江蘇自動(dòng)化研究所 于 帥

印制板返修是電子元器件組裝的重要組成內(nèi)容，印制電路板組裝焊接好后會(huì)遇到各式各樣的問題：比如說PCB板的自身質(zhì)量問題、元器件的故障、操作人員的焊接錯(cuò)誤、焊點(diǎn)的缺陷、電路調(diào)試過程中的元器件更換等等，這些都需要對(duì)印制板上進(jìn)行返修。而現(xiàn)在的印制電路板比以往的復(fù)雜程度越來越高，元器件的自身的引腳間距越來越窄，封裝結(jié)構(gòu)形式多樣化，引腳在底部的球柵陣列器件、高價(jià)值組件的元器件越來越多等，元器件一旦損壞，不管是從經(jīng)濟(jì)的角度還是從生產(chǎn)實(shí)際情況考慮，修復(fù)和返工都是最佳的選擇，這些都對(duì)現(xiàn)在的返修工藝技術(shù)提出了挑戰(zhàn)。

印制電路組件板的返修限于單面、雙面和多層板的修復(fù)或者改裝。沒有組裝的裸板是不屬于返修的范圍的，組裝后的印制電路板組件板是不允許進(jìn)行校平修復(fù)的。因?yàn)榘迕嫔嫌性S多已安裝焊接好的元器件，對(duì)其進(jìn)行校平修復(fù)會(huì)造成焊點(diǎn)開裂的危險(xiǎn)，因此這種做法在返修工作中是絕對(duì)禁止的。在焊接的操作過程中對(duì)返修的限定條件是由于印制電路板的元器件損傷或者電路工作不正常，或者由于其他元器件的損壞（比如說靠近元器件的導(dǎo)線）而必須采用拆除、更換元器件，這時(shí)才允許對(duì)印制板進(jìn)行返工修復(fù)的焊接操作。

1 返修工具

印制電路組裝件返修所需要的工具幾乎也是日常焊接過程中常用的工具，主要包括以下設(shè)備：

（1）在印制板的返修過程中經(jīng)常用到的幾種小型設(shè)備：①返修專用的錫鍋；②吸錫槍；③受到吸錫器；④小型波峰路；⑤各種夾具以及維修專用支架；⑥其他輔助類的拆除工具。

（2）大型返修設(shè)備有：①大型返修系統(tǒng)（比如SMD）；②熱風(fēng)對(duì)流焊接返修平臺(tái)；③各類型號(hào)的返修工作臺(tái)；④BGA專用維修工作站。

2 返修工藝流程

印制板元器件返修工藝總的要求：在印制板返修、修復(fù)過程中，不管是焊接還是拆卸，采用手工電烙鐵時(shí)每個(gè)元器件的引腳、焊接的端子、每根導(dǎo)線的焊點(diǎn)的平均焊接時(shí)間應(yīng)當(dāng)控制在2-3s內(nèi)，并嚴(yán)格遵守工藝規(guī)范。根據(jù)這個(gè)總要求以及實(shí)際返修操作的需要總結(jié)出一套完整的返修工藝流程，如圖1所示：

圖1 返修工藝流程

3 返修工藝方法

3.1 印制電路組件上涂層清除

在印制板電路組件上做任何返修之前，對(duì)任何涂層都必須進(jìn)行清除，將需要修復(fù)的焊盤上的焊料暴露出來。因?yàn)橛械腜CB在經(jīng)過各種調(diào)試、例試電路狀態(tài)固化后，板面進(jìn)行了三防處理（防潮濕、防鹽霧、防霉菌），因此板面上所以焊點(diǎn)都被三防材料覆蓋了一層薄膜，如果返修前不將這層膜去掉就會(huì)給返修帶來更多的麻煩或造成焊接溫度的提高、焊接的時(shí)間的延長(zhǎng)、加大返修破壞的風(fēng)險(xiǎn)。

涂層的清除工藝方法：（1）選擇與板面涂覆材料相溶的清洗溶劑；（2）使用打磨的清除工藝方法，根據(jù)需要清除涂層的面積大小，選擇合適規(guī)格的打磨頭和工具進(jìn)行清除涂層；（3）噴砂法清除涂層，使用細(xì)微的噴砂方法，將PCB板面的涂層變成細(xì)小的粉末，然后用真空吸塵器清除干凈。

3.2 清除焊料

更換一個(gè)元器件就必須先清除這個(gè)元器件焊點(diǎn)上的焊料，清除焊料的方法有很多，但不管使用什么方法在更換元器件的過程中必須避免焊點(diǎn)受到熱和機(jī)械的損傷。

