半年 4波峰焊工藝流程焊接前準備 開波峰焊機 設置焊接參數(shù) 首件焊接并檢驗 連續(xù)焊接生產(chǎn) 送修板檢驗 5波峰焊操作步驟5 1焊接前準備a在待焊PCB 該PCB已經(jīng)過涂敷貼片膠 SMC SMD貼片 膠固化并完成THC插裝工序 后附元器件插孔的焊接面涂阻焊劑或粘貼耐高溫粘帶 以防波峰焊后插孔被焊料堵塞 如有較大尺寸的槽和孔也應用耐高溫粘帶貼住 以防波峰焊時焊錫流到PCB的上表面 如水溶性助焊劑只能采用阻焊劑 涂敷后放置30min或在烘燈下烘15min再插裝元器件 焊接后可直接水清洗 b用比重計測量助焊劑比重 若比重大 用稀釋劑稀釋 c將助焊劑倒入助焊劑槽 5 2開爐a打開波峰焊機和排風機電源 b根據(jù)PCB寬度調(diào)整波峰焊機傳送帶 或夾具 的寬度5 3設置焊接參數(shù)a發(fā)泡風量或助焊劑噴射壓力 根據(jù)助焊劑接觸PCB底面的情況確定 b預熱溫度 根據(jù)波峰焊機預熱區(qū)的實際情況設定c傳送帶速度 根據(jù)不同的波峰焊機和待焊接PCB的情況設定 0 8 1 92m min d焊錫溫度 必須是打上來的實際波峰溫度為250 5 時的表頭顯示溫度 e測波峰高度 調(diào)到超過PCB底面 在PCB厚度的2 3處 5 4首件焊接并檢驗 待所有焊接參數(shù)達到設定值后進行 a把PCB輕輕地放在傳送帶 夾具 上 機器自動進行噴涂助焊劑 干燥 預熱 波峰焊 冷卻 b在波峰焊出口處接住PCB c進行首件焊接質(zhì)量檢驗 5 5根據(jù)首件焊接結(jié)果調(diào)整焊接參數(shù)5 6連續(xù)焊接生產(chǎn)a方法同首件焊接 b在波峰焊出口處接住PCB 檢查后將PCB裝入防靜電周轉(zhuǎn)箱送修板后附工序 或直接送連線式清洗機進行清洗 c連續(xù)焊接過程中每塊印制板都應檢查質(zhì)量 有嚴重焊接缺陷的印制板 應立即重復焊接一遍 如重復焊接后還存在問題 應檢查原因 對工藝參數(shù)作相應調(diào)整后才能繼續(xù)焊接 5 7檢驗檢驗方法 目視或用2 5倍放大鏡觀察 檢驗標準 a焊接點表面應完整 連續(xù)平滑 焊料量適中 無大氣孔 砂眼 b焊點的潤濕性好 呈彎月形狀 插裝元件的潤濕角 應小于90 以15 45 為最好 見圖8 a 片式元件的潤濕角 小于90 焊料應在片式元件金屬化端頭處全面鋪開 形成連續(xù)均勻的覆蓋層 見圖8 b a 插裝元器件焊點 b 貼裝元件焊點圖8插裝元器件和貼裝元件焊點潤濕示意圖 c虛焊和橋接等缺陷應降至最少 d焊接后貼裝元件無損壞 無丟失 端頭電極無脫落 e要求插裝元器件的元件面上錫好 包括元件引腳和金屬化孔 f焊接后印制板表面允許有微小變色 但不允許嚴重變色 不允許阻焊膜起泡和脫落 5 8波峰焊工藝參數(shù)控制要點5 8 1焊劑涂覆量要求在印制板底面有薄薄的一層焊劑 要均勻 不能太厚 對于免清洗工藝特別要注意不能過量 焊劑涂覆量要根據(jù)波峰焊機的焊劑涂覆系統(tǒng) 以及采用的焊劑類型進行設置 焊劑涂覆方法主要有涂刷 發(fā)泡及定量噴射兩種方式 采用涂刷與發(fā)泡方式時 必須控制焊劑的比重 焊劑的比重一般控制在0 8 0 84之間 液態(tài)松香焊劑原液的比重 焊接過程中隨著時間的延長 焊劑中的溶劑會逐漸揮發(fā) 使焊劑的比重增大 其黏度隨之增大 流動性也隨之變差 影響焊劑潤濕金屬表面 妨礙熔融的焊料在金屬表面上的潤濕 引起焊接缺陷 因此采用傳統(tǒng)涂刷及發(fā)泡方式時應定時測量焊劑的比重 如發(fā)現(xiàn)比重增大 應及時用稀釋劑調(diào)整到正常范圍內(nèi) 但稀釋劑不能加入過多 比重偏低會使焊劑的作用下降 對焊接質(zhì)量也會造成不良影響 另外還要注意不斷補充焊劑槽中的焊劑量 不能低于最低極限位置 采用定量噴射方式時 焊劑是密閉在容器內(nèi)的 不會揮發(fā) 不會吸收空氣中水分 不會被污染 因此焊劑成分能保持不變 關(guān)鍵要求噴頭能夠控制噴霧量 應經(jīng)常清理噴頭 噴射孔不能堵塞 5 8 2印制板預熱溫度和時間預熱的作用 a將焊劑中的溶劑揮發(fā)掉 這樣可以減少焊接時產(chǎn)生氣體 b焊劑中松香和活性劑開始分解和活性化 可以去除印制板焊盤 元器件端頭和引腳表面的氧化膜以及其它污染物 同時起到保護金屬表面防止發(fā)生再氧化的作用 c使印制板和元器件充分預熱 避免焊接時急劇升溫產(chǎn)生熱應力損壞印制板和元器件 印制板預熱溫度和時間要根據(jù)印制板的大小 厚度 元器件的大小和多少 以及貼裝元器件的多少來確定 預熱溫度在90 130 PCB表面溫度 多層板以及有較多貼裝元器件時預熱溫度取上限 不同PCB類型和組裝形式的預熱溫度參考表8 1 參考時一定要結(jié)合組裝板的具體情況 做工藝試驗或試焊后進行設置 有條件時可測實時溫度曲線 預熱時間由傳送帶速度來控制 如預熱溫度偏低或和預熱時間過短 焊劑中的溶劑揮發(fā)不充分 焊接時產(chǎn)生氣體引起氣孔 錫球等焊接缺陷 如預熱溫度偏高或預熱時間過長 焊劑被提前分解 使焊劑失去活性 同樣會引起毛刺 橋接等焊接缺陷 因此要恰當控制預熱溫度和時間 