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使用紅外技術進行返工
來源:廣州煌牌自動設備有限公司    日期:2012-12-30    瀏覽量:

  使用紅外技術進行返工

  縮小電路板的面積加快了高輸入/輸出(I/O)數封裝的使用,尤其是加快了倒裝芯片技術和球柵陣列(BGA)技術的發展。

  不過,BGA有一些問題,尤其是BGA的修理和返工。例如,標準SMT元件的壞焊點看得到,可以修理,引線也可以修理,而BGA則不能,它的焊點看不見,封裝對溫度敏感,這兩個因素使得BGA的焊接/拆焊復雜化。

  用紅外(IR)技術進行焊接/拆焊BGA是可重復的、安全的,而且容易使用,這些是經濟有效地進行修理和返工的關鍵。使用我們的手持IR焊接/拆焊工具能使BGA返工更容易完成,這是由于IR裝置是非接觸性加熱,對電路板本身和所有類型的BGA元件肯定更加安全。

  使用IR加熱和使用熱氣體和/或烙鐵加熱在本質上是相同的過程,不過IR更加安全,肯定更加經濟。

  1.PCB預熱

  傳統的看法認為,在取下和換上一個BGA元件,需要確定嚴格的元件溫度曲線,這樣,就能妥善地控制溫度(即控制溫度上升時間和保溫時間)。總的來說,BGA不能象傳統的SMT元件那樣迅速加熱。在返工時,為了對連接點進行再流焊,BGA的加熱是對整個元件加熱,加熱過程必須是逐漸進行,最好是每秒溫度上升2-3度。如果保溫時間不夠,所有BGA焊球不會得到妥善加熱,焊錫不能充分地再流。

  手持IR技術是非接觸性加熱,簡單地調節熱輸出和調節手持裝置與元件的距離,就可以很容易地控制溫度上升時間。另外,PDR的手持焊接工具SolderLight可以增加溫度曲線的存儲功能,并由計算機進行精確、可重復的溫度控制。

  經歷了多次失敗、大量試驗之后,SMT行業已經認識到,對BGA進行正確返工的第一步是預熱PCB。如果沒有預熱階段,電路板往往會彎曲。因此,要有效地取下BGA元件,必須有某種方式的預熱。任何返工工具,不論是紅外還是熱空氣加熱,都要有一個背面加熱器和/或預熱階段。

  2.取下元件

  用來取下BGA的熱風返工系統有很多,它們的關鍵是溫度控制,這樣焊錫在再流時不會損害基板和BGA周圍的元件。不過,為各種BGA器件選擇合適的噴嘴,這是熱風返工的問題,也是它費用高的原因。有一些噴嘴噴出的氣流在PCB的上方和下方,有一些噴嘴噴出的氣流水平流動,有一些噴嘴噴出的氣流只在元件的頂部。對BGA返工時,要根據BGA的類型、BGA周圍的元件和元件附近基板的熱敏感性選擇噴嘴。選擇噴嘴對返工至關重要,也是很昂貴的,必須購買和儲存各種各樣的噴嘴,供各種特定和元件使用。

  但是,用手持IR技術能迅速取下元件,麻煩要少很多。由于熱量是聚焦在一點上,不需要購買噴嘴,沒有選擇噴嘴的問題。由于不用噴嘴和尖端部分,降低了返工成本,加快總的返工過程,同時還去掉可能使焊接/拆焊過程變得復雜的其他因素。

  最后,取下BGA比取下SMT元件要慢。取下一個BGA的時間,平均為8到10分鐘。

  3.清理返工部位殘留的焊錫

  換上新的BGA之前,要清理返工部位,有時會忽視這點,但是這是必不可少的一步。如果不清除殘留的焊錫,換上的新BGA元件不能妥善地再流焊,損害基板和焊膜的可能性也會大大增加。

  使用傳統的烙鐵和熱空氣工具來焊接/拆焊都要求技術員有極好的技能。如果烙鐵接觸元件或基板,可能會毀掉整個元件——在接觸瞬間損害放置元件位置的基板和焊盤。

  IR加熱較安全,也較快,因為IR加熱裝置沒有接觸PCB,不會損害焊盤附近的元件。IR加熱只是簡單地把加熱裝置發出的熱量聚集在返工部位,用焊錫辮去掉殘留的焊錫,對返工部位加熱,小心地拖動焊料辮把殘留的焊錫取走。使用烙鐵時,最重要的事是在烙鐵頭和電路板之間的保留焊錫辮。由于IR裝置和電路板之間沒有直接接觸,很少或根本不會有損害電路板的可能。

  一旦去掉殘留的焊錫,用適當的溶劑清洗返工部位。

  4.換上新的BGA

  取下有故障的BGA時,處理元件和加熱不是關鍵的問題——畢竟元件已經損壞了。但換上新元件時,如果要保持返工有高成品率,更加嚴格的溫度控制至關重要。使用PDR手持IR焊接/拆焊工具能逐步提高溫度,可以迅速調節溫度。另外,溫度上升時間和高溫保持時間也極為重要。當這些都做到時,陶瓷BGA能比塑料BGA得到更多熱能。不論BGA是什么類型,遵守每秒2攝氏度的經驗升溫標準是一個好辦法。從最初取下元件開始,預熱時都要避免造成電路板翹曲。

  由于BGA能夠自行對正,更換元件可以由熟練的技術人員手工進行,不必使用專門的光學系統。但許多公司寧愿使用分光光學視覺系統,這種系統利用真空幫助對準和放置元件。在這兩種情況下,PDR可以作為獨立的返工裝置使用,也可以和PDR數控裝置配合起來使用。數字裝置中增加了真空拾取、有儲存溫度曲線的功能、整體PC控制。

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