第3章SMT返修技术
SMT返修技术
SMT返修技术1. 引言表面贴装技术（Surface Mount Technology，简称SMT）是一种广泛应用于电子制造业的技术，它通过将电子元器件直接焊接在PCB（Printed Circuit Board，印刷电路板）上，取代了传统的手工插件技术。
由于SMT技术具有高效、高可靠性和高集成度的特点，在现代电子制造中得到广泛应用。
然而，在SMT生产过程中，难免会出现一些制造缺陷或者不良品。
为了提高制造的质量和可靠性，需要对这些不良品进行返修。
本文将详细介绍SMT返修技术的概念、方法和流程。
2. SMT返修技术概述SMT返修技术是对SMT制造过程中出现的不良品进行修补和改进的一系列方法和工艺。
返修技术的目标是修复不良品，提高其质量和可靠性，并且尽量减少对其他元器件和电路板的影响。
返修技术通常包括以下几个方面：•电路板返修：修复被点焊或波峰焊不良导致的焊接问题，如焊球、焊接不良等。
•元器件返修：修复元器件引脚弯曲、错位、焊接不良等问题。
•焊膏返修：修复过多或过少的焊膏，或者焊膏质量不良导致的焊接问题。
•BGA返修：修复BGA（Ball Grid Array）元器件的焊接问题，如焊球断裂、焊点开裂等。
3. SMT返修技术的方法和工艺3.1 电路板返修方法电路板返修是SMT返修中最常见的一种方法。
常用的电路板返修方法包括以下几个步骤：1.检查不良品：首先需要对不良品进行检查，确定需要返修的问题所在。
2.清除问题区域：使用专用工具或化学材料清除电路板上的焊膏和焊接点，以便进行修复。
3.返修焊接点：使用烙铁或其他焊接设备对焊接点进行修复。
这包括重新焊接导致焊接不良的引脚、修复焊盘或金属基板上的焊点等。
4.检查修复效果：修复完成后，需要对修复的焊接点进行质量检查，确保焊接完好。
3.2 元器件返修方法元器件返修主要针对引脚弯曲、错位、焊接不良等问题进行修复。
常用的元器件返修方法如下：1.替换元器件：对于引脚弯曲或焊接不良的元器件，可以采用替换的方法进行修复。
返修SMT芯片的方法简述
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ：Ｗｉ ｔ ｈ ｔ ｈ ｅ Ｓ ＭＴ ｍｏ ｖ ｉ ｎ ｇ ｉ ｎ ｈ ｅ￣ｒ ｔ ｅ ｃ ｄ ｏ ｎ ｏ ｆ ｉ ｆ ｎ ｅ — ｐ ｉ ｔ ｃ ｈ ｃ ｏ ｍｐ ｏ ｎ ｅ ｎ ｔ ｓ ｄ ｅ ｖ ｄｏ ｐ ｍｅ ｎ ｔ ｆ ｏ ｒ ａ ｌ ｏ ｔ ｏ ｆ ｒ ｅ ｗｏ ｒ ｋ Ｓ ＭＴ ｃ ｏ ｍｐ ｏ ｎ ｅ ｎ ｔ ｓ ，ｔ ｈ ｉ ｓ ａ ｒ ｔ ｉ ｄ ｅ ｆ ｏ ｃ ｕ ｓ ｅ ｓ ｎｓ ｉ ｔ ａ ｎ ｃ ｅ ｃ ｏ ｎ ｄ ｕ ｃ ｕ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ ｃ ｏ ｎ ｖ ｅ ｃ ￣ ｏ ｎ ｒ ｅ ｗｏ ｒ ｋ ｃ ｏ ｍｐ ｏ ｎ ｅ ｎ ｔ ｓ ，ａ ｎ ｄｔ ｈｅ ｓ ｅｔ ｗ ｏ ｍｅ ｈｏ ｔ ｄ ｓ ｏ ｆ ｃ ｌ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ｒ ｅ ｗｏ ｒ ｋ ｐ ｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ ，ｔ ｈｅｐ ｒ ｏ ｓ ａ ｎ ｄ ｃ ｏ ｎ ｓ ． Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ ：Ｓ ＭＴ ； ｃ ｏ ｎ ｄ ｕ ｃ ｕ ｏ ｎ ｍｅ ｈｏ ｔ ｄ； ｃ ｏ ｎ ｖ ｅ ｃ ｄ ｏ ｎ ｍｅ ｈｏ ｔ ｄ
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smt返修
SMT成功返修的关键工艺再流之前适当预热PCB板;再流之后迅速冷却焊点。
对于成功返修SMT起帮助作用的两个最关键工艺，也是两个最容易引起忽视的问题：由于这两个根本工艺经常为返修技术人员所忽视，事实上，有时返修后比返修之前的状况更糟糕。
尽管有些“返修”缺陷有时能被后道工序检验员所发现，但多数情况下总是看不出来，但在以后电路试验中马上会暴露出来。
预热——成功返修的前提诚然，PCB长时间地在高温(315-426℃)下加工会带来很多潜在的问题。
热损坏，如焊盘和引线翘曲，基板脱层，生白斑或起泡，变色。