最佳的預熱溫度是在波峰焊前涂覆在PCB底面的焊劑帶有粘性 表8 1預熱溫度參考表 5 8 3焊接溫度和時間焊接過程是焊接金屬表面 熔融焊料和空氣等之間相互作用的復雜過程 必須控制好焊接溫度和時間 如焊接溫度偏低 液體焊料的黏度大 不能很好地在金屬表面潤濕和擴散 容易產(chǎn)生拉尖和橋連 焊點表面粗糙等缺陷 如焊接溫度過高 容易損壞元器件 還會產(chǎn)生焊點氧化速度加快 焊點發(fā)烏 焊點不飽滿等問題 根據(jù)印制板的大小 厚度 印制板上搭載元器件的大小和多少來確定波峰焊溫度 波峰溫度一般為250 5 必須測打上來的實際波峰溫度 由于熱量是溫度和時間的函數(shù) 在一定溫度下焊點和元件受熱的熱量隨時間的增加而增加 波峰焊的焊接時間通過調(diào)整傳送帶的速度來控制 傳送帶的速度要根據(jù)不同型號波峰焊機的長度 波峰的寬度來調(diào)整 以每個焊點接觸波峰的時間來表示焊接時間 一般焊接時間為3 4s 5 8 4印制板爬坡 傳送帶傾斜 角度和波峰高度印制板爬坡角度為3 7 有利于排除殘留在焊點和元件周圍由焊劑產(chǎn)生的氣體 有SMD時 通孔比較少 爬坡角度應大一些 適當?shù)呐榔陆嵌冗€可以少量調(diào)節(jié)焊接時間 適當?shù)牟ǚ甯叨仁购噶喜▽更c增加壓力和流速有利于焊料潤濕金屬表面 流入小孔 波峰高度一般控制在印制板厚度的2 3處 a 爬坡角度小 焊接時間長 b 爬坡角度大 焊接時間短圖8 7傳送帶傾斜角度與焊接時間的關(guān)系 5 8 5工藝參數(shù)的綜合調(diào)整工藝參數(shù)的綜合調(diào)整對提高波峰焊質(zhì)量是非常重要的 焊接溫度和時間是形成良好焊點的首要條件 焊接溫度和時間與預熱溫度 焊料波的溫度 傾斜角度 傳輸速度都有關(guān)系 綜合調(diào)整工藝參數(shù)時首先要保證焊接溫度和時間 雙波峰焊的第一個波峰一般在235 240 1s左右 第二個波峰一般在240 260 3s左右 兩個波峰的總時間控制在10s以內(nèi) 焊接時間 焊點與波峰的接觸長度 傳輸速度焊點與波峰的接觸長度可以用一塊帶有刻度的耐高溫玻璃測試板走一次波峰進行測量 傳輸速度是影響產(chǎn)量的因素 在保證焊接質(zhì)量的前提下 通過合理的綜合調(diào)整各工藝參數(shù) 可以實現(xiàn)盡可能的提高產(chǎn)量的目的 5 9波峰焊質(zhì)量控制方法 1 嚴格工藝制度每小時記錄一次溫度等焊接參數(shù) 定時或?qū)γ繅K印制板進行焊后質(zhì)量檢查 發(fā)現(xiàn)質(zhì)量問題 及時調(diào)整參數(shù) 采取措施 2 根據(jù)波峰焊機的開機工作時間 定期 一般半年 檢測焊料鍋內(nèi)焊料的鉛錫比例和雜質(zhì)含量 如果錫的含量低于極限時 可添加一些純錫 如雜質(zhì)含量超標 應進行換錫處理 3 每天清理波峰噴嘴和焊料鍋表面的氧化物等殘渣 4 堅持定期設備維護 使設備始終保持在正常運行狀態(tài) 5 把日常發(fā)生的質(zhì)量問題記錄下來 定期做總結(jié) 分析 積累經(jīng)驗 5 10波峰焊常見焊接缺陷分析及預防對策隨著目前元器件變得越來越小 PCB組裝密度越來越密 另外由于免清洗助焊劑不含鹵化物 固體含量不能超過2 因此去氧化和助焊作用大大減小 使波峰焊工藝的難度越來越大 5 10 1影響波峰焊質(zhì)量的因素a設備 助焊劑噴涂系統(tǒng)的可控制性 預熱和焊接溫度控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性 波峰高度的穩(wěn)定性及可調(diào)整性 傳輸系統(tǒng)的平穩(wěn)性 以及是否配置了擾流 震動 波 熱風刀 氮氣保護等功能 b材料 焊料 焊劑 防氧化劑的質(zhì)量以及正確的管理和使用 c印制板 PCB焊盤 金屬化孔與阻焊膜的質(zhì)量 PCB的平整度 d元器件 焊端與引腳是否污染或氧化 ePCB設計 PCB焊盤設計與排布方向 盡量避免陰影效應 以及插裝孔的孔徑和焊盤設計是否合理 f工藝 助焊劑比重和噴涂量 預熱和焊接溫度 傳輸帶傾斜角度和傳輸速度 波峰高度等參數(shù)的正確設置 在生產(chǎn)過程中可以通過選擇適當?shù)暮噶虾秃竸?調(diào)整工藝參數(shù) 加強設備的日常維護等措施 使焊接不良率降到最低限度 SMD波峰焊時造成陰影效應 二波峰焊常見焊接缺陷分析及預防對策 1 焊料不足 焊點干癟 焊點不完整有空洞 吹氣孔 針孔 插裝孔以及導通孔中焊料不飽滿或焊料沒有爬到元件面的焊盤上 焊點不完整元件面上錫不好 插裝孔中焊料不飽滿 導通孔中焊料不飽滿 2 焊料過多 元件焊端和引腳周圍被過多的焊料包圍 或焊點中間裹有氣泡 不能形成標準的彎月面焊點 潤濕角 90 3 焊點拉尖 或稱冰柱 焊點頂部拉尖呈冰柱狀 小旗狀 4 焊點橋接或短路 橋接又稱連橋 元件端頭之間 元器件相鄰的焊點之間以及焊點與鄰近的導線 過孔等電氣上不該連接的部位被焊錫連接在一起 5 潤濕不良 漏焊 虛焊 元器件焊端 引腳或印制板焊盤不沾錫或局部不沾錫 6 焊料球 