00249免清洗返修工藝

1、免清洗返修工藝 摘要返修工藝一貫被世人所忽視，然而實際的無法避免的缺隱又使得返修在組裝工藝中變得必不可少。因此，免清洗返修工藝是實際免清洗組裝工藝的一個重要組成部分。本文介紹免清洗返修工藝所需材料的選擇、測試以及工藝方法等。0 序近幾年來電子裝聯(lián)工藝引入了許多替代cfc的新型清洗工藝，其中廣泛使用的主要有三種：(1)使用免清洗或低殘渣焊劑，在這一工藝中印制版路組件不需要清洗；(2)水清洗，在這一工藝中印制電路組件用水和一些附加物進行清洗；(3)替代cfc的清洗材料，在這一工藝印制電路組件使用無cff成分的化學(xué)溶劑來清洗。然而。取代cfc的最終途徑還是實現(xiàn)免清洗。隨著免清洗工藝的采用與不斷發(fā)展，

2、與之間適應(yīng)的新的免清洗返修工藝也應(yīng)運而生。返修是生產(chǎn)過程中不希望出現(xiàn)又無法避免的現(xiàn)象。所謂免清洗返修就是在免清洗或測試后從印制電路組件上去掉所存在的焊接缺陷，而不影響組件的性能和可靠性。通常這些缺陷包括橋接、開路、元件錯焊等等。免清洗返修可在工廠內(nèi)進行，也可在服務(wù)中心或生產(chǎn)現(xiàn)場進行。1 免清洗返修與使用cfc清洗之間的區(qū)別無論何種返修其目的都是一樣的-在印制電路組件上非破壞性地去除和貼放元件，而不影響組件的性能和可靠性。但是具體工藝上免清洗返修使用cfc清洗的返修有所不同，其區(qū)別在于：(1)在使用cfc清洗的返修中，返修的組件要通過一清洗工藝，該清洗工藝通常與組裝后清洗印制電路使用的清洗工藝一

3、樣。免清洗返修則沒有這一最終的清洗工序。(2)在使用cfc清洗的返修中，操作為了實現(xiàn)良好的焊點在整個被返修的元件和印制電路板區(qū)域上都要使用焊劑來除氧化物或其它污染，同時無需其它的工序來防止污染源的污染，如手指油脂或鹽等。即使過多的焊劑量和其它污染出現(xiàn)在印制電路組件，最終的清洗工序也會將它們除去干凈。而免清洗返修則將一切都沉積在印制電路組件，結(jié)果面臨一系列的問題如焊點長期可靠性、返修兼容性、污染和外觀質(zhì)量要求等。由于免清洗返修沒有最后的清洗工序這一特點，焊點的長期可靠性只能通過選擇合適的返修材料和使用合適的焊接技術(shù)來保證。在免清洗返修中，焊劑必須是新的，同時有足夠的活性來去掉氧化物并達到良好的浸

4、潤性；遺留在印制電路組件上的殘渣必須是中性的，不影響長期的可靠性；另外遺留在印制電路組件上的殘渣必須與返修材料相容，且相互結(jié)合后形成新的殘渣也必須是中性的。通常導(dǎo)體間的漏電、氧化、電遷移動和枝晶增長等是由于材料的不兼容和污染引起的。當(dāng)今的產(chǎn)品外觀質(zhì)量也是很重要的問題，用戶都習(xí)慣于喜歡清潔光亮的印制電路組件，板子上存在的任何類型的可視殘渣均被認(rèn)為是污染而一概拒絕。然而可視殘渣在免清洗返修工藝中是固有的，盡管來自返修工藝的殘渣全部是中性的，不影響印制電路組件的可靠性，也不能接受。要解決這些問題有兩個途徑：一是選擇合適的返修材料，其免清洗返修后的焊后質(zhì)量與使用cfc清洗后的焊點質(zhì)量一樣良好；二是改進