板翘和被烧通常都会引起检验员注意。
但是，正是因为不会“烧坏板”并不等于说“板未受损坏”。
高温对PCB的“无形”损害甚至比上述所列问题更加严重。
几十年来，无数次试验反复证明PCB及其元件能“通过”返工后的检验和试验，其衰减速度比正常PCB板高。
这种基板内部翘曲和其电路元件衰减等“隐形”问题来自于不同材料不同的膨胀系数。
显然，这些问题不会自我暴露，甚至在开始电路试验时也未被发现，但仍潜伏在PCB组件中。
尽管“返修”后看上去很好，但就象人们常说的一句话：“手术成功了，可病人不幸死去”。
巨大热应力的产生原因，常温下(21℃)的PCB组件突然接触热源为约370℃的烙铁、去焊工具或热风头进行局部加热时，对电路板及其元器件有约349℃的温差变化, 产生”爆米花”现象。
“爆米花”现象是指存在于一块集成电路或SMD在器件内部的湿气在返修过程中迅速受热, 使湿气膨胀, 出现微型爆裂或破裂的现象。
因此，半导体工业和电路板制造业要求生产人员在再流之前, 尽量缩短预热时间, 迅速升到再流温度。
事实上PCB组件再流工艺中已经包括再流前的预热阶段。
无论PCB装配厂是采用波峰焊，红外汽相或对流再流焊，每种方法一般均要进行预热或保温处理，温度一般在140-160℃。
在实施再流焊之前，利用简单的短期预热PCB就能解决返修时的许多问题。
这在再流焊工艺中已有数年成功的历史了。
SMT技术3-SMB设计
9/28/2011
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3.热膨胀系数(CTE)低 3.热膨胀系数(CTE)低 热膨胀系数(CTE) 由于SMD器件引脚多且短 器件本体与PCB之间的 器件引脚多且短， 之间的CTE不一 由于SMD器件引脚多且短，器件本体与PCB之间的CTE不一 由于热应力而造成器件损坏的事情经常会发生，因此要求SMD 致。由于热应力而造成器件损坏的事情经常会发生，因此要求SMD 基材的CTE应尽可能低 以适应与器件的匹配性，如今，CSP、FC等 应尽可能低， 基材的CTE应尽可能低，以适应与器件的匹配性，如今，CSP、FC等 芯片级的器件已用来直接贴装在SMB上 这就对SMB的CTE提出了 芯片级的器件已用来直接贴装在SMB上，这就对SMB的CTE提出了 更高的要求。 更高的要求。 4.耐高温性能好 4.耐高温性能好 SMT焊接过程中 经常需要双面贴装元器件，因此要求SMB能 SMT焊接过程中，经常需要双面贴装元器件，因此要求SMB能 焊接过程中， 耐两次再流焊温度，并要求SMB变形小 不起泡， 变形小、 耐两次再流焊温度，并要求SMB变形小、不起泡，焊盘仍有优良的 可焊性，SMB表面仍有较高的光洁度 表面仍有较高的光洁度。 可焊性，SMB表面仍有较高的光洁度。 5.平整度高 5.平整度高 SMB要求很高的平整度 以便SMD引脚与 SMB要求很高的平整度，以便SMD引脚与SMB焊盘密切配合， 要求很高的平整度， 引脚与SMB焊盘密切配合 焊盘密切配合， SMB焊盘表面涂覆层不再使用 ／Pb合金热风整平工艺 SMB焊盘表面涂覆层不再使用Sn／Pb合金热风整平工艺，而是采用 焊盘表面涂覆层不再使用Sn 合金热风整平工艺， 镀金工艺或者预热助焊剂涂覆工艺。 镀金工艺或者预热助焊剂涂覆工艺。
SMT 返修
毕业设计论文SMT调频收音机返修当完成PCBA的检查后，发现有缺陷的PCBA就需求进行维修，公司有返修SMT的PCBA有两种方法。
一是采用恒温烙铁（手工焊接）进行返修，一是采用返修工作台（热风焊接）进行返修。
不论采用那种方式都要求在最短的时间内形成良好的焊接点。
因此当采用烙铁时要求在少于5秒的时间内完成焊接点，最好是大约3秒钟。
8.1返修工具认识焊锡丝热风枪电烙铁图 8-1-1 图8-1-2 图8-1-2利用返修工作台主要是对QFP、BGA、PLCC等元器件的缺陷而手工无法进行返修时采用的方法，它通常采用热风加热法对元器件焊脚进行加热，但须配合相应喷嘴。
较高级的返修工作台其加温区可以做出与回流炉相似的温度曲线，如公司的SMD-1000返修工作台。
关于返修工作台的操作请参巧使用说明书。
SMT零件维修的工具有﹕烙铁﹑热风拔取器﹑吸锡枪，镊子；8.2焊接原理锡焊是一门科学，他的原理是通过加热的烙铁将固态焊锡丝加热熔化，再借助于助焊剂的作用，使其流入被焊金属之间，待冷却后形成牢固可靠的焊接点。
