后附（手工焊接） 修板及返修工艺

1. 后附（手工焊接） 修板及返修工艺

2. 1 后附（手工焊）、修板及返修工艺目的 a由于设计或工艺要求有的元器件需要在完成再流焊或波峰焊后进行手工焊接（例如双面有插装元件时），还有一些不能清洗的元件需要在完成清洗后进行手工焊接； b在再流焊工艺中，由于焊盘设计不合理、不良的焊膏印刷、不正确的元件贴装、焊膏塌落、再流焊不充分等，都会引起开路、桥接、虚焊和不良润湿等焊点缺陷；对于窄间距SMD器件，由于对印刷、贴装、共面性的要求很高，因此引脚焊接的返修很常见；在波峰焊工艺中，由于阴影效应等原因也会产生以上焊点缺陷。因此需要通过手工借助必要的工具进行修整后可祛除各种焊点缺陷，从而获得合格的焊点； c补焊漏贴的元器件； d更换贴错位置以及损坏的元器件； e在线测试或功能测试以及单板和整机调试后也有一些需要更换的元器件。

3. 后附（手工焊）、修板及返修工艺要求 a操作人员应带防静电腕带。 b一般要求采用防静电恒温烙铁，采用普通烙铁时必须接地良好c修理Chip元件时应采用15—20W小功率烙铁。烙铁头温度控制265℃以下； d焊接时不允许直接加热Chip元件的焊端和元器件引脚的脚跟以部位，焊接时间不超过3s/次，同一焊点不超过2次。以免受热冲击损坏元器件。 e烙铁头始终保持光滑，无钩、无刺。 f烙铁头不得重触焊盘，不要反复长时间在一焊点加热，对同一焊点，如第一次未焊妥，要稍许停留，再进行焊接，不得划破焊盘及导线。 g拆卸SMD器件时，应等到全部引脚完全融化时再取下器件，以防破坏器件的共面性。 h焊剂和焊料的材料要与再流焊和波峰焊时一致或匹配（例如采用免清洗或水清洗时焊接材料一定不能混淆）。

4. 3后附（手工焊）、修板及返修技术要求 a 元器件焊点表面应连续、完整、光滑，Chip元件的端头不能脱帽（端头被焊锡蚀掉）； b元器件的极性和方向应符合工艺图纸要求； c元器件贴装位置准确居中。

5. 4 后附（手工焊）、修板及返修方法 4.1虚焊、桥接、拉尖、不润湿、焊料量少等焊点缺陷的修整 a 用细毛笔蘸助焊剂涂在元器件焊点上； b 用扁铲形烙铁头加热焊点，将元器件焊端焊盘之间的焊料融化，消除虚焊、拉尖、不润湿等焊点缺陷，使焊点光滑、完整； c 在桥接处涂适量助焊剂，用烙铁头加热桥接处焊点，待焊料融化后缓慢向外或向焊点的一侧拖拉，使桥接的焊点分开； d 用烙铁头加热融化焊料量少的焊点，同时加少许∮0.5—0.8mm的焊锡丝，焊锡丝碰到烙铁头时应迅速离开，否则焊料会加得太多。 H=3~12mm δ=1mm 左右 （将普通烙铁头轧扁， 再将两角锉圆滑） 图1 修理焊点和焊接表面组装元器件用的扁铲形烙铁头

6. 4.2 Chip元件吊桥、元件移位的修整 a用细毛笔蘸助焊剂涂在元器件焊点上； b用镊子夹持吊桥或移位的元件； c用马蹄形烙铁头加热元件两端焊点，焊点融化后立即将元件的两个焊端移到相对应焊盘位置上，烙铁头离开焊点后再松开镊子； d操作不熟练时，先用马蹄形烙铁头加热元件两端焊点，融化后将元件取下来，再清除焊盘上残留的焊锡，最后重新焊接元件； e修整时注意烙铁头不要直接碰Chip元件的焊端，Chip元件只能按以上方法修整一次，而且烙铁不能长时间接触两端的焊点，否则容易造成Chip元件脱帽。 D=元件长度+0.1mm H＞元件厚度 δ=1mm 左右 （将普通烙铁头轧扁后用锉刀把扁片中间锉出与 Chip 元D δ 件一样长和厚的 缺口，制成马蹄形烙铁头）

