SMT技术基础与设备（第2版）第10章电子课件.ppt

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1、SMT技术基础与设备（第2版）第10章电子课件 高教版 第第1010章章 检测与返修工艺检测与返修工艺电子工业出版社同名教材何丽梅 主编o 表面组装检测工艺内容包括组装前来料检测、组装工艺过程表面组装检测工艺内容包括组装前来料检测、组装工艺过程检测（工序检测）和组装后的组件检测三大类，检测项目与过程检测（工序检测）和组装后的组件检测三大类，检测项目与过程如图如图8-18-1所示。所示。o 检测方法主要有目视检验、自动光学检测（检测方法主要有目视检验、自动光学检测（AOIAOI）、自动）、自动X X射射线检测（线检测（X-Ray X-Ray 或或AXIAXI）、超声波检测、在线检测（）、超声波检

2、测、在线检测（ICTICT）和功能）和功能检测（检测（FCTFCT）等。）等。o 具体采用哪一种方法，应根据具体采用哪一种方法，应根据SMTSMT生产线的具体条件以及表面生产线的具体条件以及表面组装组件的组装密度而定。组装组件的组装密度而定。图图10-110-1表面组装检测项目与过程表面组装检测项目与过程 10.1 10.1 来料检测来料检测 来料检测的对象主要有来料检测的对象主要有PCBPCB、元器件和焊膏。、元器件和焊膏。PCBPCB的质量检测包括：的质量检测包括：PCBPCB尺寸测量，外观缺陷检测和破坏性检测，应根据生产实际尺寸测量，外观缺陷检测和破坏性检测，应根据生产实际确定检测项目，

3、其中应特别注意确定检测项目，其中应特别注意PCBPCB的边缘尺寸是否符合漏印的边的边缘尺寸是否符合漏印的边对准精度要求；阻焊膜是否流到焊盘上；阻焊膜与焊盘的对准如何。对准精度要求；阻焊膜是否流到焊盘上；阻焊膜与焊盘的对准如何。还要注意焊盘图形尺寸是否符合要求。还要注意焊盘图形尺寸是否符合要求。o 元器件的检测：引线共面元器件的检测：引线共面性、可焊性和片式元件的制性、可焊性和片式元件的制造工艺。造工艺。o 焊锡膏的检测：焊锡膏焊锡膏的检测：焊锡膏的金属百分比、粘度、粉末的金属百分比、粘度、粉末氧化均量，焊锡的金属污染氧化均量，焊锡的金属污染量，助焊剂的活性、浓度，量，助焊剂的活性、浓度，粘结剂

4、的黏性等。粘结剂的黏性等。10.2.1 10.2.1 目视检验目视检验o 目视检验简便直观，是检验评定焊点外观质量的主要方法。目检目视检验简便直观，是检验评定焊点外观质量的主要方法。目检是借助带照明、放大倍数是借助带照明、放大倍数2 25 5倍的放大镜，用肉眼观察检验印刷、贴倍的放大镜，用肉眼观察检验印刷、贴片及片及SMASMA焊点质量。目视检查可以对单个焊点缺陷乃至线路异常及元焊点质量。目视检查可以对单个焊点缺陷乃至线路异常及元器件劣化等同时进行检查，是采用最广泛的一种非破坏性检查方法。器件劣化等同时进行检查，是采用最广泛的一种非破坏性检查方法。但对空隙等焊接内部缺陷无法发现，因此很难进行定

5、量评价。目视检但对空隙等焊接内部缺陷无法发现，因此很难进行定量评价。目视检查的速度和精度同检查人员对焊接有关知识和识别能力有关。该方法查的速度和精度同检查人员对焊接有关知识和识别能力有关。该方法优点是简单、成本低；缺点是效率低、漏检率高，还与操作人员的经优点是简单、成本低；缺点是效率低、漏检率高，还与操作人员的经验和认真程度有关。验和认真程度有关。o 但无论具备什么检测条件，目视检验是基本检测方法，是但无论具备什么检测条件，目视检验是基本检测方法，是SMTSMT工工艺和检验人员必须掌握的内容之一。艺和检验人员必须掌握的内容之一。o 1.印刷工艺目视检验标准o 焊锡膏印刷质量要执行标准焊锡膏印刷