又稱焊料球 焊錫珠 是指散布在焊點附近的微小珠狀焊料 7 氣孔 分布在焊點表面或內(nèi)部的氣孔 針孔 或稱空洞 8 冷焊 又稱焊錫紊亂 焊點表面呈現(xiàn)焊錫紊亂痕跡 9 錫絲 元件焊端之間 引腳之間 焊端或引腳與通孔之間的微細錫絲 10其他還有一些常見的問題 例如板面臟 主要由于焊劑固體含量高 涂覆量過多 預熱溫度過高或過低 或由于傳送帶爪太臟 焊料鍋中氧化物及錫渣過多等原因造成的 又例如PCB變形 一般發(fā)生在大尺寸PCB 主要由于大尺寸PCB重量大或由于元器件布置不均勻造成重量不平衡 這需要PCB設計時盡量使元件分布均勻 在大尺寸PCB中間設計支撐帶 可設計2 3mm寬的非布線區(qū) 又例如焊接貼裝元器件時經(jīng)常發(fā)生掉片 丟片 現(xiàn)象 其主要原因是貼片膠質(zhì)量差 或由于貼片膠固化溫度不正確 固化溫度過低或過高都會降低粘接強度 波峰焊時由于經(jīng)不起高溫沖擊和波峰剪切力的作用 使貼裝元器件掉在焊料鍋中 還有一些肉眼看不見的缺陷 例如焊點晶粒大小 焊點內(nèi)部應力 焊點內(nèi)部裂紋 焊點發(fā)脆 焊點強度差等 這些要通過X光 焊點疲勞試驗等手段才能檢測到 這些缺陷主要與焊接材料 印制板焊盤附著力 元器件焊端或引腳的可焊性以及溫度曲線等因素有關(guān) 例如焊接材料中雜質(zhì)過多 Sn Pb比例失調(diào) 造成焊點焊點發(fā)脆 焊接溫度過低 焊接時間過短 由于不能一定厚度的金屬間化合物而會造成焊點與被焊接面的機械結(jié)合強度差 但焊接溫度過高或焊接時間過長 又會使金屬間化合物厚度過厚 結(jié)構(gòu)疏松 也會影響焊點與被焊接面的機械結(jié)合強度 冷卻速度過慢 會形成大結(jié)晶顆粒 造成焊點抗疲勞性差 但冷卻速度過快 又容易產(chǎn)生元件體和焊點裂紋 焊接過程是焊接金屬表面 熔融焊料和空氣等之間相互作用的復雜過程 波峰焊的焊接質(zhì)量與印制板 元器件 焊料 焊劑 焊接溫度和時間等工藝參數(shù)以及設備條件等諸多因素有關(guān) 在生產(chǎn)過程中要根據(jù)本單位的設備以及產(chǎn)品的具體情況通過選擇適當?shù)暮噶虾秃竸?調(diào)整工藝參數(shù) 不斷總結(jié)經(jīng)驗 還要加強設備的日常維護 使設備始終處于良好狀態(tài) 力求焊接不良率降到最低限度 三后附 手工焊接 修板及返修工藝 1后附 手工焊 修板及返修工藝目的a由于設計或工藝要求有的元器件需要在完成再流焊或波峰焊后進行手工焊接 例如雙面有插裝元件時 還有一些不能清洗的元件需要在完成清洗后進行手工焊接 b在再流焊工藝中 由于焊盤設計不合理 不良的焊膏印刷 不正確的元件貼裝 焊膏塌落 再流焊不充分等 都會引起開路 橋接 虛焊和不良潤濕等焊點缺陷 對于窄間距SMD器件 由于對印刷 貼裝 共面性的要求很高 因此引腳焊接的返修很常見 在波峰焊工藝中 由于陰影效應等原因也會產(chǎn)生以上焊點缺陷 因此需要通過手工借助必要的工具進行修整后可祛除各種焊點缺陷 從而獲得合格的焊點 c補焊漏貼的元器件 d更換貼錯位置以及損壞的元器件 e在線測試或功能測試以及單板和整機調(diào)試后也有一些需要更換的元器件 2后附 手工焊 修板及返修工藝要求a操作人員應帶防靜電腕帶 b一般要求采用防靜電恒溫烙鐵 采用普通烙鐵時必須接地良好 c修理Chip元件時應采用15 20W小功率烙鐵 烙鐵頭溫度控制在265 以下 d焊接時不允許直接加熱Chip元件的焊端和元器件引腳的腳跟以上部位 焊接時間不超過3s 次 同一焊點不超過2次 以免受熱沖擊損壞元器件 e烙鐵頭始終保持光滑 無鉤 無刺 f烙鐵頭不得重觸焊盤 不要反復長時間在一焊點加熱 對同一焊點 如第一次未焊妥 要稍許停留 再進行焊接 不得劃破焊盤及導線 g拆卸SMD器件時 應等到全部引腳完全融化時再取下器件 以防破壞器件的共面性 h焊劑和焊料的材料要與再流焊和波峰焊時一致或匹配 例如采用免清洗或水清洗時焊接材料一定不能混淆 3后附 手工焊 修板及返修技術(shù)要求a元器件焊點表面應連續(xù) 完整 光滑 Chip元件的端頭不能脫帽 端頭被焊錫蝕掉 b元器件的極性和方向應符合工藝圖紙要求 c元器件貼裝位置準確居中 4后附 手工焊 修板及返修方法4 1虛焊 橋接 拉尖 不潤濕 焊料量少等焊點缺陷的修整a用細毛筆蘸助焊劑涂在元器件焊點上 b用扁鏟形烙鐵頭加熱焊點 將元器件焊端焊盤之間的焊料融化 消除虛焊 拉尖 不潤濕等焊點缺陷 使焊點光滑 完整 c在橋接處涂適量助焊劑 用烙鐵頭加熱橋接處焊點 待焊料融化后緩慢向外或向焊點的一側(cè)拖拉 使橋接的焊點分開 d用烙鐵頭加熱融化焊料量少的焊點 同時加少許 0 5 0 8mm的焊錫絲 焊錫絲碰到烙鐵頭時應迅速離開 否則焊料會加得太多 4 2Chip元件吊橋 元件移位的修整a用細毛筆蘸助焊劑涂在元器件焊點上 b用鑷子夾持吊橋或移位的元件 c用馬蹄形烙鐵頭加熱元件兩端焊點 焊點融化后立即將元件的兩個焊端移到相對應焊盤位置上 烙鐵頭離開焊點后再松開鑷子 d操作不熟練時 先用馬蹄形烙鐵頭加熱元件兩端焊點 融化后將元件取下來 再清除焊盤上殘留的焊錫 