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适当的热屏蔽可以获得最好的返工结果
录入时间:2019/6/18 11:47:03

如果返工技术人员不关注靠近元件返工区域周围的元件和材料,就会存在诸多“后遗症”。如果不重视这个问题,虽然送去返工的元件可能正确地返工了,但是印刷线路板(PWB)本身可能会因热损害而无法正常工作。当 PCB 返工工艺使用最先进的方法、材料和设备时,可能会得到很高的良品率,如果能保护好返工区域周围的元件可以获得更高的良品率。

在元件返工的过程中,要特别关注与返工区域相邻的元件,不管是靠近要返工的器件的元件,还是在电路板背面的元件,都要注意避免因返工操作给它们造成间接的热损伤、不经意的回流和变化的特性,例如变色或元件歪斜。当来自返工源的热量超出元件所能承受的额定范围时,可能会对元件造成物理损害。这种情况经常出现在连接器、继电器和电池上。除了元件受损之外,还可能产生焊锡不浸润、焊盘受损、圆角焊锡不足和元件表面层氧化等后果。在某些情况下,元件受损是以在焊点中加快金属间化合物的生长速度的形式呈现,这是看不见的,但可能会影响到组装件的可靠性。在可靠性极其重要的最终使用环境中,必须充分调查出现这种可靠性风险上升所带来的影响。不仅如此,可能还要进行全面的工艺能力研究,证明返工工艺确实可行。
更进一步,在组装件上的其他的材料可能也会因此受到损伤,而这些材料正是为了满足其最终操作环境而设计的,保证组装件能够正确运行的重要部分。这些材料可能包括但不只限于下列材料 :
• 元件下面的底部填充材料
• PCB 上的铆固材料
• 绝缘涂层材料
• 三防漆涂层
• 导热膏
这些材料可能会干透,变得不起作用、软化或迁移到组装件的其他区域,这些情形都会对组装件的运行产生不利的影响。例如,底部填充材料的软化温度低于焊锡的回流温度。当底部填充器件达到这个温度时,它会将达到回流温度的焊锡推出返工位置,从而导致下面相邻的元器件发生短路。因此,清楚电路板上的材料是什么并知道材料供应商提供的数据表上的技术信息,或者拥有材料属性方面的经验十分重要。
返工技术人员可以采取许多步骤来避免出现这些相邻的回流“陷阱”。在开始着手进行返工之前,为了避免报废或二次返工(如果客户允许),第一步是研究电路板上的材料和元件。最好是花一些时间了解相邻的元件的材料组成并调取一些元件或材料的数据表,然后再开始。
 
图 1 :由于靠近被重新加工的元件和不正确的屏蔽而导致元件倾斜。
在确定有风险的区域后,通过挪走或屏蔽来保护存在风险的元件。使用陶瓷无纺布胶带、金属屏蔽或屏蔽凝胶是目前最有效的热屏蔽方法 [1]。最后,在施加返工温度曲线时,在要返工的元件周围放置热电偶有助于确定问题。如果使用热空气或红外回流热源,这将有助于精确地找到可能存在问题的区域,而用不着去猜测哪些区域可能有问题。
回流返工区域周围的元器件是导致 PCB 返工成品率下降的根本原因。如果在使用回流热源时没有注意,可能会损坏相邻的材料或者造成 PWB 不符合组装件最初的规格或设计的后果。不过,周密的计划、防护,甚至有时把相邻的元器件或材料移走将最大限度地确保返工的成功率。
 
图 2 :使用屏蔽材料(如凝胶)来减轻返工区域的热量影响。
作者简介 :
Bob Wettermann 是 BEST 公司的负责人, BEST 公司是设在芝加哥的一家合同返工与修理工厂。

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