6、质量要执行标准SJ/T10670-1995SJ/T10670-1995中中6.1.1.26.1.1.2的规定。的规定。一般要求焊锡膏印刷要与焊盘图形重合，并呈立方体；焊盘上至少一般要求焊锡膏印刷要与焊盘图形重合，并呈立方体；焊盘上至少有有75%75%的面积有焊锡膏，焊锡膏超出焊盘，不应大于焊盘尺寸的的面积有焊锡膏，焊锡膏超出焊盘，不应大于焊盘尺寸的10%10%。o 2.贴装工艺目视检验标准o 元器件贴装位置精度要求执行标准元器件贴装位置精度要求执行标准SJ/T10670-1995SJ/T10670-1995中中6.3.16.3.1的的规定。元器件电极应与相应焊盘对准，片式元件焊端宽度至少有规定

7、。元器件电极应与相应焊盘对准，片式元件焊端宽度至少有一半或一半以上处于焊盘上，器件引脚应全部处于焊盘上。一半或一半以上处于焊盘上，器件引脚应全部处于焊盘上。理想状况理想状况可判为合格可判为合格不合格不合格o 3.再流焊工艺目视检验标准o 由于诸多因素的影响，由于诸多因素的影响，SMASMA经再流焊后，有可能出现桥接、短路经再流焊后，有可能出现桥接、短路等缺陷，影响等缺陷，影响SMASMA的性能和可靠性，所以在焊接后，应对的性能和可靠性，所以在焊接后，应对SMASMA进行全进行全检，焊点质量的评定执行检，焊点质量的评定执行SJ/T10666-1995SJ/T10666-1995标准的规定。一般要

8、求在标准的规定。一般要求在焊盘上形成完整、均匀、连续的焊点，接触角不大于焊盘上形成完整、均匀、连续的焊点，接触角不大于9090，焊料量，焊料量适中，焊点表面圆滑，元器件焊端或引脚在焊盘上的位置偏差应在适中，焊点表面圆滑，元器件焊端或引脚在焊盘上的位置偏差应在规定范围内。规定范围内。10.2.2 10.2.2 自动光学检测（自动光学检测（AOIAOI）o SMT SMT电路的小型化和高密度化，使检验的工作量越来越大，依电路的小型化和高密度化，使检验的工作量越来越大，依靠人工目视检验的难度越来越高，判断标准也不能完全一致。目靠人工目视检验的难度越来越高，判断标准也不能完全一致。目前，生产厂家在大批

9、量生产过程中检测前，生产厂家在大批量生产过程中检测SMTSMT电路板的焊接质量，广电路板的焊接质量，广泛使用自动光学检测（泛使用自动光学检测（AOIAOI）或自动）或自动X X射线检测（射线检测（X-RayX-Ray）。自动光）。自动光学检测（学检测（AOIAOI）主要用于工序检验；包括焊膏印刷质量、贴装质量）主要用于工序检验；包括焊膏印刷质量、贴装质量以及再流焊炉后质量检验。以及再流焊炉后质量检验。o 1A0I分类o AOI AOI中文含义为自动光学检测，可泛指自动光学检测技术或自动光学中文含义为自动光学检测，可泛指自动光学检测技术或自动光学检查设备。检查设备。AOIAOI设备一般可分为在线

10、式（在生产线中）和桌面式两大类。设备一般可分为在线式（在生产线中）和桌面式两大类。o （1 1）根据在生产线上的位置不同，）根据在生产线上的位置不同，AOIAOI设备通常可分为三种。设备通常可分为三种。o 放在焊锡膏印刷之后的放在焊锡膏印刷之后的AOIAOI。可以用来检测焊锡膏印刷的形状、面。可以用来检测焊锡膏印刷的形状、面积以及焊锡膏的厚度。积以及焊锡膏的厚度。o 放在贴片机后的放在贴片机后的AOIAOI。可以发现元器件的贴装缺漏、种类错误、外。可以发现元器件的贴装缺漏、种类错误、外形损伤、极性方向错误，包括引脚（焊端）与焊盘上焊锡膏的相对位置。形损伤、极性方向错误，包括引脚（焊端）与焊盘上