最后重新焊接元件 e修整時注意烙鐵頭不要直接碰Chip元件的焊端 Chip元件只能按以上方法修整一次 而且烙鐵不能長時間接觸兩端的焊點 否則容易造成Chip元件脫帽 4 3三焊端的電位器 SOT以及SSOP SOJ移位的返修 無返修設備時 a用細毛筆蘸助焊劑涂在器件兩側(cè)的所有引腳焊點上 b用雙片扁鏟式馬蹄形烙鐵頭同時加熱器件兩端所有引腳焊點 c待焊點完全融化 數(shù)秒鐘 后 用鑷子夾持器件立即離開焊盤 d用烙鐵將焊盤和器件引腳上殘留的焊錫清理干凈 平整 e用鑷子夾持器件 對準極性和方向 使引腳與焊盤對齊 居中貼放在相應的焊盤上 用扁鏟形烙鐵頭先焊牢器件斜對角1 2個引腳 f涂助焊劑 從第一條引腳開始順序向下緩慢勻速拖拉烙鐵 同時加少許 0 5 0 8mm焊錫絲 將器件兩側(cè)引腳全部焊牢 g焊接SOJ時 烙鐵頭與器件應成小于45 角度 在J形引腳彎曲面與焊盤交接處進行焊接 4 4PLCC和QFP表面組裝器件移位的返修在沒有維修工作站的情況下 可采用以下方法返修 a首先檢查器件周圍有無影響方形烙鐵頭操作的元件 應先將這些元件拆卸 待返修完畢再焊上將其復位 b用細毛筆蘸助焊劑涂在器件四周的所有引腳焊點上 c選擇與器件尺寸相匹配的四方形烙鐵頭 小尺寸器件用35W 大尺寸器件用50W 可自制或采購 見圖4 在四方形烙鐵頭端面上加適量焊錫 扣在需要拆卸器件引腳的焊點處 四方形烙鐵頭要放平 必須同時加熱器件四端所有引腳焊點 d待焊點完全融化 數(shù)秒鐘 后 用鑷子夾持器件立即離開焊盤和烙鐵頭 e用烙鐵將焊盤和器件引腳上殘留的焊錫清理干凈 平整 f用鑷子夾持器件 對準極性和方向 將引腳對齊焊盤 居中貼放在相應的焊盤上 對準后用鑷子按住不要移動 g用扁鏟形烙鐵頭先焊牢器件斜對角1 2個引腳 以固定器件位置 確認準確后 用細毛筆蘸助焊劑涂在器件四周的所有引腳和焊盤上 沿引腳腳趾與焊盤交接處從第一條引腳開始順序向下緩慢勻速拖拉 同時加少許 0 5 0 8mm的焊錫絲 用此方法將器件四側(cè)引腳全部焊牢 h焊接PLCC器件時 烙鐵頭與器件應成小于45 角度 在J形引腳彎曲面與焊盤交接處進行焊接 四 BGA的返修工藝介紹 4 5 1BGA返修系統(tǒng)的原理普通熱風SMD返修系統(tǒng)的原理 采用非常細的熱氣流聚集到表面組裝器件 SMD 的引腳和焊盤上 使焊點融化或使焊膏回流 以完成拆卸和焊接功能 拆卸時使用一個裝有彈簧和橡皮吸嘴的真空機械裝置 當全部焊點熔化時將SMD器件輕輕吸起來 其熱氣流是通過可更換的各種不同規(guī)格尺寸熱風噴嘴來實現(xiàn)的 由于熱氣流是從加熱頭四周出來的 因此不會損壞SMD以及基板或周圍的元器件 可以比較容易地拆卸或焊接SMD 不同廠家返修系統(tǒng)的相異之處主要在于加熱源不同 例如熱風 紅外 或熱氣流方式不同 由于BGA的焊點在器件底部 是看不見的 因此重新焊接BGA時要求返修系統(tǒng)配有分光視覺系統(tǒng) 或稱為底部反射光學系統(tǒng) 以保證貼裝BGA時精確對中 4 5 2BGA的返修步驟 普通熱風SMD返修系統(tǒng) 1 拆卸BGAa將需要拆卸BGA的表面組裝板安放在返修系統(tǒng)的工作臺上 b選擇與器件尺寸相匹配的噴嘴 裝在上加熱器的連接桿上 c將熱風噴嘴扣在器件上 注意器件四周的距離均勻 如器件周圍有影響操作的元件 先將這些元件拆卸 待返修完畢再復位 d選擇適合吸著需要拆卸器件的吸盤 吸嘴 調(diào)節(jié)吸取器件的真空負壓吸管高度 將吸盤接觸器件的頂面 打開真空泵開關(guān) e設置拆卸溫度曲線 根據(jù)器件的尺寸 PCB的厚度等具體情況設置溫度曲線 BGA的拆卸溫度與傳統(tǒng)的SMD相比 要高15 左右 f打開加熱電源 調(diào)整熱風量 g當焊錫完全融化時 器件被真空吸管吸取 h向上抬起熱風噴嘴 關(guān)閉真空泵開關(guān) 接住被拆卸的器件 2 去除PCB焊盤上的殘留焊錫并清洗這一區(qū)域 a用烙鐵將PCB焊盤殘留的焊錫清理干凈 平整 可采用拆焊編織帶和扁鏟形烙鐵頭進行清理 操作時注意不要損壞焊盤和阻焊膜 b用異丙醇或乙醇等清洗劑將助焊劑殘留物清洗干凈 3 去潮處理由于PBGA對潮氣敏感 因此在組裝之前要檢查器件是否受潮 對受潮的器件進行去潮處理 a去潮處理方法和要求 開封后檢查包裝內(nèi)附的濕度顯示卡 當指示濕度 20 在23 5 時讀取 說明器件已經(jīng)受潮 在貼裝前需對器件進行去潮處理 去潮的方法可采用電熱鼓風干燥箱 在125 1 下烘烤12 20h b去潮處理注意事項 把器件碼放在耐高溫 大于150 防靜電塑料托盤中烘烤 烘箱要確保接地良好 操作人員帶接地良好的防靜電手鐲 4 印刷焊膏 可在返修臺上或在顯微鏡下進行對中和印刷 方法 將焊膏印在PCB焊盤上因為表面組裝板上已經(jīng)裝有其他元器件 因此必須采用BGA專用小模板 模板厚度與開口尺寸要根據(jù)球徑和球距確定 印刷完畢必須檢查印刷質(zhì)量 如不合格 必須清洗后重新印刷 方法 將焊膏直接印在BGA焊盤上這種方法比較靈活 而且比較科學 尤其適合如手機板等高密度板 5 貼裝BGA貼裝BGA器件的步驟如下 a將印好焊膏的表面組裝板安放在返修系統(tǒng)的工作臺上 b選擇適當?shù)奈?