常見的清除焊料的方法有：（1）連續(xù)真空吸錫工藝方法。用帶有真空泵的連續(xù)吸錫裝置（比如吸錫槍、返修系統(tǒng)等）進(jìn)行返工、返修可獲得較好的效果，它可直接通過裝置的吸嘴把需要清除的焊料從焊點(diǎn)帶走。（2）手動(dòng)吸錫器吸錫的工藝方法。對(duì)于印制板上的插裝類元器件的返修一般情況下可以使用電烙鐵以及手持吸錫器進(jìn)行操作返修。這種返修工藝方法主要針對(duì)印制板設(shè)計(jì)較為簡(jiǎn)單的，只有兩個(gè)引腳的直插電阻、電容等元器件。手持吸錫器的優(yōu)點(diǎn)是便于攜帶，非常適合外出返修，同時(shí)它可以針對(duì)不同類型的直插元器件進(jìn)行返修。（3）吸錫槍返修單根引腳。吸錫槍是一種簡(jiǎn)單的返修工具，它依靠一股熱氣流來熔融焊點(diǎn)，然后再將焊料吸走，達(dá)到去下元器件的目的。（4）吸錫繩除錫法。在PCB返修過程中，常常會(huì)使用一種稱為吸錫繩的材料來除錫或吸掉多余的焊料，這種吸錫繩是浸透焊劑的多股金屬編織成的扁平線，將它接觸焊點(diǎn)進(jìn)行加熱，利用虹吸作用使熔融的焊料吸入吸錫繩，以達(dá)到帶走焊料的目的。（5）專用電烙鐵拆卸/焊接表面元器件。除錫的主要目的是為了拆卸元器件，對(duì)于表面貼裝的片式元件可以用具有雙頭的、夾子式的電烙鐵進(jìn)行拆卸，這種電烙鐵業(yè)內(nèi)也稱為：熱鑷子。

4 返修方法選擇的原則

印制線路板不管采用什么樣的方法進(jìn)行返修，五個(gè)原則是操作人員和工藝技術(shù)人員必須重點(diǎn)關(guān)注的，即印制板上需要返修的元器件的封裝形式和引腳的設(shè)計(jì)類型，因?yàn)椴煌庋b形式和引腳設(shè)計(jì)類型，所采用返修工藝方法就應(yīng)該不同，對(duì)這個(gè)問題具體應(yīng)有如下的選擇原則：

（1）元器件的封裝特征不同，所采用的返修工藝不同；（2）返修過程中要考慮到元器件外形尺寸的大小、焊盤封裝設(shè)計(jì)、工具/設(shè)備特征、元器件濕度敏感等級(jí)、元器件的存儲(chǔ)要求標(biāo)準(zhǔn)等；（3）印制板基板的種類不同，焊盤的鍍金屬材料不同，決定用熱量和支撐返修的方法運(yùn)用就不同；（4）應(yīng)從實(shí)際出發(fā)，制定最可靠的、最安全保險(xiǎn)的返修工藝方法；（5）不能采取冒險(xiǎn)和試一試的方法進(jìn)行返修或修復(fù)操作。當(dāng)確實(shí)需要一種全新的返修方法時(shí)，應(yīng)當(dāng)先選擇廢棄的、同類型的PCB做實(shí)驗(yàn)，取得可靠的工藝參數(shù)后，在進(jìn)行正式產(chǎn)品的操作。

5 返修質(zhì)量保證的措施

印制電路板組件的返修質(zhì)量保證措施：

（1）數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)的記錄應(yīng)包括：返修工藝文件的程序制訂，返修后的檢驗(yàn)證明文件；返修后產(chǎn)品的檢驗(yàn)數(shù)據(jù)，如有不一致性，應(yīng)提交不一致性報(bào)告和糾正措施；返修中相關(guān)工序是否需要檢驗(yàn)及檢驗(yàn)結(jié)果等。

（2）不一致性。在返修操作中，允許存在不一致性問題（與正確沒有返修過的產(chǎn)品相比），但從工藝過程方面觀察到的任何不一致性，應(yīng)該根據(jù)質(zhì)量保證的要求予以處置（比如質(zhì)量保證說明報(bào)告、特殊檢驗(yàn)報(bào)告等）。

（3）工具和設(shè)備的校驗(yàn)。操作中使用的所有返修工具和設(shè)備都應(yīng)該定期加以校驗(yàn)，并標(biāo)明有效期。

（4）可追溯性。印制線路板產(chǎn)品從最開始的返修到最終的測(cè)試完成，在這個(gè)過程中包括返修所用到的設(shè)備參數(shù)選擇、印制板的序列號(hào)以及完成返修任務(wù)的焊接操作人員等細(xì)節(jié)數(shù)據(jù)，都應(yīng)詳細(xì)記錄，保持可追溯性。

（5）操作人員以及檢驗(yàn)人員的培訓(xùn)以及合格證明。所有從事返修和修復(fù)的操作人員和檢驗(yàn)人員，應(yīng)該按照質(zhì)量保證體系的有關(guān)詳細(xì)規(guī)定進(jìn)行培訓(xùn)并取得資格證書，并具有在印制電路組裝件返修和修復(fù)方面的熟練技術(shù)和操作水平。

結(jié)束語：印制板返修的過程是比較復(fù)雜而且又是非常重要的操作過程，往往需要具備一定豐富經(jīng)驗(yàn)和具有較高操作技能水平的焊接人員，才能保證印制線路板返修件的質(zhì)量可靠性，在一般情況下需要返修的印制線路板，生產(chǎn)進(jìn)度要求都是比較急的，因此還要求焊接操作人員在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)保質(zhì)保量地完成返修工作。