11、焊锡膏的相对位置。o 放在再流焊后的放在再流焊后的AOIAOI。可以检查焊接品质，发现有缺陷的焊点。可以检查焊接品质，发现有缺陷的焊点。图图10-3 AOI10-3 AOI在生产线中不同位置的检测示意图在生产线中不同位置的检测示意图最常见的检测位置最常见的检测位置 o （2 2）根据摄像机位置的不同，）根据摄像机位置的不同，AOIAOI设备设备可分为垂直式相机和倾斜式相机的可分为垂直式相机和倾斜式相机的AOIAOI。o （3 3）根据）根据AOIAOI使用光源情况的不同可分使用光源情况的不同可分为两种：为两种：o 使用彩色镜头的机器，光源一般使使用彩色镜头的机器，光源一般使用红、绿、蓝三色，计

12、算机处理的是色比；用红、绿、蓝三色，计算机处理的是色比；o 使用黑白镜头的机器，光源一般使使用黑白镜头的机器，光源一般使用单色，计算机处理的是灰度比。用单色，计算机处理的是灰度比。o 2A0I的工作原理o AOI AOI基本有设计规则检测（基本有设计规则检测（DRCDRC）和图形识别两种方法。）和图形识别两种方法。o AOI AOI通过光源对通过光源对PCBPCB板进行照射，用光学镜头将板进行照射，用光学镜头将PCBPCB的反射光采的反射光采集进计算机，通过计算机软件对包含集进计算机，通过计算机软件对包含PCBPCB信息的色彩差异或灰度比信息的色彩差异或灰度比进行分析处理，从而判断进行分析处理

13、，从而判断PCBPCB板上焊锡膏印刷、元件放置、焊点焊板上焊锡膏印刷、元件放置、焊点焊接质量等情况，可以完成的检查项目一般包括元器件缺漏检查、接质量等情况，可以完成的检查项目一般包括元器件缺漏检查、元器件识别、元器件识别、SMDSMD方向检查、焊点检查、引线检查、反接检查等。方向检查、焊点检查、引线检查、反接检查等。在记录缺陷类型和特征的同时通过显示器把缺陷显示在记录缺陷类型和特征的同时通过显示器把缺陷显示/标示出来，标示出来，向操作者发出信号，或者触发执行机构自动取下不良部件送回返向操作者发出信号，或者触发执行机构自动取下不良部件送回返修系统。修系统。图图10-4 AOI10-4 AOI的工

14、作原理模型的工作原理模型o调色原理：oAOIAOI所使用的光源由红、绿、蓝、白四种光组成，为同轴碗状高亮所使用的光源由红、绿、蓝、白四种光组成，为同轴碗状高亮光源，得到一个光源，得到一个3.03.0的感光图像；的感光图像；o焊点焊点(焊锡膏焊锡膏)处于斜面，大部分黄色光通过斜面反射出，而蓝色光处于斜面，大部分黄色光通过斜面反射出，而蓝色光则通过斜面反射进入摄像头，所以焊点在电脑中显示为蓝色；则通过斜面反射进入摄像头，所以焊点在电脑中显示为蓝色；o元件本体表面粗糙，黄色光与蓝色光照射在其表面都产生漫反射，元件本体表面粗糙，黄色光与蓝色光照射在其表面都产生漫反射，根据调色原理蓝色与黄色组合成白色，

15、相当于白光照射元件，在电脑根据调色原理蓝色与黄色组合成白色，相当于白光照射元件，在电脑中显示为元件本色；中显示为元件本色；o焊盘表面光滑，黄色光照射在其表面产生镜面反射进入摄像头，而焊盘表面光滑，黄色光照射在其表面产生镜面反射进入摄像头，而大部分蓝色光则反射出，所以在电脑中焊盘显示为黄白色。大部分蓝色光则反射出，所以在电脑中焊盘显示为黄白色。彩色摄像机成像原理示意图彩色摄像机成像原理示意图10.2.3 10.2.3 自动自动X X射线检测（射线检测（X-rayX-ray）o AOI AOI系统的不足之处是只能进行图形的直观检验，检测的效果系统的不足之处是只能进行图形的直观检验，检测的效果依赖光