当焊料为锡铅合金焊接面为铜时，焊料先对焊接表面产生润湿，伴随着润湿现象的发生，焊料逐渐向金属铜扩散，在焊料与金属铜的接触面形成附着层，使两则牢固的结合起来。
所以焊锡是通过润湿、扩散和冶金结合这三个物理,化学过程来完成的。
8.3返修的工艺要求8.3.1操作前检查（1）操作前3-5分钟把电烙铁插头插入规定的插座上，检查烙铁是否发热，如发觉不热，先检查插座是否插好，如插好，若还不发热，应立即向管理员汇报，不能自随意拆开烙铁，更不能用手直接接触烙铁头。
（2）已经氧化凹凸不平的或带钩的烙铁头应更新的：1、可以保证良好的热传导效果；2、保证被焊接物的品质。
如果换上新的烙铁嘴，受热后应将保养漆擦掉，立即加上锡保养。
烙铁的清洗要在焊锡作业前实施，如果5分钟以上不使用烙铁，需关闭电源。
海绵要清洗干净不干净的海绵中含有金属颗粒，或含硫的海绵都会损坏烙铁头。
SMT CSP返修技术(PPT,24页)-致亲爱的读者
包装尺寸和锡球间距的减少，伴随PCB上元件密度的增 加，带来了新的装配与返工的挑战。如果使用传统的返工工 艺而不影响邻近的元件，紧密的元件间隔使得元件的移动和 更换更加困难，CSP提供更密的引脚间距，可能引起位置纠 正和准确元件贴装的问题，轻重量、低质量的元件恐怕会中 心不准和歪斜，因为热风回流会使元件移位。
为了成功的CSP元件移动和更换，过程调整是需要的在 峰值温度，真空吸取管要降低到元件表面，损坏焊接点和溅 锡到板上周围区域。
尽管返工工具据说是使用无力移动技术，元件上轻微的 压力足以损坏一小部分的共晶焊接点。板也看到去向上翘曲， 使情况恶化。为了防止这个，在移去步骤中增加额外的高度， 使得真空吸取管在移去时不会压缩焊接点。
太多的助焊剂产生一层液体，回流期间CSP元件可能漂 移。同时，太少助焊剂意味着当热空气第一次开动时，没有 粘性的东西来保持元件在位置上。只对BGA本身而不是板的 焊接点上助焊剂改进了返工工艺的效率。
最终返工焊接点与非返工焊接 点是可以比较的，如图所示
docin/sundae_meng
四.返修經驗總結
docin/sundae_meng
二.元件返修工藝
使用BGA喷嘴热风加热，适合于小型microBGA和CSP。 返工的低气流能力，在定制偏置底板上对板底面加热，计算 机控制温度曲线校正的视觉系统，自动真空吸取和元件贴装。
三.CSP返修流程
3.1 元件的拆卸 3.2 焊接表面的预处理
3.1 元件的拆卸
新元件的安装 取走元件并对线路板进行预处理后，就可以将新的元件
装到板上去了。制定的加热曲线(同上面方法一样)应仔细考 虑避免板子扭曲并获得理想的回流焊效果，现在自动温度曲 线制定软件可以作为一种首选的技术。
SMT技术3SMB设计
• 镀金工艺或者预热助焊剂涂覆工艺。
10/13/2019
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PCB基材质量参数
•
1.玻璃化转变温度(Tg)
•
玻璃化转变温度(Tg)是指PCB材质在一定温度条件下，基材结构
发生变化的临界温度。在这个温度之下基材是硬而脆的，即类似玻璃
的形态，通常称之为玻璃态;若在这个温度之上，材料会变软，呈橡胶
样形态，称之为橡胶态或皮革态，这时它的机械强度将明显变低。
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•
3.耐热性
•
某些工艺过程中SMB需经两次再流焊，因而经过一次高温
后，仍然要求保持板间的平整度，方能保证二次贴片的可靠性;
而SMB焊盘越来越小，焊盘的粘结强度相对较小，若SMB使用
的基材耐热性高，则焊盘的抗剥强度也较高，一般要求SMB能
具有2500C／50s的耐热性。
•
4.电气性能
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• 2.布线规则
•
布线是按照电原理图和导线表以及需要的导线宽度与间距布设印
制导线，布线一般应遵守如下规则：
•
①在满足使用要求的前提下，选择布线方式的顺序为单层→双层
• →多层，即布线可简时不繁。
•
②两个连接盘之间的导线布设尽量短，敏感的信号、小信号先
• 走，以减少小信号的延迟与干扰。模拟电路的输入线旁应布设接地线
称为阻抗，简称Z0。用于高频线路的SMB应有高精度的特性阻抗。 影响Zo值有多方面的因素，如绝缘层的介电常数ε、绝缘层的厚
