隨著電子產(chǎn)品的越來(lái)越小型化、密集化,同時(shí)也不斷有大熱容焊接、異型三維焊接,也不再完全是以往的通孔或表面焊接,進(jìn)入了光電互聯(lián)的時(shí)代。除了生產(chǎn)工藝的制訂、執(zhí)行,對(duì)產(chǎn)品的返修的難度也越來(lái)越大,盡管大家都希望生產(chǎn)過(guò)程的零缺陷,但實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中總會(huì)出現(xiàn)這樣那樣的問(wèn)題,不得不對(duì)缺陷產(chǎn)品進(jìn)行返修或維修。本文是在確定故障點(diǎn)的情況下,對(duì)PCBA生產(chǎn)過(guò)程產(chǎn)生的缺陷進(jìn)行維修,實(shí)際上也是一門(mén)技術(shù),更是一門(mén)藝術(shù),需要有工匠的精神和技能。同時(shí)對(duì)有一定批量的維修,可以考慮增加定制化的工具、設(shè)備等,一切服務(wù)于返修人員,降低返修人員的要求,同時(shí)不增加過(guò)多成本的角度展望。
本文中提及的PCBA維修主要是針對(duì)PCBA進(jìn)行器件的拆卸與更換或加焊。結(jié)合多年來(lái)的實(shí)踐,提出一些維修心得,供業(yè)內(nèi)同仁參考,也許有更好的方式方法,這里僅拋磚引玉。
維修的指導(dǎo)思想和原則
(1)是不損壞印制板和產(chǎn)品上的不需要拆卸或更換的元件、部件,同時(shí)將需要拆卸的元件、部件完好拆卸下來(lái);
(2)如何提高效率,通常元件、部件拆卸的方法有很多,但效率也不一樣;
(3)如何減少PCBA的熱沖擊、減少損傷,這更是關(guān)鍵。
PCBA 的維修,主要有大熱容、微小器件、密間距的器件拆卸、更換;對(duì)器件保護(hù)性拆卸和更換;保證對(duì)焊低空洞的拆卸和加焊;堆疊器件的拆卸與更換;微波射頻絕緣子的更換;焊點(diǎn)與 PCB 板面平齊焊點(diǎn)的維修;懸高器件的更換等。下面就是結(jié)合我們做過(guò)的一些案例,簡(jiǎn)單介紹一下。
長(zhǎng)鍍金引腳插針(座),只能破壞性維修。若要不破壞,首先要解決,如何將插針根部的錫去除,而同時(shí)不污染插針;底部加熱,給產(chǎn)品一個(gè)基礎(chǔ)體溫,用針頭式的烙鐵頭,逐個(gè)加熱,用針管吸錫,防止錫污染插針引腳。我們都是采用專(zhuān)用烙鐵和吸錫嘴。
(1)需要溫度梯度焊接的產(chǎn)品,可以實(shí)現(xiàn)低溫焊接部分的維修,高溫焊接部分的要看具體的產(chǎn)品結(jié)構(gòu),一般來(lái)說(shuō),都是比較難的,有的甚至不可維修。
對(duì)有溫度梯度要求的產(chǎn)品,若要維修高溫焊接的部分,首先應(yīng)當(dāng)做好低溫焊接部分的保護(hù),如防止器件位移、掉件,防止低溫焊料熔錫后的滲漏。
一般,對(duì)焊采用相對(duì)比較高溫的焊接,器件焊接采用相比較低溫的焊接,這樣器件焊點(diǎn)缺陷的維修方便一點(diǎn)。
IPHONE 主板 3D 組裝,將其中一層PCBA 當(dāng)做IC,周邊預(yù)植球,后焊接到另外一塊 PCBA 對(duì)應(yīng)焊盤(pán)上。進(jìn)行返修底部一層的時(shí)候需可采用定制的風(fēng)咀和控溫設(shè)備,對(duì)其熱周邊加熱解焊,分離2層PCBA,再進(jìn)行元件的更換維修。這個(gè)場(chǎng)景下,可以采用 SnBiAg,或者 SnBi 焊料,有效防止PCBA 上器件受影響,滿(mǎn)足方便二次焊接和較高成功率的需求。
(2)金手指被錫污染后,無(wú)法維修;只有控制生產(chǎn)過(guò)程,或事先做好金手指的保護(hù)。
(3) POP 技術(shù)實(shí)現(xiàn)的焊接,更換芯片,是不容易的;一個(gè)熟練的維修人員,用一把烙鐵和一個(gè)加熱平臺(tái)就可以進(jìn)行維修了,這是需要經(jīng)驗(yàn)的。
因?yàn)槠渚S修的焊接工藝窗口較小,為了降低人員要求,也可采用專(zhuān)用的 BGA 返修設(shè)備進(jìn)行,一般采用熱風(fēng)設(shè)備,在一些高端定制應(yīng)用場(chǎng)合,甚至可以采用激光芯片返修設(shè)備進(jìn)行。
工藝窗口較小的場(chǎng)景,要想把返修變?nèi)菀祝P(guān)鍵是對(duì)以溫度為主的焊接工藝的精準(zhǔn)控制和針對(duì)性的制程工藝的完善。
(4) 密閉腔體內(nèi)、帶屏蔽罩內(nèi)的維修,對(duì)密閉腔體、帶屏蔽罩的焊接,建議用相比較低溫焊接,而器件用相比較高溫焊接,便于腔蓋的打開(kāi)、屏蔽罩的打開(kāi),不影響器件的焊接。