16、学系统的分辨率，它不能检测不可见的焊点和元器件，也依赖光学系统的分辨率，它不能检测不可见的焊点和元器件，也不能从电性能上定量地进行测试。不能从电性能上定量地进行测试。o X-Ray X-Ray检测是利用检测是利用X X射线可穿透物质并在物质中有衰减的特性射线可穿透物质并在物质中有衰减的特性来发现缺陷，主要检测焊点内部缺陷，如来发现缺陷，主要检测焊点内部缺陷，如BGABGA、CSPCSP和和FCFC中中ChipChip的的焊点检测。尤其对焊点检测。尤其对BGABGA组件的焊点检查，作用无可替代，但对错件组件的焊点检查，作用无可替代，但对错件的情况不能判别。的情况不能判别。o 1.X-ray检测工

17、作原理o X X射线透视图可以显示焊射线透视图可以显示焊点厚度、形状及质量的密度分点厚度、形状及质量的密度分布；能充分反映出焊点的焊接布；能充分反映出焊点的焊接质量，包括开路、短路、孔、质量，包括开路、短路、孔、洞、内部气泡以及锡量不足，洞、内部气泡以及锡量不足，并能做到定量分析。并能做到定量分析。X-rayX-ray检检测最大特点是能对测最大特点是能对BGABGA等部件等部件的内部进行检测。的内部进行检测。o 当组装好的线路板（当组装好的线路板（SMASMA）沿导轨进入机器内部后，位于线路）沿导轨进入机器内部后，位于线路板下方有一个板下方有一个X X射线发射管，其发射的射线发射管，其发射的X

18、 X射线穿过线路板后被置于射线穿过线路板后被置于上方的探测器（一般为摄像机）接受，由于焊点中含有可以大量上方的探测器（一般为摄像机）接受，由于焊点中含有可以大量吸收吸收X X射线的铅，照射在焊点上的射线的铅，照射在焊点上的X X射线被大量吸收，因此，与穿射线被大量吸收，因此，与穿过其他材料的过其他材料的X X射线相比，焊点呈现黑点产生良好图像，使对焊点射线相比，焊点呈现黑点产生良好图像，使对焊点的分析变得相当直观，故简单的图像分析算法便可自动且可靠地的分析变得相当直观，故简单的图像分析算法便可自动且可靠地检验焊点缺陷。检验焊点缺陷。o 2D 2D检验法为透射检验法为透射X X射线检验法，对于单

19、面板上的元件焊点可产射线检验法，对于单面板上的元件焊点可产生清晰的视像，但对于目前广泛使用的双面贴装线路板，效果就生清晰的视像，但对于目前广泛使用的双面贴装线路板，效果就会很差，会使两面焊点的视像重叠而极难分辨。而会很差，会使两面焊点的视像重叠而极难分辨。而3D3D检验法采用检验法采用分层技术，即将光束聚焦到任何一层并将相应图像投射到一高速分层技术，即将光束聚焦到任何一层并将相应图像投射到一高速旋转的接受面上，由于接受面高速旋转使位于焦点处的图像非常旋转的接受面上，由于接受面高速旋转使位于焦点处的图像非常清晰，而其它层上的图像则被消除，故清晰，而其它层上的图像则被消除，故3D3D检验法可对线路

20、板两面检验法可对线路板两面的焊点独立成像，其工作原理如图的焊点独立成像，其工作原理如图10-710-7所示。所示。X X射线发射管射线发射管PCBPCBCCDCCD摄像机摄像机图像增强设备图像增强设备o 3DX-ray 3DX-ray技术除了可以检验双面贴装线路板外，还可对那些不可见焊技术除了可以检验双面贴装线路板外，还可对那些不可见焊点如点如BGABGA等进行多层图像等进行多层图像“切片切片”检测，即对检测，即对BGABGA焊接连接处的顶部、中部焊接连接处的顶部、中部和底部进行彻底检验。同时利用此方法还可测通孔焊点，检查通孔中焊料和底部进行彻底检验。同时利用此方法还可测通孔焊点，检查通孔中焊