度H、导线宽度W、导电层的厚度T(包括镀金层的厚度)，其ε、H、
T与PCB基材本身特性有关。
10/13/2019
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表面组装印制板的设计
M3U5 返修工艺(1)- PPT
一、返修基础
M3U5 返修工艺（一）
一、返修基础
4.返修基本步骤
(1)返修基本步骤 拆除有质量问题的元器件； 预处理：
清除焊盘上焊料
清洁 涂助焊剂，焊膏，焊料 吸取并贴装新的元器件； 局部加热进行焊接。 检测
M3U5 返修工艺（一）
一、返修基础
4.返修基本步骤
(2)焊接顺序
M3U5 返修工艺（一）
5.返修的工艺要求与技巧 (2) 实际操作 一、返修基础
④焊接IC器件时，在焊盘 上均匀涂一层助焊膏，不 仅可以对焊点起到浸润与 助焊的作用，而且还大大 方便了维修员作业，提高 了维修速度。
⑤对多引脚器件进行 拖焊时，速度不要太 快，1s左右拖过一个 焊点即可。
M3U5 返修工艺（一）
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BGA bridge cold joint cool down delamination flux heat gun IC magnifier glass nonwetting PLCC
球栅阵列 桥连 冷焊点 冷却 分层 助焊剂 热风枪 集成芯片 放大镜 不润湿 塑封有引脚芯片载体
M3U5 返修工艺（一）
5.返修的工艺要求与技巧 (1) 工具选取
①焊接片式元件时，选用 的烙铁头宽度应与元件宽 度一致，若太小，则焊接 时不易定位。
一、返修基础
②焊接片式元件时，所选用 焊锡丝焊的直径应与元件宽 度匹配，若直径太大，易使 焊锡溢出焊盘或堆叠到元件 端，与元件本体接触。
③焊接好后可用4～6倍的放大镜 检查焊点之间料
（1）普通元器件返修工具和材料
常寿命烙铁头电烙铁 外热式电烙铁 温控式电烙铁
一、返修基础
SMT技术3-SMB设计
3/21/2021
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对SMB性能要求高
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SMB的特点
•
1.高密度
•
由于有些SMD器件引脚数高达100～500条之多，引脚中心距
• 已由1.27mm过渡到0.5mm，甚至0.3mm，因此SMB要求细线、窄
间距，线宽从0.2～0.3mm缩小到0.15mm、0.1mm甚至0.05mm， 2.54mm网格之间已由过双线已发展到过3根导线,最新技术已达到过6 根导线，细线、窄间距极大地提高了PCB的安装密度。
单位温度变化所引发的材料尺寸的线性变化量。
•
任何材料受热后都会膨胀，高分子材料的CTE通常高于无机材料
，当膨胀应力超过材料承受限度时，会对材料产生损坏。用于SMB
的多层板是由几片单层“半固化树脂片”热压制成的，冷却后再在需要
的位置上钻孔并进行电镀处理，最后生成电镀通孔－－金属化孔，金
属化孔制成后，也就实现了SMB层与层之间的互连。一般金属化孔 的孔壁仅在25μm厚左右，且铜层致密性不会很高。
•
⑧焊盘与较大面积导电区相连接时，应采用长度不小于0.5mm
• 的细导线进行热隔离，细导线宽度不小于0.13mm。
•
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•
⑨最靠近板的边缘的导线，距离印制板边缘的距离应大于
• 5mm，需要时接地线可以靠 近板的边缘。如果印制板加工过程中要
• 插入导轨，则导线距板的边缘至少要大于导轨槽深的距离。
线间的绝缘性能。若是内层导体，允许的电流密度约为外层导体的一半。
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•
4.印制导线间距
•
印制板表层导线间的绝缘电阻是由导线间距、相邻导线平行段
smt返修技术资料
smt返修技术资料必需设备连续真空脱焊系统脱焊吸嘴湿海绵任选设备焊锡槽材料含助焊剂的焊锡丝助焊剂清洁剂拭纸/擦布步骤：去除平均绝缘涂层（如有），清洁工作面的污氧化物、残留物或助焊剂。
2、安装脱焊手柄。
3、加热手柄，使吸嘴温度升至大约需要设置）。
4、往所有焊点涂覆助焊剂（任选）5、将热吸头蘸湿海绵。