7. 3 三焊端的电位器、SOT以及SSOP、SOJ移位的返修（无返修设备时） a用细毛笔蘸助焊剂涂在器件两侧的所有引脚焊点上； b用双片扁铲式马蹄形烙铁头同时加热器件两端所有引脚焊点c待焊点完全融化（数秒钟）后，用镊子夹持器件立即离开焊盘； d用烙铁将焊盘和器件引脚上残留的焊锡清理干净、平整； e用镊子夹持器件，对准极性和方向，使引脚与焊盘对齐，居贴放在相应的焊盘上，用扁铲形烙铁头先焊牢器件斜对角1—2个引脚； f 涂助焊剂，从第一条引脚开始顺序向下缓慢匀速拖拉烙铁，同时加少许∮0.5—0.8mm焊锡丝，将器件两侧引脚全部焊牢。 g 焊接SOJ时，烙铁头与 器件应成小于45°角度， 在J形引脚弯面与焊盘交 接处进行焊接。 J形引脚弯面与焊盘交接处进行焊接。 D＞器件引脚最宽尺＜器件焊盘外端尺h＞δ h L＞器件长度 D L δ=1mm 左右

8. 4.4 PLCC和QFP表面组装器件移位的返修 在没有维修工作站的情况下，可采用以下方法返修： a首先检查器件周围有无影响方形烙铁头操作的元件，应先将这些元件拆卸，待返修完毕再焊上将其复位； b 用细毛笔蘸助焊剂涂在器件四周的所有引脚焊点上； c 选择与器件尺寸相匹配的四方形烙铁头（小尺寸器件用 35W，大尺寸器件用50W，可自制或采购，见图4）在四方形烙铁头端面上加适量焊锡，扣在需要拆卸器件引脚的焊点处，四方形烙铁头要放平，必须同时加热器件四端所有引脚焊点； d 待焊点完全融化（数秒钟）后，用镊子夹持器件立即离开焊盘和烙铁头； e用烙铁将焊盘和器件引脚上残留的焊锡清理干净、平整； f用镊子夹持器件，对准极性和方向，将引脚对齐焊盘，居中贴放在相应的焊盘上，对准后用镊子按住不要移动；

9. g 用扁铲形烙铁头先焊牢器件斜对角1—2个引脚，以固定器件位置，确认准确后，用细毛笔蘸助焊剂涂在器件四周的所有引脚和焊盘上，沿引脚脚趾与焊盘交接处从第一条引脚开始顺序向下缓慢匀速拖拉，同时加少许∮0.5—0.8mm的焊锡丝，用此方法将器件四侧引脚全部焊牢。 h 焊接PLCC器件时，烙铁头与器件应成小于45°角度，在J形引脚弯曲面与焊盘交接处进行焊接。 D＞ 器件引脚最宽尺寸 ＜器件焊盘外端尺寸 D h＞器件厚度 L＞器件长度 D δ=1mm 左右

10. 4.5 BGA的返修工艺介绍

11. 4.5.1 BGA返修系统的原理 普通热风SMD返修系统的原理：采用非常细的热气流聚集到表组装器件（SMD）的引脚和焊盘上，使焊点融化或使焊膏回流，以成拆卸和焊接功能。拆卸时使用一个装有弹簧和橡皮吸嘴的真空机械装置，当全部焊点熔化时将SMD器件轻轻吸起来。其热气流是通可更换的各种不同规格尺寸热风喷嘴来实现的。由于热气流是从加热头四周出来的，因此不会损坏SMD以及基板或周围的元器件。可比较容易地拆卸或焊接SMD。 不同厂家返修系统的相异之处主要在于加热源不同(例如热风红外)，或热气流方式不同。 由于BGA的焊点在器件底部，是看不见的，因此重新焊接BGA时要求返修系统配有分光视觉系统（或称为底部反射光学系统），以保证贴装BGA时精确对中。