21、料是否充实，从而极大地提高焊点连接质量。是否充实，从而极大地提高焊点连接质量。10.3 ICT10.3 ICT在线测试在线测试o ICT ICT是英文是英文In Circuit TesterIn Circuit Tester的简称，中文含义是的简称，中文含义是“在线测试仪在线测试仪”。ICTICT可分为针床可分为针床ICTICT和飞针和飞针ICTICT两种。飞针两种。飞针ICTICT基本只进行静态的测基本只进行静态的测试，优点是不需制作夹具，程序开发时间短。针床式试，优点是不需制作夹具，程序开发时间短。针床式ICTICT可进行模拟可进行模拟器件功能和数字器件逻辑功能测试，故障覆盖率高；但对每种

22、单板需器件功能和数字器件逻辑功能测试，故障覆盖率高；但对每种单板需制作专用的针床夹具，夹具制作和程序开发周期长。制作专用的针床夹具，夹具制作和程序开发周期长。o 在在SMTSMT实际生产中，除了焊点质量不合格导致焊接缺陷以外，元实际生产中，除了焊点质量不合格导致焊接缺陷以外，元器件极性贴错、元器件品种贴错、数值超过标称值允许的范围，也会器件极性贴错、元器件品种贴错、数值超过标称值允许的范围，也会导致产品缺陷，因此生产中不可避免的要通过导致产品缺陷，因此生产中不可避免的要通过ICTICT进行性能测试，检进行性能测试，检查出影响其性能的相关缺陷，并根据暴露出的问题及时调整生产工艺。查出影响其性能的

23、相关缺陷，并根据暴露出的问题及时调整生产工艺。10.3.1 10.3.1 针床式在线测试仪针床式在线测试仪o 1.针床式在线测试仪的功能与特点o 针床式在线测试仪是通过对在线元器件的电性能及电气连接针床式在线测试仪是通过对在线元器件的电性能及电气连接进行测试来检查生产制造缺陷及元器件不良的一种标准测试手段。进行测试来检查生产制造缺陷及元器件不良的一种标准测试手段。ICTICT使用专门的针床与已焊接好的线路板上的元器件焊点接触，并使用专门的针床与已焊接好的线路板上的元器件焊点接触，并用数百用数百mVmV电压和电压和10mA10mA以内电流进行分立隔离测试，从而精确地测以内电流进行分立隔离测试，从

24、而精确地测量所装电阻、电感、电容、二极管、可控硅、场效应管、集成块量所装电阻、电感、电容、二极管、可控硅、场效应管、集成块等通用和特殊元器件的漏装、错装、参数值偏差、焊点连焊、线等通用和特殊元器件的漏装、错装、参数值偏差、焊点连焊、线路板开、短路等故障，并将故障是哪个元件或开路位于哪个点准路板开、短路等故障，并将故障是哪个元件或开路位于哪个点准确告诉用户。确告诉用户。o 由于由于ICTICT的测试速度快，并的测试速度快，并且相比且相比AOIAOI和和AXIAXI能够提供较为能够提供较为可靠的电性能测试，所以在一可靠的电性能测试，所以在一些大批量生产电子产品的企业些大批量生产电子产品的企业中，成

25、为了测试的主流设备。中，成为了测试的主流设备。o 图图10-910-9是针床式在线测试仪的内部结构图是针床式在线测试仪的内部结构图 10.3.2 10.3.2 飞针式在线测试仪飞针式在线测试仪o 1.飞针测试系统的结构与功能o 飞针式测试仪是对传统针床在线测试仪的一种改进，它用探飞针式测试仪是对传统针床在线测试仪的一种改进，它用探针来代替针床，在针来代替针床，在x xy y机构上装有可分别高速移动的机构上装有可分别高速移动的4 48 8根测试根测试探针（飞针），最小测试间隙为探针（飞针），最小测试间隙为0.2mm0.2mm。o 工作时在测单元（工作时在测单元（UUTUUT）通过皮带或者其他传送

26、系统输送到测）通过皮带或者其他传送系统输送到测试机内，然后固定，测试仪的探针根据预先编排的坐标位置程序试机内，然后固定，测试仪的探针根据预先编排的坐标位置程序移动并接触测试焊盘（移动并接触测试焊盘（test padtest pad）和通路孔（）和通路孔（viavia），从而测试在），从而测试在测单元的单个元件，测试探针通过多路传输系统连接到驱动器测单元的单个元件，测试探针通过多路传输系统连接到驱动器（信号发生器、电源等）和传感器（数字万用表、频率计数器等）（信号发生器、电源等）和传感器（数字万用表、频率计数器等）来测试来测试UUTUUT上的元件。上的元件。飞针测试仪可以检查电阻器的电阻值、电容