打開真空泵 將BGA器件吸起來 用攝象機頂部光源照PCB上印好焊膏的BGA焊盤 調(diào)節(jié)焦距使監(jiān)視器顯示的圖像最清晰 然后拉出BGA專用的反射光源 照BGA器件底部并使圖像最清晰 然后調(diào)整工作臺的X Y 角度 旋鈕 使BGA器件底部圖像與PCB焊盤圖像完全重合 大尺寸的BGA器件可采用裂像功能 cBGA器件底部圖像與PCB焊盤圖像完全重合后將吸嘴向下移動 把BGA器件貼裝到PCB上 然后關(guān)閉真空泵 6 再流焊接a設置焊接溫度曲線 根據(jù)器件的尺寸 PCB的厚度等具體情況設置焊接溫度曲線 為避免損壞BGA器件 預熱溫度控制在100 125 升溫速率和溫度保持時間都很關(guān)鍵 升溫速率控制在1 2 s BGA的焊接溫度與傳統(tǒng)的SMD相比 要高15 左右 PCB底部預熱溫度控制在160 左右 b選擇與器件尺寸相匹配的四方形熱風噴嘴 并將熱風噴嘴安裝在上加熱器的連接桿上 要注意安裝平穩(wěn) c將熱風噴嘴扣在BGA器件上 要注意器件四周的距離均勻 d打開加熱電源 調(diào)整熱風量 開始焊接 e焊接完畢 向上抬起熱風噴嘴 取下表面組裝板 7 檢驗BGA的焊接質(zhì)量檢驗需要X光或超聲波檢查設備 在沒有檢查設備的情況下 可通過功能測試判斷焊接質(zhì)量 還可以把焊好BGA的表面組裝板舉起來 對光平視BGA四周 觀察焊膏是否完全融化 焊球是否塌陷 BGA四周與PCB之間的距離是否一致 以經(jīng)驗來判斷焊接效果 4 5 3BGA置球工藝介紹經(jīng)過拆卸的BGA器件一般情況可以重復使用 但由于拆卸后BGA底部的焊球被不同程度的破壞 因此必須進行置球處理后才能使用 根據(jù)置球的工具和材料的不同 其置球的方法也有所不同 不管采用什么方法 其工藝過程是相同的 具體步驟如下 1 去除BGA底部焊盤上的殘留焊錫并清洗a用烙鐵將BGA底部焊盤殘留的焊錫清理干凈 平整 可采用拆焊編織帶和扁鏟形烙鐵頭進行清理 操作時注意不要損壞焊盤和阻焊膜 b用異丙醇或乙醇等清洗劑將助焊劑殘留物清洗干凈 2 在BGA底部焊盤上印刷助焊劑 或焊膏 a般情況采用采用涂覆 可以用刷子刷 也可以印刷 高黏度的助焊劑 起到粘接和助焊作用 有時也可以采用焊膏代替 采用焊膏時焊膏的金屬組分應與焊球的金屬組分相匹配 應保證印刷后焊膏圖形清晰 不漫流 b印刷時采用BGA專用小模板 模板厚度與開口尺寸要根據(jù)球徑和球距確定 印刷完畢必須檢查印刷質(zhì)量 如不合格 必須清洗后重新印刷 3 選擇焊球選擇焊球時要考慮焊球的材料和球徑的尺寸 目前PBGA焊球的焊膏材料一般都是63Sn 37Pb 與目前再流焊使用的材料是一致的 CBGA焊球一般都是高溫焊料 因此必須選擇與BGA器件焊球材料相匹配的焊球 焊球尺寸的選擇也很重要 如果使用高黏度助焊劑 應選擇與BGA器件焊球相同直徑的焊球 如果使用焊膏 應選擇比BGA器件焊球直徑小一些的焊球 4 置球方法一 采用置球器 a如果有置球器 選擇一塊與BGA焊盤匹配的模板 模板的開口尺寸應比焊球直徑大0 05 0 1mm 將焊球均勻地撒在模板上 搖晃置球器 把多余的焊球從模板上滾到置球器的焊球收集槽中 使模板表面恰好每個漏孔中保留一個焊球 b把置球器放置在BGA返修設備的工作臺上 把印好助焊劑或焊膏的BGA器件吸在BGA返修設備的吸嘴上 焊盤面向下 c按照4 5 2 5 貼裝BGA的方法進行對準 使BGA器件底部圖像與置球器模板表面每個焊球圖像完全重合 d將吸嘴向下移動 把BGA器件貼裝到置球器模板表面 然后將BGA器件吸起來 e用鑷子夾住BGA器件的外邊框 關(guān)閉真空泵 f將BGA器件的焊球面向上放置在BGA返修設備的工作臺上 5 置球方法二 沒有置球器時可采用以下方法 a把印好助焊劑或焊膏的BGA器件放置在工作臺上 b準備一塊與BGA焊盤匹配的模板 模板的開口尺寸應比焊球直徑大0 05 0 1mm 把模板四周用墊塊架高 放置在印好助焊劑或焊膏的BGA器件上方 使模板與BGA之間的距離等于或略小于焊球的直徑 在顯微鏡下或在BGA返修設備上對準 c將焊球均勻地撒在模板上 把多余的焊球用鑷子從模板上撥 取 下來 使模板表面恰好每個漏孔中保留一個焊球 d移開模板 個別沒有放置好的地方 可用鑷子或用小吸嘴的吸筆補完整 置球方法三 特別是CSP可采用以下方法 在CSP或BGA底部焊盤上印刷焊膏后 直接在返修臺或再流焊爐內(nèi)進行焊接 此方法要求焊膏量必須適當 印刷后焊膏圖形清晰 不漫流 6 再流焊接按照2 6進行再流焊接 焊接時BGA器件的焊球面向上 要把熱風量調(diào)到最小 以防把焊球吹移位 再流焊溫度也要比焊接BGA時略低一些 經(jīng)過再流焊處理后 焊球就固定在BGA器件了 7 完成置球工藝后 應將BGA器件清洗干凈 并盡快進行貼裝和焊接 以防焊球氧化和器件受潮 五 表面組裝板焊后清洗工藝 1清洗目的焊后清洗的主要目的是清除再流焊 波峰焊和手工焊后的助焊劑殘留物以及組裝工藝過程中造成的污染物 2污染物對表面組裝板的危害aPCB上的離子污染物 有機材料或其它殘留物造成漏電 嚴重時造成短路 