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免清洗返修工艺(二)

作者:  来源:smt100 

 

开发与测试
   
为了避免不必要的财力和物力,免清洗返修工艺应与组装工艺同期开发。同样的测试溶剂可用于两种工艺测试。这样兼容性和可靠性在同一时间可被解决。
   
选择同样的焊剂用于尽可能多的工艺中,这样一个良好的开端会减少焊剂变量的数目。一般来自同一制造者的材料将倾向彼此间更兼容。至少在理论上其同样的焊剂成份可被用于焊膏、被峰焊料、焊丝……
   
检测焊剂对免清洗返修的适应性有两种测试方法:1)单独测试焊剂。2)兼容性和可靠性测试与其它材料和工艺一起测试。焊剂测试将获得导电性、卤素含量和腐蚀等性能;兼容性和可靠性测试则要求通过用户进行测试,因为其最后的结果将取决于印制电路组件中使用的其它材料和工艺。用于兼容性和可靠性测试的主要方法是SIR(表面绝缘电阻)------印制电路板上导体之间表面电阻的测量。表面绝缘电阻的测量能指出由于污染或不兼容在各种温度、湿度、电压和时间条件下的漏电情况。一般SIR条件是85°C/85%RH100V测量偏压170小时。SIR规范的不同取决于印制电路组件使用地方的不同。范围从最普通的应用10E8Ω/sq。两种最有效的SIR测试图案是梳状和叉指图案。
   
高加速应力的测试(HAST)可附加地用于测试兼容性和可靠性。这一测试通常类似于SIR测试条件,但比其更加严格。它的目的是为了展示印制电路组件的潜在功能。
   
在不太严格的情况下,免清洗返修工艺也可进行摸拟。模拟返修工艺的一种方法是传送没有任何贴装元件的印制电路板通过组装工艺,然后涂覆返修消耗材料到测试区域进行SIR测试。模拟工艺是从大量的可选材料中选出较理想的一种简便方法。
   
另一测试离子污染测试。使用这一方法整个组件将在不同的条件下浸入酒精溶剂(75%酒精和25%)中,监控溶剂的电导率变化。测量单位通常为:氯化钠的微克当量每单位面积(µg/cm²m²)来表法。尽管离子污染测试是一良好的控制和监测测试方法。但它对确定由于返修引起的污染是没用的。因为离子污染值是印制电路组件污染的平均测量,而返修是一个非常局部的工艺。

免清洗返修的局限性
   
由于免清洗焊剂与溶剂或水溶性焊剂相比有不同的特点,因此在开发新工艺时必须首先了解它的局限性:
     (1)
免清洗主要由醇组成(95-98%),它是易挥发性的和易燃的。在这种情况下由于挥发焊剂的重复使用是必须的,同时由于可燃性和火灾危险,专门的预防措施也是需要的。
     (2)
由于免清洗焊剂的低固含量(2-5%)免清洗焊剂具有低活性,焊点热传输效率低。
     (3)
由于焊剂的短时间作用,免清洗焊剂的加热需要更快、更精确。
     (4)
由于没有有效的传送并且无保护膜,因而有较高的损坏印制电路板的危险性。
     (5)
焊剂的使用量应是最佳的,从而最大程度上去除了氧化物,使残渣最小化。
     (6)
需要较高的操作技艺。
     (7)
由于对流和辐射方法在再流前将焊剂蒸发掉,因而在空气中安装元件仅能使用传导(接触)方法。
   
由于免清洗焊剂挥发性、建议在每一返修台上局部通风。同时焊剂的储存、使用方法都应严格控制,避免燃烧危险。另外由于印制电路组件在无清洗的返修操作后没有清洗工序,因此免清洗返修操作作者一定要注意工艺的清洁度。如操作时应戴上手套,工作区应满足非常高的清洁度标准,以避免任何污染。
   
为了提高免清洗返修的可返修性,在选择焊剂时可选择固态含量较高的免清洗焊剂,尽管它们在板子上留下较多的焊剂残渣,但焊剂含有树脂较好的热传送特性。这些焊剂通常是以浓缩的焊膏形式,使用时可用醇来稀释,以满足热传送和低残渣的要求。
   
在一些不严格的应用中,也可使用RMA类焊剂而无需清洗。因为这些焊剂中的树脂作用如同保护层密封了活化剂防止了潮湿引起的腐蚀等。其实早期印制电路板就是不清洗的,后来增加了清洗工艺,主要是为了改善印制板的外观质量,在这种情况下,如果RAM焊剂的残渣不能被彻底清洗部分地暴露并遗留在板子上,那么其防护作用将会失去,从而影响了印制电路组件的长期可靠性。这时免清洗完全比无效的清洗可取。

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