27、器的电容值、电感器的电感飞针测试仪可以检查电阻器的电阻值、电容器的电容值、电感器的电感值、器件的极性，以及短路（桥接）和开路（断路）等参数。值、器件的极性，以及短路（桥接）和开路（断路）等参数。o 2.飞针测试仪的特点o 较短的测试开发周期，系统接收到较短的测试开发周期，系统接收到CADCAD文件后几小时内就可以文件后几小时内就可以开始生产，因此，原型电路板在装配后数小时即可测试。开始生产，因此，原型电路板在装配后数小时即可测试。o 较低的测试成本，不需要制作专门的测试夹具。较低的测试成本，不需要制作专门的测试夹具。o 由于设定、编程和测试的简单与快速，一般技术装配人员就由于设定、编程和测试的

28、简单与快速，一般技术装配人员就可以进行操作测试。可以进行操作测试。o 较高的测试精度，飞针在线测试的定位精度（较高的测试精度，飞针在线测试的定位精度（10m10m）和重复）和重复性（性（10m10m）以及尺寸极小的触点和间距，使测试系统可探测到针）以及尺寸极小的触点和间距，使测试系统可探测到针床夹具无法达到的床夹具无法达到的PCBPCB节点。与针床式在线测试仪相比，飞针式节点。与针床式在线测试仪相比，飞针式ICTICT在在测试精度、最小测试间隙等方面均有较大幅度的提高。测试精度、最小测试间隙等方面均有较大幅度的提高。o 飞针测试缺点：因为测试探针与通路孔和测试焊盘上的焊锡飞针测试缺点：因为测试

29、探针与通路孔和测试焊盘上的焊锡发生物理接触，可能会在焊锡上留下小凹坑。对于某些客户来说，这发生物理接触，可能会在焊锡上留下小凹坑。对于某些客户来说，这些小凹坑可能被认为是外观缺陷，造成拒绝接受；因为有时在没有测些小凹坑可能被认为是外观缺陷，造成拒绝接受；因为有时在没有测试焊盘的地方探针会接触到元件引脚，所以可能会检测不到松脱或焊试焊盘的地方探针会接触到元件引脚，所以可能会检测不到松脱或焊接不良的元件引脚。接不良的元件引脚。o 飞针测试时间过长是另一个不足，传统的针床测试探针数目飞针测试时间过长是另一个不足，传统的针床测试探针数目有有50050030003000只，针床与只，针床与PCBPCB一

30、次接触即可完成在线测试的全部要求，一次接触即可完成在线测试的全部要求，测试时间只要几十秒，针床一次接触所完成的测试，飞针需要许多次测试时间只要几十秒，针床一次接触所完成的测试，飞针需要许多次运动才能完成，时间显然要长的多。运动才能完成，时间显然要长的多。o 飞针测试仪要求操作员测试完一面，然后翻转再测试另一面，由飞针测试仪要求操作员测试完一面，然后翻转再测试另一面，由此看出飞针测试并不能很好适应大批量生产的要求。此看出飞针测试并不能很好适应大批量生产的要求。10.5 SMA10.5 SMA返修技术返修技术o SMASMA的返修，通常是为了去除失去功能、损坏引线或排列错误的的返修，通常是为了去除

31、失去功能、损坏引线或排列错误的元器件，重新更换新的元器件。或者说就是使不合格的电路组件恢复元器件，重新更换新的元器件。或者说就是使不合格的电路组件恢复成与特定要求相一致的合格的电路组件。返修和修理是两个不同的概成与特定要求相一致的合格的电路组件。返修和修理是两个不同的概念，修理是使损坏的电路组件在一定程度上恢复它的电气机械性能，念，修理是使损坏的电路组件在一定程度上恢复它的电气机械性能，而不一定与特定要求相一致。而不一定与特定要求相一致。o 完成返修必须采用安全而有效的方法和合适的工具。习惯上返修完成返修必须采用安全而有效的方法和合适的工具。习惯上返修被看作是操作者掌握的手工工艺，实际上，高度