同樣,使用加熱平臺(tái)和熱風(fēng)槍的組合方式進(jìn)行維修,也是比較方便的,不要用烙鐵,這樣容易損壞產(chǎn)品?,F(xiàn)在為了降低人員要求,在批量作業(yè)場(chǎng)合或者高附加值產(chǎn)品上,通常定制的熱風(fēng)咀和解焊設(shè)備,進(jìn)行全自動(dòng)或者半自動(dòng)維修。
(5)板板間的焊接,就是小的 PCB 板通過(guò)郵票口的焊點(diǎn),焊接到大的 PCB 板的對(duì)應(yīng)位置。這樣板的維修,往往是比較難的,因?yàn)橛薪拥氐暮副P(pán),有時(shí)不止一個(gè)。一般的拆板返修,用的是烙鐵,效果不好,容易損壞 PCBA,效率也不高;有的用 BGA 返修工作站進(jìn)行,這是可以的,但效率也是很低下的。
筆者采用多把熱風(fēng)槍同時(shí)吹焊,在很短的時(shí)間內(nèi)就完成了拆板,而且沒(méi)有損壞 PCBA,既保證了拆卸的質(zhì)量,又提高了效率。同樣,這里也可以采用定制噴咀,模擬多熱風(fēng)槍作業(yè)。需要更靈活也可以進(jìn)一步,單邊溫度獨(dú)立編程,解決熱容量需要的不同造成的困擾,同時(shí)焊接位置可調(diào),單邊噴咀可更換。同樣的機(jī)構(gòu),可以用來(lái)解焊屏蔽罩,大的異形件等。
如果需要批量焊接,除多風(fēng)槍組合加熱,還可以采用大功率風(fēng)槍+定制噴咀可以解決批量解焊維修的問(wèn)題。
定制的噴咀開(kāi)孔,可以將熱風(fēng)能量集中到想加熱的區(qū)域,避免其它地方過(guò)熱的同時(shí),能快速解焊特定區(qū)域。
(6)大熱容器件的返修焊接,PCBA 板上的大熱容器件的維修(拆卸、更換、補(bǔ)焊),往往是比較難的,溫度高了,容易損壞 PCB 板,溫度低了,焊不了;這就需要我們仔細(xì)了解分析 PCBA 的整體結(jié)構(gòu),考慮分區(qū)加熱、分區(qū)升溫,最后完成維修焊接。需要焊接的部分區(qū)域局部加熱,縮短焊接時(shí)間,基于指導(dǎo)思想和原則,我們給出了這樣的設(shè)想。
圖中給出了“大熱容器件焊接溫度、熱量和時(shí)間的關(guān)系”的示意,給予這個(gè)示意,我們應(yīng)當(dāng)可以很好地完成大熱容器件的維修及焊接。
是提前將大熱容器件放在加熱平臺(tái)上進(jìn)行預(yù)熱,就是所謂的給器件一個(gè)基礎(chǔ)的體溫。
此方法可以減少 PCB 水平和垂直△t,克服器件的大熱容量難以解焊,同時(shí)克服PCB在返修過(guò)程中的變形,進(jìn)而提升維修效率和成功率。
返修并不可怕,怕的是不知道如何返修,更可怕的是用常規(guī)的手段進(jìn)行非常規(guī)的返修。采用的兩種不同的方法進(jìn)行的,但都是組合使用加熱裝備、工具。
(7)怕熱器件的焊接,有些器件,如熱敏器件,在焊接時(shí)往往經(jīng)不住焊接的溫度,怎么辦。焊接 253的同時(shí),用導(dǎo)熱件將熱吸走。
采用被動(dòng)熱傳導(dǎo)或者主動(dòng)散熱方式,如保證周邊熱敏感器件不熔錫的風(fēng)冷措施:
返修成本高,也是業(yè)內(nèi)面臨的問(wèn)題,有些產(chǎn)品,要返修是可以的,也有一定的手段,但可能成本很高,這就需要做簡(jiǎn)單的分析,一是決定是否需要返修,二是如何降低維修成本。對(duì)于小批量,難維修件。成本和難度難以匹配,投入設(shè)備沒(méi)有量的支持,盡可能地將返修輔助工藝和工具設(shè)備組合。智能化,同時(shí)低成本,從而能夠?qū)刖S修市場(chǎng),大大降低手工作業(yè)難度。需要像您這樣的專(zhuān)家提供經(jīng)驗(yàn)和大數(shù)據(jù),做出維修人愛(ài)用的組合工具或者設(shè)備。通過(guò)設(shè)備、工具、制程的升級(jí),提升返修效率,并滿(mǎn)足今后越來(lái)越難的返修難度的需求。
亦難亦不難,正所謂“難者不會(huì),會(huì)者不難”,維修是體現(xiàn)一個(gè)技術(shù)人員的實(shí)際操作水平,更重要的是體現(xiàn)您對(duì)待返修產(chǎn)品的認(rèn)識(shí),對(duì)使用裝備、工具的領(lǐng)悟。
審核編輯:湯梓紅
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原文標(biāo)題:如何實(shí)現(xiàn)不易維修產(chǎn)品的維修
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