5、目前的手工返修方法和工藝，實現(xiàn)可靠的免清洗焊接。2 返修材料的選擇和兼容性由于材料的兼容性，免清洗的組裝工藝和返修工藝是相互聯(lián)系、相互依賴的。如果材料選擇不當(dāng)將會導(dǎo)致相互作用，最終降低產(chǎn)品的使用壽命。兼容性測試通常是一個令人討厭的、昂貴的和耗時的工作。因為涉及到大量的材料，昂貴的測試溶劑和長期連續(xù)的測試方法等。在組裝工藝中一般涉及到的材料都是大面積使用的，包括焊膏、波峰焊劑、膠粘劑和敷形涂覆。而返修工藝則要求另外的材料如返修焊劑、焊絲等。所有這些材料都需要與印制電路板掩膜和焊膏錯印后所使用的任何清洗劑或其它類型的清洗劑相兼容。組裝中涉及的材料列于圖1中。圖1 材料兼容性3 開發(fā)與測試為了避免不

6、必要的財力和物力，免清洗返修工藝應(yīng)與組裝工藝同期開發(fā)。同樣的測試溶劑可用于兩種工藝測試。這樣兼容性和可靠性在同一時間可被解決。選擇同樣的焊劑用于盡可能多的工藝中，這樣一個良好的開端會減少焊劑變量的數(shù)目。一般來自同一制造者的材料將傾向彼此間更兼容。至少在理論上其同樣的焊劑成份可被用于焊膏、被峰焊料、焊絲中。檢測焊劑對免清洗返修的適應(yīng)性有兩種測試方法：1)單獨測試焊劑。2)兼容性和可靠性測試與其它材料和工藝一起測試。焊劑測試將獲得導(dǎo)電性、鹵素含量和腐蝕等性能；兼容性和可靠性測試則要求通過用戶進行測試，因為其最后的結(jié)果將取決于印制電路組件中使用的其它材料和工藝。用于兼容性和可靠性測試的主要方法是si

7、r(表面絕緣電阻)-印制電路板上導(dǎo)體之間表面電阻的測量。表面絕緣電阻的測量能指出由于污染或不兼容在各種溫度、濕度、電壓和時間條件下的漏電情況。一般sir條件是85c/85%rh和100v測量偏壓170小時。sir規(guī)范的不同取決于印制電路組件使用地方的不同。范圍從最普通的應(yīng)用10e8/sq。兩種最有效的sir測試圖案是梳狀和叉指圖案。高加速應(yīng)力的測試(hast)可附加地用于測試兼容性和可靠性。這一測試通常類似于sir測試條件，但比其更加嚴(yán)格。它的目的是為了展示印制電路組件的潛在功能。在不太嚴(yán)格的情況下，免清洗返修工藝也可進行摸擬。模擬返修工藝的一種方法是傳送沒有任何貼裝元件的印制電路板通過組裝工

8、藝，然后涂覆返修消耗材料到測試區(qū)域進行sir測試。模擬工藝是從大量的可選材料中選出較理想的一種簡便方法。另一測試離子污染測試。使用這一方法整個組件將在不同的條件下浸入酒精溶劑(75%酒精和25%水)中，監(jiān)控溶劑的電導(dǎo)率變化。測量單位通常為：氯化鈉的微克當(dāng)量”每單位面積( g/cm或m )來表法。盡管離子污染測試是一良好的控制和監(jiān)測測試方法。但它對確定由于返修引起的污染是沒用的。因為離子污染值是印制電路組件污染的平均測量，而返修是一個非常局部的工藝。 4 免清洗返修的局限性由于免清洗焊劑與溶劑或水溶性焊劑相比有不同的特點，因此在開發(fā)新工藝時必須首先了解它的局限性：(1)免清洗主要由醇組成(95-

9、98%)，它是易揮發(fā)性的和易燃的。在這種情況下由于揮發(fā)焊劑的重復(fù)使用是必須的，同時由于可燃性和火災(zāi)危險，專門的預(yù)防措施也是需要的。(2)由于免清洗焊劑的低固含量(2-5%)免清洗焊劑具有低活性，焊點熱傳輸效率低。(3)由于焊劑的短時間作用，免清洗焊劑的加熱需要更快、更精確。(4)由于沒有有效的傳送并且無保護膜，因而有較高的損壞印制電路板的危險性。(5)焊劑的使用量應(yīng)是最佳的，從而最大程度上去除了氧化物，使殘渣最小化。(6)需要較高的操作技藝。(7)由于對流和輻射方法在再流前將焊劑蒸發(fā)掉，因而在空氣中安裝元件僅能使用傳導(dǎo)(接觸)方法。由于免清洗焊劑揮發(fā)性、建議在每一返修臺上局部通風(fēng)。同時焊劑的儲