32、熟练的维修人员也必被看作是操作者掌握的手工工艺，实际上，高度熟练的维修人员也必须借助返修工具才可以使修复的须借助返修工具才可以使修复的SMASMA产品完全令人满意。目前，倒装产品完全令人满意。目前，倒装芯片、芯片、CSPCSP、BGABGA等新型封装器件对装配工艺提出了更高的要求，对返等新型封装器件对装配工艺提出了更高的要求，对返修工艺的要求也在提高，此时手工返修已无法满足这种新要求。修工艺的要求也在提高，此时手工返修已无法满足这种新要求。10.5.1 SMT10.5.1 SMT电路板维修工作站电路板维修工作站o 维修工作站实际是一个小型化的贴片机和焊接设备的组合装置，维修工作站实际是一个小型

33、化的贴片机和焊接设备的组合装置，对采用对采用SMTSMT工艺的电路板进行维修，或者对品种变化多而批量不大的工艺的电路板进行维修，或者对品种变化多而批量不大的产品进行生产，产品进行生产，SMTSMT维修工作站都能够发挥很好的作用。维修工作站都能够发挥很好的作用。o 维修工作站装备了高分辨率的光学检测系统和图像采集系统，操维修工作站装备了高分辨率的光学检测系统和图像采集系统，操作者作者 可以从监视器的屏幕上看到放大的电路焊盘和元器件电极的可以从监视器的屏幕上看到放大的电路焊盘和元器件电极的图像，使元器件能够高精度地定位贴片；高档的维修工作站甚至有两图像，使元器件能够高精度地定位贴片；高档的维修工作

34、站甚至有两个以上摄像镜头，能够把从不同角度摄取的画面叠加在屏幕上，操作个以上摄像镜头，能够把从不同角度摄取的画面叠加在屏幕上，操作者可以通过监视屏幕仔细调整贴装头，让两幅画面完全重合，实现多者可以通过监视屏幕仔细调整贴装头，让两幅画面完全重合，实现多引脚器件在电路板上的准确定位。对于任何引脚器件在电路板上的准确定位。对于任何BGABGA器件、器件、Flip-ChipFlip-Chip、QFNQFN、MLFMLF、QFPQFP、PLCCPLCC、SOPSOP、金属屏蔽罩、通孔、金属屏蔽罩、通孔ICIC座、通孔器件、柔座、通孔器件、柔性板，塑料元器件、异形器件、连接器等均具有优良的返修能力。性板，

35、塑料元器件、异形器件、连接器等均具有优良的返修能力。10.5.2 10.5.2 返修的基本过程返修的基本过程o 1.取下故障元器件o 将焊点加热至熔点，然后小心地将元器件从板上拿下。注意将焊点加热至熔点，然后小心地将元器件从板上拿下。注意焊料必须完全熔化，以免在取走元器件时损伤焊盘。返修系统应焊料必须完全熔化，以免在取走元器件时损伤焊盘。返修系统应保证这部分工艺尽可能简单并具有重复性。加热喷嘴对准好元器保证这部分工艺尽可能简单并具有重复性。加热喷嘴对准好元器件以后即可进行加热，一般先从底部开始，然后将喷嘴和元器件件以后即可进行加热，一般先从底部开始，然后将喷嘴和元器件吸管分别降到吸管分别降到P

36、CBPCB和元器件上方，开始顶部加热。加热结束时许多和元器件上方，开始顶部加热。加热结束时许多返修工具的元器件吸管中会产生真空，吸管升起将元器件从板上返修工具的元器件吸管中会产生真空，吸管升起将元器件从板上提起。在焊料完全熔化以前吸起元器件会损伤板上的焊盘，提起。在焊料完全熔化以前吸起元器件会损伤板上的焊盘，“零零作用力吸起作用力吸起”技术能保证在焊料液化前不会取走元器件。技术能保证在焊料液化前不会取走元器件。o 2.PCB预处理o 在将新元器件换到返修位置前，该位置需要先做预处理。预处理在将新元器件换到返修位置前，该位置需要先做预处理。预处理包括两个步骤：除去残留的焊料和添加助焊剂或焊膏。包