6、用焊锡润湿吸嘴（见图1）。
7、降低吸嘴，将吸嘴与焊点接触。
刍: Figure 1 Position Tips>5）9、针对方扁平引脚，移动引脚；针对圆形引脚转动引脚，当引脚连续移动时，使用真空将焊脱离焊点。
（见图3和4）10、提起吸嘴，连续保持3秒真空，清除加，圆周锡热室内的熔融焊Figure 2 Melt Solder佬315C际y-：-. - . 1- ■一1丁I r-iFigure 4 NI CVB Lead & Apply Vacuum。
（见图2）Figure 5 Lift Hfindpiece11、对所有焊点重复以上步骤12、用焊锡再次润湿吸嘴，之后将手柄放回原位13、PG洁焊盘器为元件重置做好预备。
必需设备喷锡系统与元件配套的管套与喷嘴拆卸工具供PCB放置于喷锡系统上的垫板预热炉任选设备真空吸锡工具材料含助焊剂的焊锡丝清洁剂耐热并防静电的手套护脸装置耐热带步骤：本操作仅限于富有体会的操作员。
因为涉及高温、熔融的焊锡，必须十分慎重。
1、按照特定的板子上的特定元件所需的脱待锡炉温度达到设定值。
2、将匹配的管套或喷嘴连接到焊锡槽里。
3、针对特定的元件进行喷锡时刻设置。
4、工作区必须用抗高温带或类似材料护住（见图2）焊温度，设定锡炉温度。
等（见图1）以防焊锡槽相邻区域受损。
Figure 2 FluxFigure 3 Place Over Solder Fountain5、预热PCB至所需温度，预热温度的高低取决于元件的耐温性能和P CB的Tg点（玻璃化转变温度）。
6、在待拆除的元件的底面涂覆助焊剂。
第三章SMT表面安装工艺
第三章SMT表面安装工艺表面安装技术SMT(surface mounting technology)通孔基板插装元器件技术THT(through-hole mounting technology)一、表面安装技术SMT长处：一、实现微型化二、信号传输速度高3、高频特性好4、有利于自动化生产、提高成品率和生产效率五、材料本钱低六、SMT技术简化电子整机产品的生产工序、降低生产本钱表面组装技术（SMT）是无需对印制板钻插装孔，直接将片式元器件或适合于表面贴装的微型元器件贴、焊到印制板或其他基板表面规定位置上的装联技术。
“表面组装技术” “Surface Mount Technology”，--------------“SMT”一、表面组装技术的组装类型（1）按焊接方式可分为回流焊和波峰焊两种类型（2）按组装方式可分为全表面组装、单面混装、双面混装SMT生产线——依照自动化程度可分为全自动生产线和半自动生产线；依照生产线的规模大小可分为大型、中型和小型生产线。
印刷机+ 高速贴片机+泛用贴片机+ 回流炉丝印机+ AOI+高速机+高速机+泛用机+AOI+回流焊回流焊工艺——在PCB的焊盘上印刷焊膏、贴装元器件，从再流焊炉入口到出口大约需要5~6分钟就完成了干燥、预热、熔化、冷却全数焊接进程。
（1）印刷机——用来印刷焊膏或贴片胶的。
将焊膏（或贴片胶）正确地漏印到印制板相应的焊盘（位置）上。
（2）贴装机——相当于机械人，把元器件从包装中掏出，并贴放到印制板相应的位置上。
（3）再流焊炉——是焊接表面贴装元器件的设备（4）AOI——自动光学检测技术二、SMT工艺技术发展趋势（1）目前表面组装主要采用印刷焊膏再流焊工艺。
（2）单面板混装和有较多通孔元件时用到波峰焊工艺。
（3）在通孔元件较少的混装板中，通孔元件再流焊工艺也愈来愈多地被应用。
（4）POP（Package On Package）层叠封装技术的应用。
为了缩小封装体积，降低其高度，降低封装本钱，减少物料消耗，目前开发了一项新的封装技术，称为层叠封装（Package—on—Package，简称PoP）。
SMT技术3-SMB设计汇总
11/14/2018
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6.PCB基材的选用
选择基材应根据PCB的使用条件和机械、电气性能要求来选择； 根据印制板结构确定基材的覆铜箔面数(单面、双面或多层板)；根据 印制板的尺寸、单位面积承载元器件质量，确定基材板的厚度。不同 类型材料的成本相差很大，在选择PCB基材时应考虑到下列因素：
• • ①电气性能的要求; • • ②Tg、CTE、平整度等因素以及孔金属化的能力; • • ③价格因素。
11/14/2018