12. 4.5.2 BGA的返修步骤（普通热风SMD返修系统） (1) 拆卸BGA a 将需要拆卸BGA的表面组装板安放在返修系统的工作台上； b 选择与器件尺寸相匹配的喷嘴，装在上加热器的连接杆上； C将热风喷嘴扣在器件上，注意器件四周的距离均匀，如器件周围有影响操作的元件，先将这些元件拆卸，待返修完毕再复位； d 选择适合吸着需要拆卸器件的吸盘（吸嘴），调节吸取器件的真空负压吸管高度，将吸盘接触器件的顶面，打开真空泵开关； e 设置拆卸温度曲线，根据器件的尺寸、PCB的厚度等具体情况设置温度曲线，BGA的拆卸温度与传统的SMD相比，要高15℃左右； f 打开加热电源，调整热风量

13. (2)去除PCB焊盘上的残留焊锡并清洗这一区域； a 用烙铁将PCB焊盘残留的焊锡清理干净、平整，可采用拆焊编织带和扁铲形烙铁头进行清理，操作时注意不要损坏焊盘和阻焊膜。 b用异丙醇或乙醇等清洗剂将助焊剂残留物清洗干净。

14. (3)去潮处理 由于PBGA对潮气敏感，因此在组装之前要检查器件是否受潮对受潮的器件进行去潮处理。 a 去潮处理方法和要求： 开封后检查包装内附的湿度显示卡，当指示湿度＞20％（在23℃±5℃时读取）,说明器件已经受潮，在贴装前需对器件进行潮处理。去潮的方法可采用电热鼓风干燥箱，在125±1℃下烘烤12—20h。 b 去潮处理注意事项： * 把器件码放在耐高温(大于150℃) 防静电塑料托盘中烘烤； * 烘箱要确保接地良好，操作人员带接地良好的防静电手

15. (4)印刷焊膏（可在返修台上或在显微镜下进行对中和印刷）(4)印刷焊膏（可在返修台上或在显微镜下进行对中和印刷） 方法①——将焊膏印在PCB焊盘上 因为表面组装板上已经装有其他元器件，因此必须采用BGA专用小模板，模板厚度与开口尺寸要根据球径和球距确定，印刷完毕必须检查印刷质量，如不合格，必须清洗后重新印刷。 方法②——将焊膏直接印在BGA焊盘上 这种方法比较灵活，而且比较科学。尤其适合如手机板等高密度板。

16. (5)贴装BGA 贴装BGA器件的步骤如下： a 将印好焊膏的表面组装板安放在返修系统的工作台上； b选择适当的吸嘴，打开真空泵。将BGA器件吸起来，用摄象机顶部光源照PCB上印好焊膏的BGA焊盘，调节焦距使监视器显示的图像最清晰，然后拉出BGA专用的反射光源，照BGA器件底部并使图像最清晰，然后调整工作台的X、Y、θ（角度）旋钮，使BGA器件底部图像与PCB焊盘图像完全重合，大尺寸的BGA器件可采用裂像功能； cBGA器件底部图像与PCB焊盘图像完全重合后将吸嘴向下移动，把BGA器件贴装到PCB上，然后关闭真空泵。

17. (6)再流焊接 a设置焊接温度曲线，根据器件的尺寸、PCB的厚度等具体情况设置焊接温度曲线，为避免损坏BGA器件，预热温度控制在100℃—125℃，升温速率和温度保持时间都很关键，升温速率控制在1—2℃/s，BGA的焊接温度与传统的SMD相比，要高15℃左右，PCB底部预热温度控制在160℃左右。 b选择与器件尺寸相匹配的四方形热风喷嘴，并将热风喷嘴安装在上加热器的连接杆上，要注意安装平稳； c将热风喷嘴扣在BGA器件上，要注意器件四周的距离均匀； d打开加热电源，调整热风量，开始焊接； e 焊接完毕，向上抬起热风喷嘴，取下表面组装板。

18. (7) 检验 BGA的焊接质量检验需要X光或超声波检查设备，在没有检查设备的情况下，可通过功能测试判断焊接质量，还可以把焊好BGA的表面组装板举起来，对光平视BGA四周：观察焊膏是否完全融化、焊球是否塌陷、BGA四周与PCB之间的距离是否一致，以经验来判断焊接效果。