b目前常用助焊劑中的鹵化物 氯化物具有很強的活性和吸濕性 在潮濕的環(huán)境中對基板和焊點產(chǎn)生腐蝕作用 使基板的表面絕緣電阻下降并產(chǎn)生電遷移 嚴重時會導電 引起短路 c對于高要求的軍品 醫(yī)療 精密儀表等特殊要求的產(chǎn)品需要做三防處理 三防處理前要求很高的清潔度 否則在潮熱或高溫等惡劣環(huán)境條件下會造成電性能下降或失效等嚴重后果 d由于焊后殘留物的遮擋 造成在線測或功能測時測試探針接觸不良 容易出現(xiàn)誤測 f對于高要求的產(chǎn)品 由于焊后殘留物的遮擋 使一些熱損傷 層裂等缺陷不能暴露出來 造成漏檢而影響可靠性 同時殘渣多也影響基板的外觀和商品性 3污染物的類型和來源 見表1 為了有效清除表面組裝板污染物 應了解污染物的類型和來源 了解污染物與表面組裝板之間的結(jié)合和污染機理 以便選擇適當?shù)那逑磩┖颓逑垂に?表1表面組裝板污染物的類型和來源 4清洗機理清洗是利用物理作用 化學反應去除被洗物表面的污染物 雜質(zhì)的過程 無論采用溶劑清洗或水清洗 都要經(jīng)過表面潤濕 溶解 乳化 皂化作用等 并通過施加不同方式的機械力將污染物從組裝板表面剝離下來 然后漂洗或沖洗干凈 最后吹干 烘干或自然干燥 各種不同清洗方法中主要清洗機理如下 4 1表面潤濕清洗介質(zhì)在被洗物表面形成一層均勻的薄膜 潤濕被洗物表面 使被洗物表面的污染物發(fā)生溶脹 要求清洗介質(zhì)的表面張力小于被洗物的表面張力 在清洗介質(zhì)中加入一些表面活性劑可以明顯提高潤濕能力 4 2溶解有機溶劑清洗的主要去污機理是溶解 選擇溶劑時應遵循相似相容原則 極性污染物應選用極性溶劑 非極性污染物應選用非極性溶劑 但在實際生產(chǎn)中經(jīng)常將極性溶劑與非極性溶劑混合使用 在有機溶劑清洗中加入一些表面活性劑可提高清洗劑對殘留物的溶解能力 離子性溶解 此方法是指將污染物在水中離解成離子 這種離子性物質(zhì)的溶解 會使水的電導率提高 非離子性溶解 非離子性溶解是指污染物溶于水中 不會使水的電導率發(fā)生變化 4 3乳化作用在水清洗和半水清洗工藝中 可以在水中加入一定量的乳化劑 在清洗合成樹脂 油 脂類污染物時 這些污染物與乳化劑發(fā)生乳化而溶于水中 加入表面活性劑可以提高乳化作用 4 4皂化作用皂化作用是單純的化學過程 是中和反應 皂化反應使用的是脂肪酸鹽 它使松香 羧酸發(fā)生皂化反應 使被洗物表面的殘留物溶于水中 皂化劑對鋁 鋅等金屬表面會產(chǎn)生腐蝕 隨溫度升高 時間增長 這種腐蝕作用加劇 因此使用皂化劑時應添加相應的緩蝕劑 并觀察皂化劑與元器件等的相容性 加入表面活性劑可以促進皂化反應 10 4 5螯合作用螯合作用是指加入絡合物使不溶性物質(zhì) 如重金屬鹽 產(chǎn)生溶解 4 6施加不同方式的機械力加速清洗速度 提高清洗效率a刷洗 刷洗有人工刷洗和機械刷洗兩種方式 b浸洗 浸洗是指把被洗物浸入清洗劑液面下清洗 可采用攪拌 噴洗或超聲等不同的機械方式提高清洗效率 c空氣中噴洗 在閉合容器中 通過增加水壓和流量 進行噴洗 噴洗是批量清洗和在線清洗中常用的方法 水流的能量 壓力和流量 直接影響清洗效果 在相同水流量下 高壓更有助于殘留物的清洗 但如果壓力過高 由于水流打到組裝板表面時回濺大 反而會影響清洗效果 低壓水流能起到浸泡效果 有利于殘留物的溶解 因此在線式水清洗設備中 一般都采用高 低壓水流結(jié)合的噴洗方式 d浸入式噴洗 浸入式噴洗 噴流清洗 是指浸泡在液面下的液流沖洗 噴嘴安裝在液面下 在清洗機兩側(cè)相對位置交叉排放 以保證液流互不干擾 形成渦流熱浴效果 這種方法適用于清洗對超聲波敏感的產(chǎn)品 適用于易燃 易爆 易揮發(fā) 易起泡沫的清洗劑 e離心清洗 離心清洗的原理是利用電動機動力所構(gòu)成的轉(zhuǎn)距使被洗物產(chǎn)生離心力 并由離心力作用使被洗物表面的污染物撥離組裝板表面 這種清洗方法 能使清洗液 漂洗液穿透窄間距 微小縫隙 洞 孔等難于清洗的部位達到清洗目的 f超聲波清洗 超聲波清洗是依靠空穴作用 加速度來促進物理化學反應 超聲波的這種空穴作用可滲入到其它清洗方法很難到達的區(qū)域 清洗效率比較高 對于軍工產(chǎn)品不建議采用超聲波清洗 可能對元器件造成損害 5表面組裝板焊后清洗的傳統(tǒng)溶劑清洗劑和清洗工藝傳統(tǒng)的溶劑清洗劑有氟里昂 英文縮寫CFC113 和1 1 1 三氯乙烷等氟碳溶劑 CFC 氟里昂用于波峰焊和手工焊的焊后清洗 1 1 1 三氯乙烷用于再流焊的焊后清洗 傳統(tǒng)溶劑清洗方法一般采用超聲或汽相清洗技術(shù) 這是近幾十年來國際上應用最廣泛的高清潔 高效率清洗技術(shù) 氟里昂和1 1 1 三氯乙烷作為清洗劑來說 它們具有化學穩(wěn)定性好 熱穩(wěn)定性好 對印制板和元器件無腐蝕 清洗效率高 對人體毒性在允許范圍內(nèi) 價格較便宜等優(yōu)點 但CFC清洗劑屬于ODS物質(zhì) 對大氣臭氧層有破壞作用 形成臭氧空洞 臭氧空洞對人類生存環(huán)境和人體健康帶來嚴重危害 