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使用红外技术进行返工
来源:廣州煌牌自動設備有限公司    日期:2012-12-30    浏览量:

  使用红外技术进行返工

  缩小电路板的面积加快了高输入/输出(I/O)数封装的使用,尤其是加快了倒装芯片技术和球栅阵列(BGA)技术的发展。

  不过,BGA有一些问题,尤其是BGA的修理和返工。例如,标准SMT元件的坏焊点看得到,可以修理,引线也可以修理,而BGA则不能,它的焊点看不见,封装对温度敏感,这两个因素使得BGA的焊接/拆焊复杂化。

  用红外(IR)技术进行焊接/拆焊BGA是可重复的、安全的,而且容易使用,这些是经济有效地进行修理和返工的关键。使用我们的手持IR焊接/拆焊工具能使BGA返工更容易完成,这是由于IR装置是非接触性加热,对电路板本身和所有类型的BGA元件肯定更加安全。

  使用IR加热和使用热气体和/或烙铁加热在本质上是相同的过程,不过IR更加安全,肯定更加经济。

  1.PCB预热

  传统的看法认为,在取下和换上一个BGA元件,需要确定严格的元件温度曲线,这样,就能妥善地控制温度(即控制温度上升时间和保温时间)。总的来说,BGA不能象传统的SMT元件那样迅速加热。在返工时,为了对连接点进行再流焊,BGA的加热是对整个元件加热,加热过程必须是逐渐进行,最好是每秒温度上升2-3度。如果保温时间不够,所有BGA焊球不会得到妥善加热,焊锡不能充分地再流。

  手持IR技术是非接触性加热,简单地调节热输出和调节手持装置与元件的距离,就可以很容易地控制温度上升时间。另外,PDR的手持焊接工具SolderLight可以增加温度曲线的存储功能,并由计算机进行精确、可重复的温度控制。

  经历了多次失败、大量试验之后,SMT行业已经认识到,对BGA进行正确返工的第一步是预热PCB。如果没有预热阶段,电路板往往会弯曲。因此,要有效地取下BGA元件,必须有某种方式的预热。任何返工工具,不论是红外还是热空气加热,都要有一个背面加热器和/或预热阶段。

  2.取下元件

  用来取下BGA的热风返工系统有很多,它们的关键是温度控制,这样焊锡在再流时不会损害基板和BGA周围的元件。不过,为各种BGA器件选择合适的喷嘴,这是热风返工的问题,也是它费用高的原因。有一些喷嘴喷出的气流在PCB的上方和下方,有一些喷嘴喷出的气流水平流动,有一些喷嘴喷出的气流只在元件的顶部。对BGA返工时,要根据BGA的类型、BGA周围的元件和元件附近基板的热敏感性选择喷嘴。选择喷嘴对返工至关重要,也是很昂贵的,必须购买和储存各种各样的喷嘴,供各种特定和元件使用。

  但是,用手持IR技术能迅速取下元件,麻烦要少很多。由于热量是聚焦在一点上,不需要购买喷嘴,没有选择喷嘴的问题。由于不用喷嘴和尖端部分,降低了返工成本,加快总的返工过程,同时还去掉可能使焊接/拆焊过程变得复杂的其他因素。

  最后,取下BGA比取下SMT元件要慢。取下一个BGA的时间,平均为8到10分钟。

  3.清理返工部位残留的焊锡

  换上新的BGA之前,要清理返工部位,有时会忽视这点,但是这是必不可少的一步。如果不清除残留的焊锡,换上的新BGA元件不能妥善地再流焊,损害基板和焊膜的可能性也会大大增加。

  使用传统的烙铁和热空气工具来焊接/拆焊都要求技术员有极好的技能。如果烙铁接触元件或基板,可能会毁掉整个元件——在接触瞬间损害放置元件位置的基板和焊盘。

  IR加热较安全,也较快,因为IR加热装置没有接触PCB,不会损害焊盘附近的元件。IR加热只是简单地把加热装置发出的热量聚集在返工部位,用焊锡辫去掉残留的焊锡,对返工部位加热,小心地拖动焊料辫把残留的焊锡取走。使用烙铁时,最重要的事是在烙铁头和电路板之间的保留焊锡辫。由于IR装置和电路板之间没有直接接触,很少或根本不会有损害电路板的可能。

  一旦去掉残留的焊锡,用适当的溶剂清洗返工部位。

  4.换上新的BGA

  取下有故障的BGA时,处理元件和加热不是关键的问题——毕竟元件已经损坏了。但换上新元件时,如果要保持返工有高成品率,更加严格的温度控制至关重要。使用PDR手持IR焊接/拆焊工具能逐步提高温度,可以迅速调节温度。另外,温度上升时间和高温保持时间也极为重要。当这些都做到时,陶瓷BGA能比塑料BGA得到更多热能。不论BGA是什么类型,遵守每秒2摄氏度的经验升温标准是一个好办法。从最初取下元件开始,预热时都要避免造成电路板翘曲。

  由于BGA能够自行对正,更换元件可以由熟练的技术人员手工进行,不必使用专门的光学系统。但许多公司宁愿使用分光光学视觉系统,这种系统利用真空帮助对准和放置元件。在这两种情况下,PDR可以作为独立的返工装置使用,也可以和PDR数控装置配合起来使用。数字装置中增加了真空拾取、有储存温度曲线的功能、整体PC控制。

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