18Biblioteka •3.导线宽度 印制导线的宽度由导线的负载电流、允许的温升和铜箔的附着力决定。 一般印制板的导线宽度不小于0.2mm，厚度为18μm以上，对于SMT 印制板和高密度板的导线宽度可小于0.2mm，导线越细其加工难度越大，所 以在布线空间允许的条件下，应适当选择宽一些的导线，通常的设计原则如下： ①信号线应粗细一致，这样有利于阻抗匹配，一般推荐线宽为0.2～ 0.3mm(8～12mil)，而对于电源地线则走线面积越大越好，可以减少干 扰。对高频信号最好用地线屏蔽，可以提高传输效果。 ②在高速电路与微波电路中，规定了传输线的特性阻抗，此时导线的宽 度和厚度应满足特性阻抗要求。 ③在大功率电路设计中，还应考虑到电源密度，此时应考虑到线宽与厚度以及 线间的绝缘性能。若是内层导体，允许的电流密度约为外层导体的一半。
11/14/2018
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PCB基材质量参数
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1.玻璃化转变温度(Tg) 玻璃化转变温度(Tg)是指PCB材质在一定温度条件下，基材结构 发生变化的临界温度。在这个温度之下基材是硬而脆的，即类似玻璃 的形态，通常称之为玻璃态;若在这个温度之上，材料会变软，呈橡胶 样形态，称之为橡胶态或皮革态，这时它的机械强度将明显变低。 这种决定材料性能的临界温度称为玻璃化转变温度(glass transtion temperture，简称Tg)。玻璃化转变温度是聚合物特有的 性能,除了陶瓷基板外，几乎所有的层压板都含有聚合物，因此，它是 选择基板的—个关键参数。
SMT制造工艺修洗检
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，居中 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；
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。
• 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：
• (1) 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。
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。
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）。
• 3 后附（手工焊）、修板及返修技术要求
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为了能够绘制BGA或CSP器件的热 分布曲线，最可靠的技术是通过在板的 底部进行钻孔的方式，将热电偶连接至 靠近球栅阵列中心的焊盘上。
第3章SMT返修技术
目前使用高温粘接带来安置热电偶的 情况非常普遍，因为它很容易与任何表面 进行黏结。然而使用黏结带却很难在热电 偶接触点和焊料接触点之间保持强有力的 热接触。
第3章SMT返修技术
2020/11/26
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。
第3章SMT返修技术
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。
第3章SMT返修技术
1.返修工作中的工艺控制
对于标准的通孔类元器件和表面贴装 技术来说，可以让一些专业的返修操作人 员使用简单的技术和设备进行返修，但是 常常无法满足元器件的精度和达到预期的 效果。
第3章SMT返修技术
对于标准的表面贴装器件(Surface Mount Devices简称SMD)来说，允许直接 接触焊点，这样可以满足简单的测试和快 速修整桥接或焊点缺陷。通过与这些焊点 进行传导接触，通常情况下不要求使用预 热、温度梯升斜率控制或冷却循环。
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（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）。
第3章SMT返修技术