是聯(lián)合國蒙特利爾議定書中規(guī)定限期停止使用的清洗劑 中國最遲2006年1月1日禁止使用 5 1超聲清洗原理超聲清洗是清洗劑在超聲波的作用下產(chǎn)生孔穴作用和擴散作用 產(chǎn)生孔穴時會產(chǎn)生很強的沖擊力 使粘附在被清洗物表面的污染物游離下來 另外由于超聲波的振動 使清洗劑液體粒子產(chǎn)生擴散作用 加速清洗劑對污染物的溶解速度 清洗劑液體可以進入被清洗工件的最細小的間隙中 在清洗劑液體的任何部位產(chǎn)生孔穴和擴散作用 因此可以清洗元件底部 元件之間以及細小間隙中的污染物 超聲清洗時產(chǎn)生孔穴的數(shù)量 孔穴的大小以及清洗劑振動的力度與壓電振子的振動功率和頻率有關(guān) 孔穴的密度和孔穴的尺寸越大 清洗效率越高 因此超聲清洗時應適當調(diào)節(jié)功率和頻率 使孔穴的密度和尺寸盡量最大 另外適當提高溫度也可以加速清洗劑對污染物的溶解速度 但由于清洗溶劑的閃點都比較低 因此要根據(jù)溶劑的閃點設置加熱溫度 要確保安全操作 5 2清洗劑的選擇原則a潤濕性好 表面張力小 使組裝板表面污染物充分潤濕 溶解 b毛細作用適中 黏度小 能滲入被洗物的縫隙中 又容易排出 c密度大 可減緩溶劑的揮發(fā)速度 可降低成本 減少污染環(huán)境 d沸點高 有利于蒸汽凝聚 沸點高的清洗劑安全性好 可以通過升溫提高清洗效率 e溶解能力強 f腐蝕性 溶蝕性 小 對元器件和印制板不發(fā)生溶蝕作用 g無毒 或毒性小 對人體無害 對環(huán)境污染小 h安全性好 不易燃 易爆 i成本低 5 3清洗劑的配置通常將極性溶劑與非極性溶劑混合 配成恒沸溶劑 恒沸溶劑是用兩種以上的溶劑 混合后表現(xiàn)為單一溶劑的性質(zhì) 只有一個沸點 用于波峰焊和手工焊的焊后清洗劑 波峰焊和手工焊的污染物主要是非極性松香脂殘渣和少量油脂 塵埃等 氟里昂 CFC113 是非極性溶劑 乙醇 是極性溶劑 在CFC113中加入2 10 乙醇可提高清洗劑CFC113對殘留物的溶解能力 也可選用無水乙醇 用于再流焊的焊后清洗劑 由于焊膏中除了松香脂或合成樹脂外 還有觸變劑等多種添加劑 其化學成分比波峰焊和手工焊的焊用助焊劑復雜得多 焊后生成石蠟等殘留物的成分也比較復雜 再流焊時從焊料融化到凝固需要60 90s 再流焊的高溫時間比波峰焊長得多 又增加了松香的聚合程度 因此再流焊后的殘留物清洗難度比較大 無鉛焊的焊接溫度更高 焊后清洗難度就更大了 另外由于表面組裝板的組裝密度高 細小縫隙中的殘留物不容易清除 由于以上多種原因 再流焊的焊后清洗要選擇溶解能力強1 1 1 三氯乙烷作清洗劑 5 4清洗時間與溫度 超聲功率 頻率清洗時間要根據(jù)污染物的種類 污染程度 清洗劑的溶解能力和清洗方式來決定 一般原則是污染程度輕 清洗劑本身的溶解能力 KB值 強 超聲功率大 可適當縮短清洗時間 超聲清洗時產(chǎn)生孔穴的數(shù)量 孔穴的大小以及清洗劑振動的力度與壓電振子的振動功率和頻率有關(guān) 孔穴的密度和孔穴的尺寸越大 清洗效率越高 一般用于清洗的超聲波頻率為18KHZ 300KHZ 適當提高溫度也可以加速清洗劑對污染物的溶解速度 要根據(jù)溶劑的閃點設置加熱溫度 確保安全操作 溫度為40 60 左右 一般超聲時間控制在30 60s 影響超聲波空穴作用的因素除了頻率 功率 溫度以外還有清洗液的表面張力 粘度和密度 清洗一定數(shù)量的組裝板后 清洗劑出現(xiàn)渾濁 溶解能力就會下降 應及時更換新的清洗劑 否則會造成二次污染 為了節(jié)省清洗劑可用漂洗液作第一遍超聲清洗液 5 5漂洗與干燥超聲清洗后要用清潔的清洗劑漂洗 漂洗時可用與超聲清洗液相同的清洗劑 也可以用乙醇漂洗 根據(jù)組裝板的污染程度決定漂洗1遍或2遍 漂洗干凈后將清洗提藍放置在通風柜中自然干燥約需要30s以上 如果清洗的組裝板數(shù)量較多 干燥時間要長一些 6汽相清洗過程及清洗原理6 1汽相清洗過程 先在加熱的清洗溶劑中浸泡使污染物軟化 超聲清洗 將清洗物表面的污染物游離下來 然后汽相清洗 汽相清洗相當于蒸汽浴 溶劑的蒸汽是很純凈的 利用溶劑蒸汽不斷地使被清洗工件 出汗 并帶出污染物 再用較清潔的清洗溶劑漂洗 最后用干凈的清洗溶劑噴淋 汽相清洗設備有單槽和多槽式兩種結(jié)構(gòu) 單槽式清洗機清洗時 被清洗工件上 下移動 先在清洗槽底部加熱浸泡和超聲清洗 然后將清洗工件提升到浸泡超聲槽與冷凝管之間進行汽相清洗 最后用干凈的清洗溶劑噴淋 多槽式清洗機清洗時 被清洗工件從第一個槽向最后一個槽橫向移動 在第一個槽中加熱浸泡和超聲清洗槽 同時進行汽相清洗 在第二個槽中漂洗 有的設備有兩個漂洗槽 最后將被清洗工件提上來 用干凈的清洗溶劑噴淋 6 2汽相清洗原理汽相清洗設備底部是加熱浸泡和超聲清洗槽 在清洗槽上方槽壁的四周安裝有幾圈冷凝管 在此處形成冷凝溫區(qū)環(huán) 當液體溶劑加熱到汽化溫度 溶劑開始蒸發(fā) 同時也蒸發(fā)到被清洗工件上 當溶劑蒸汽上升到冷凝溫環(huán)時 溶劑蒸汽凝結(jié)并落在被清洗工件上 由于溶劑的蒸汽是很純凈的 利用溶劑蒸汽不斷地蒸發(fā)和冷凝 使被清洗工件不斷 