10、存、使用方法都應(yīng)嚴(yán)格控制，避免燃燒危險。另外由于印制電路組件在無清洗的返修操作后沒有清洗工序，因此免清洗返修操作作者一定要注意工藝的清潔度。如操作時應(yīng)戴上手套，工作區(qū)應(yīng)滿足非常高的清潔度標(biāo)準(zhǔn)，以避免任何污染。為了提高免清洗返修的可返修性，在選擇焊劑時可選擇固態(tài)含量較高的免清洗焊劑，盡管它們在板子上留下較多的焊劑殘渣，但焊劑含有樹脂較好的熱傳送特性。這些焊劑通常是以濃縮的焊膏形式，使用時可用醇來稀釋，以滿足熱傳送和低殘渣的要求。在一些不嚴(yán)格的應(yīng)用中，也可使用rma類焊劑而無需清洗。因為這些焊劑中的樹脂作用如同保護層密封了活化劑防止了潮濕引起的腐蝕等。其實早期印制電路板就是不清洗的，后來增加了清洗

11、工藝，主要是為了改善印制板的外觀質(zhì)量，在這種情況下，如果ram焊劑的殘渣不能被徹底清洗部分地暴露并遺留在板子上，那么其防護作用將會失去，從而影響了印制電路組件的長期可靠性。這時免清洗完全比無效的清洗可取。 5 免清洗返修的工藝方法兩種最普通的去除表面貼裝元件的方法是使用專用的拆焊頭或使用返修系統(tǒng)。在兩種方法中，焊劑促進熱傳送并改善元件引線溫度的一致性。然而無清洗焊劑由于蒸發(fā)太快而不具有這種功能。當(dāng)使用拆焊頭時，拆焊頭和元件焊點之間的無效熱傳送會提高板子損壞的危險性。減小這一危險性的一種方法是使用焊料提高從拆焊頭到焊點的熱傳送。當(dāng)使用返修系統(tǒng)時板子損壞的危險性會降低。元件去除后，板子需要為新元件

12、做準(zhǔn)備，首先用焊料編帶叢焊盤上去除舊的或多余的焊料。焊料編帶是由交織的銅線編成的。通常免清洗返修工藝要求，使用新的焊料編帶和手工使用的返修焊劑。盡管這一方法麻煩，不受操作者的歡迎，但它是最安全的方法。元件去除后要進行局部的清洗，去掉焊劑和焊料殘渣來改善pcb上焊盤區(qū)的外觀質(zhì)量。通常清洗時一直延用的是異丙醇。它是良好的溶劑/清洗劑。清洗時應(yīng)最大程度地去除殘渣而不向其周圍擴展。在使用溶劑或溶性焊劑焊接新元件時，可一次性將焊劑涂覆到元件的所有引線上，然后進行焊接。對于使用免清焊劑焊接新元件時，由于焊劑蒸發(fā)快，每次只能幾根引線，焊接幾根引線，直到所有元件引線被焊接。為了使板子上的殘渣降低到最小程度，免清洗焊劑的涂覆應(yīng)使用小刷子或氈頭精確地涂覆到焊盤表面上。使用返修系統(tǒng)進行免清洗返修時，一般應(yīng)在惰性氣氛中進行。在性氣氛中使用免清洗焊劑會提高焊接表面浸潤性。對于大熱容元件可使用固態(tài)含量較高的免清洗材料，同時加上預(yù)熱工作序。對免清洗返修工藝來說，有時也必須清洗。這就是返修中心特別困難的工作。如從工作場地返回來的返修板，這些印制電路已經(jīng)使用了很長時間，累積了許多塵土、油，其它粒子和污染物。如果不對這些印制板進行清洗，返修是不可能進行的。另外，返修中心通常也沒有關(guān)組裝這些印制電路組件使用的材料和兼容性的任何資料，因此也必須清洗。通常三種類型的清洗方法在線、批量和臺式清洗均