•在线路板顶部和底部测得的温度曲线及焊点实际温度图
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(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。
第3章SMT返修技术
针对新型封装器件的特点，以往所采 用的返修技术需要进行改进，以求达到确 保可靠性和可重复性的效果。特别是对于 BGA和CSP器件来说，需关注其贴装、对 中和元器件的再次使用。
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当人们处理精细间距、小尺寸和涉及 先进的栅格阵列封装器件所隐藏的焊点连 接问题时，会将目光特别关注在工艺控制 和热分布曲线上面。这些是关键的返修问 题。
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总之，当我们返修栅格阵列等新型封装器件 时，为了能够保证重复的工艺控制，必须建立起 准确有效的热分布曲线。以往那种为了满足返修 应用需要而采用的对PCB测试方式和数据令人头 痛。当考虑新型元器件自为了能够建立起良好的 热分布曲线，牺牲掉一块PCB的费用，以及由相 关整体时间和费用可以忽略不计。
第3章SMT返修技术
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。
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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。
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处理时一定要倍加小心，保温处理时 间不能太长。不然的话，焊膏将会开始迅 速氧化。此外，保温处理起到了防止在再 流期间发生沸腾挥发现象，以致污染板和 在焊点上留下气孔。
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在使焊接点形成再流的区域，焊料开 始融化。此刻允许元器件进行卸除，或者 在贴装工艺实施期间使焊接点成形。此刻， 对峰值温度必须予以控制。因为如果超过 规定的温度，就有可能会损害到对温度敏 感的元器件。
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(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。
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(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。
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(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。
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对于栅格阵列器件来说，预热可能是 加热曲线中值得人们注意的最重要部分。 为此，预热时可以尽量达到由焊剂制造厂 商所规定的焊剂活化温度(一般情况下为 80~120℃)。
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在保温期间，温度保持相对稳定，一 般低于再流温度。均热处理所花时间应确 保活化焊剂，增强其除去氧化物的能力。
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2020/11/26
第3章SMT返修技术
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但是当返修BGA器件和CSP器件时， 由于其所具有的特殊性，有关工艺控制工 作必须予以认真对待。
第3章SMT返修技术
绝大多数用于栅格阵列封装器件的返 修设备利用热风来对焊料球实施再流焊接 (又称回流焊接)。热风设备的温度控制、 气流速率和循环时间必须非常准确，气流 必须直接始终如一地作用在器件上。经过 特制的吸嘴，一般设计成可适用于各式各 样的元器件。