19. 4.5.3 BGA置球工艺介绍 经过拆卸的BGA器件一般情况可以重复使用，但由于拆 卸后BGA底部的焊球被不同程度的破坏，因此必须进行置球 处理后才能使用。根据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，其工艺过程是相 同的，具体步骤如下：

20. 去除BGA底部焊盘上的残留焊锡并清洗 • a 用烙铁将BGA底部焊盘残留的焊锡清理干净、平整， • 可采用拆焊编织带和扁铲形烙铁头进行清理，操作时注意 • 不要损坏焊盘和阻焊膜。 • b 用异丙醇或乙醇等清洗剂将助焊剂残留物清洗干净。 • (2) 在BGA底部焊盘上印刷助焊剂（或焊膏） • a 般情况采用采用涂覆（可以用刷子刷、也可以印刷）高黏度的助焊剂，起到粘接和助焊作用；有时也可以采用焊膏代替，采用焊膏时焊膏的金属组分应与焊球的金属组分相匹配，应保证印刷后焊膏图形清晰、不漫流。 • b 印刷时采用BGA专用小模板，模板厚度与开口尺寸要 • 根据球径和球距确定，印刷完毕必须检查印刷质量，如不 • 合格，必须清洗后重新印刷。

21. (3) 选择焊球 选择焊球时要考虑焊球的材料和球径的尺寸。目前PBGA焊球的焊膏材料一般都是63Sn/37Pb，与目前再流焊使用的材料是一致的，CBGA焊球一般都是高温焊料，因此必须选择与BGA器件焊球材料相匹配的焊球。 焊球尺寸的选择也很重要，如果使用高黏度助焊剂，应选择与BGA器件焊球相同直径的焊球；如果使用焊膏，应选择比BGA器件焊球直径小一些的焊球。

22. (4) 置球方法一（采用置球器） a 如果有置球器，选择一块与BGA焊盘匹配的模板，模板的开口尺寸应比焊球直径大0.05—0.1mm，将焊球均匀地撒在模板上，摇晃置球器，把多余的焊球从模板上滚到置球器的焊球收集槽中，使模板表面恰好每个漏孔中保留一个焊球； b 把置球器放置在BGA返修设备的工作台上，把印好助焊剂或焊膏的BGA器件吸在BGA返修设备的吸嘴上（焊盘面向下）； c 按照4.5.2 (5) 贴装BGA的方法进行对准，使BGA器件底部图像与置球器模板表面每个焊球图像完全重合； d 将吸嘴向下移动，把BGA器件贴装到置球器模板表面，然后将BGA器件吸起来； e 用镊子夹住BGA器件的外边框，关闭真空泵； f 将BGA器件的焊球面向上放置在BGA返修设备的工作台上；

23. (5) 置球方法二（没有置球器时可采用以下方法） a 把印好助焊剂或焊膏的BGA器件放置在工作台上； b 准备一块与BGA焊盘匹配的模板，模板的开口尺寸应比焊球直径大0.05 —0.1mm；把模板四周用垫块架高，放置在印好助焊剂或焊膏的BGA器件上方，使模板与BGA之间的距离等于或略小于焊球的直径，在显微镜下或在BGA返修设备上对准； c 将焊球均匀地撒在模板上，把多余的焊球用镊子从模板上拨（取）下来，使模板表面恰好每个漏孔中保留一个焊球； d 移开模板（个别没有放置好的地方，可用镊子或用小吸嘴的吸笔补完整）。

24. 置球方法三（特别是CSP可采用以下方法） 在CSP或BGA底部焊盘上印刷焊膏后，直接在返修台或 再流焊炉内进行焊接。 此方法要求焊膏量必须适当、印刷后焊膏图形清晰、 不漫流。

25. (6) 再流焊接 按照2.6 进行再流焊接。焊接时BGA器件的焊球面向上,要把热风量调到最小，以防把焊球吹移位，再流焊温度也要比焊接BGA时略低一些。经过再流焊处理后，焊球就固定在BGA器件了。 (7) 完成置球工艺后，应将BGA器件清洗干净，并尽快进行贴装和焊接，以防焊球氧化和器件受潮。