出汗 并帶出污染物 6 3溶劑清洗安全管理制度 僅供參考 a由于清洗間使用大量汽油 酒精等易燃液體 因此清洗間應配足夠的消防器材 嚴禁明火 b閑雜人員不得進入清洗間 非崗人員必須得到允許才能進入 c嚴禁穿帶鐵釘?shù)钠ばM入清洗間 d操作人員應遵守環(huán)保安全守則 嚴禁違章作業(yè) e操作前必須先打開通風 工作前必須穿戴好勞動保護用品 f汽油 酒精及玻璃洗液瓶 必須雙手拿放 小心滑落跌碎 使用完畢應蓋好瓶蓋 放置在安全的地方 g對廢液等廢棄物要分類回收管理 收集到指定地點集中處理 h完成工作或下班前應將臺面清理干凈 離開清洗工作間前應做安全檢查 并關(guān)閉門 窗 水 電 7清洗工序檢驗7 1清潔度標準a離子污染度目前國內(nèi)還沒有標準 一般都引用美軍標MIL28809或美國標準協(xié)會的標準ANSI J 001B 表2清潔度分類 b表面絕緣電阻 SIR SIR 1010 7 2檢驗方法清洗工序檢驗要根據(jù)產(chǎn)品清潔度要求進行 如果是軍品 醫(yī)療 精密儀表等特殊要求的產(chǎn)品需要用歐米伽 儀等測量儀器測量Na離子污染度 也可采用梳形試件測試表面絕緣電阻 對于一般要求的產(chǎn)品可以通過目視檢驗方法進行檢驗 目視檢驗 用20倍顯微鏡檢查PCB和元器件表面應潔凈 無錫珠 助焊劑殘留物和其它污物 以看不到污染物為判斷標準 8非ODS清洗介紹8 1有關(guān)的政策 禁止使用的ODS物質(zhì)和時間 用于清洗的ODS物質(zhì)有 FC113 CCl4 1 1 1 三氯乙烷 屬于蒙特利爾議定書中規(guī)定的第一 第二 第三類受控物質(zhì) 發(fā)達國家已于1996年停止使用 發(fā)展中國家2010年全部停止使用 中國作為 蒙約 諦約國 承諾在2010年全面淘汰ODS物質(zhì) 中國清洗行業(yè)將在2006年停止使用ODS 在此期間將采用逐步替代 逐步淘汰的方針 8 2印制電路板 PCB 焊接后清洗的替代技術(shù)8 2 1溶劑清洗a非ODS溶劑清洗這是一種非水系的溶劑替代技術(shù) 屬于蒙特利爾議定書中允許的替代技術(shù) 美國 日本 英國都有替代的溶劑 但溶劑的價格很貴 大約是F113的十倍 并需要專門設備進行清洗 目前國內(nèi)還沒有這種溶劑 正在研制 bHCFC清洗它是一種有機溶劑與CFC的混合液 HCFC的化學結(jié)構(gòu)與CFC相似 但對臭氧破壞系數(shù)DOP僅為CFC的1 10 因此當其他清洗替代方法都不行時 可采用HCFC來代替 但HCFC只是一種過渡性替代物 最終 2020年 也是要禁用的 8 2 2免洗技術(shù)在焊接過程中采用免洗助焊劑或免洗焊膏 焊接后直接進入下工序 不再進行任何清洗 目前國內(nèi)外已研制出多種免清洗焊膏和助焊劑 如晶英 愛法 四川晨光化工研究院等 郵電 通信等產(chǎn)品基本采用免清洗技術(shù) 免清洗是一個系統(tǒng)工程 從設計到生產(chǎn)過程都嚴格要求 必須對元件和另部件的清潔度嚴格控制 才能保證產(chǎn)品少受污染 8 2 3水洗技術(shù)水洗技術(shù)可分為水洗和水中加表面活性劑兩種工藝 典型的工藝流程如下 水 表面活性劑 水 純水 超純水 熱風洗滌洗滌清洗清洗干燥一般在洗滌階段均附加超聲波裝置 在清洗階段除加超聲外還附加空氣刀裝置 水溫控制在60 70 水質(zhì)要求很高 電阻率要求在15 18 cmm以上 這種替代技術(shù)適用于生產(chǎn)批量大 產(chǎn)品可靠性等級要求較高的企業(yè) 如計算機 航天設備及其他軍工產(chǎn)品 清洗后清洗度指標要求符合MIL P 28809或相應的其他高標準 引進一套水洗設備價值在一百多萬元以上 另外還要引進價格昂貴的純水制造設備 對于小批量清洗可選用小型清洗設備 8 2 4半水技術(shù)半水技術(shù)屬水洗范疇 所不同的是加入的洗滌劑屬可分離型 洗滌過程中洗滌劑與水形成乳化液 洗滌后廢液經(jīng)靜止后 洗滌劑可從水中分離出來 美國多數(shù)廠家采用這種技術(shù) 美國DUPONT公司生產(chǎn)的AXREL系列洗滌劑是專門為SMT和PCB半水洗設計的 其特點是乳化分離快 閃點高 氣味和蒸汽壓低 清洗后殘留離子量為5 1 gNaCl in2 比FC113洗滌能力略 六表面組裝檢驗工藝 1 表面組裝檢驗的內(nèi)容 1 組裝前 來料 檢驗 元器件印制電路板表面組裝材料 2 工序檢驗 印刷焊膏工序檢驗貼裝工序檢驗再流焊工序檢驗 焊后檢驗 3 表面組裝板檢驗 2 檢驗方法主要有 1 目視檢驗 2 自動光學檢測 AOI 3 X光測和超聲波測 4 在線測 5 功能測 1 目視檢驗 是指直接用肉眼或借助放大鏡 顯微鏡等工具檢驗組裝質(zhì)量的方法 只能作外觀檢驗 2 自動光學檢測 AOI 替代目視作外觀檢驗 主要用于施加焊膏 貼片膠檢驗以及貼裝后的焊前檢驗和焊后檢驗 3 X光測和超聲波測 主要用于BGA CSP以及FlipChip的焊點檢測 4 在線測 采用專門的隔離技術(shù) 可以測試電阻器的阻值 電容器的電容值 電感器的電感值 器件的極性 以及短路