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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。
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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。
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随着对有关问题的深入认识，在针对新型元 器件的返修考虑中，热分布曲线的建立成了一项 关键因素。比较理想的情况是从安置在电路板组 件上关键位置处的热电偶上获取温度数据与时间 的关系。这些数据经过分析可以做一些细微的调 整，以适用于实施工艺处理控制。由此所建立的 经验证的和可靠的曲线，可以满足特殊的板和应 用需求。
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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。
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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 。
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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。
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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。
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有关数据必须认真收集，以求针对每 个热分布曲线形式建立起一个准确合理的 返修工艺处理规范。有关温度、气流速率 和循环时间应该予以认真地调整，直至使 所建立起来的热分布曲线能够满足在该项 应用中对焊剂或焊膏的规定。
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2.实际数据的获取
为了能够确认返修工艺规程是否有 效，在实际操作的板上必须装配热电偶。 针对有关优选和最精确的技术要求，常常 要求牺牲掉一块PCB。
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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
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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 引起了返修设备生产厂商的重视。
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(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)。
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(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。
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另外，再流焊接的时间也必须予以控 制，以使焊料熔化，从而形成一个可靠的 连接。在实施返修工艺操作时，仅要求欲 被返修的元器件完全发生再流，因此气流 的速率和对邻近元器件的防护也是很重要 的。
第3章SMT返修技术
在冷却区域所确定的时间，应当满足 焊接点凝固的控制。同时也应该防止由于 温度突然发生变化，所产生的对电路板和 元器件的损害现象。因为如果一个焊点保 持升高温度时间太长，当温度降低太过分 时，就有可能形成金属互化物现象。