37、括两个步骤：除去残留的焊料和添加助焊剂或焊膏。o 除去焊料。除去残留焊料可用手工或自动方法，手工方式的除去焊料。除去残留焊料可用手工或自动方法，手工方式的工具包括烙铁和铜吸锡线，手工工具用起来很困难，对于小尺寸工具包括烙铁和铜吸锡线，手工工具用起来很困难，对于小尺寸CSPCSP和倒装芯片焊盘还很容易受到损伤。自动化焊料去除工具可以非常安和倒装芯片焊盘还很容易受到损伤。自动化焊料去除工具可以非常安全地用于高精度板的处理。有些清除器是自动化非接触系统，使用热全地用于高精度板的处理。有些清除器是自动化非接触系统，使用热风使残留焊料液化，再用真空将熔化的焊料吸入一个可更换的过滤器风使残留焊料液化，再用

38、真空将熔化的焊料吸入一个可更换的过滤器中。清除系统一排一排依次扫过线路板，将所有焊盘阵列中的残留焊中。清除系统一排一排依次扫过线路板，将所有焊盘阵列中的残留焊料除掉。对料除掉。对PCBPCB和清除器加热要进行控制，以提供均匀的处理过程，和清除器加热要进行控制，以提供均匀的处理过程，避免避免PCBPCB过热。过热。图图10-12 自动化焊料去除工具自动化焊料去除工具o 助焊剂、焊锡膏涂敷。在返修工艺中，一般是用刷子将助焊剂、焊锡膏涂敷。在返修工艺中，一般是用刷子将助焊剂直接刷在助焊剂直接刷在PCBPCB上。上。CSPCSP和倒装芯片的返修很少使用焊锡膏，和倒装芯片的返修很少使用焊锡膏，只要稍稍使

39、用一些助焊剂就足够了。只要稍稍使用一些助焊剂就足够了。BGABGA返修场合，焊锡膏涂敷的返修场合，焊锡膏涂敷的方法可采用模板或可编程分配器。许多方法可采用模板或可编程分配器。许多BGABGA返修系统都提供一个小返修系统都提供一个小型模板装置来涂敷焊锡膏。但模板尺寸必须很小，除了用于涂敷型模板装置来涂敷焊锡膏。但模板尺寸必须很小，除了用于涂敷焊锡膏的小孔就几乎没有空间了，由于空间小，因此很难涂敷焊焊锡膏的小孔就几乎没有空间了，由于空间小，因此很难涂敷焊锡膏并取得均匀的效果。锡膏并取得均匀的效果。o 另一种工艺是用元器件印刷台直接将焊锡膏涂在元器件上，另一种工艺是用元器件印刷台直接将焊锡膏涂在元器

40、件上，该装置还可在涂敷焊锡膏后用作元器件容器，在标准工序中自动该装置还可在涂敷焊锡膏后用作元器件容器，在标准工序中自动拾取元器件。焊锡膏也可以直接点到每个焊盘上，方法是使用拾取元器件。焊锡膏也可以直接点到每个焊盘上，方法是使用PCBPCB高度自动检测技术和一个旋转焊锡膏挤压泵，精确地提供完全一高度自动检测技术和一个旋转焊锡膏挤压泵，精确地提供完全一致的焊锡膏点。致的焊锡膏点。o SMT SMT维修工作站都备有与各种元器件规格相配的红外线加热炉、维修工作站都备有与各种元器件规格相配的红外线加热炉、电热工具或热风焊枪，不仅可以用来拆焊那些需要更换的元器件，电热工具或热风焊枪，不仅可以用来拆焊那些需

41、要更换的元器件，还能熔融焊料，把新贴装的元器件焊接上去。还能熔融焊料，把新贴装的元器件焊接上去。o 3.元器件更换o 元器件对位。返修系统的放置能力必须要能满足很高的要元器件对位。返修系统的放置能力必须要能满足很高的要求。放置能力由两个因素决定：精度（偏差）和准确度（重复性）求。放置能力由两个因素决定：精度（偏差）和准确度（重复性）。一个系统可能重复性很好，但精度不够，只有充分理解这两个。一个系统可能重复性很好，但精度不够，只有充分理解这两个因素才能了解系统的工作原理。重复性是指在同一位置放置元件因素才能了解系统的工作原理。重复性是指在同一位置放置元件的一致性，然而一致性很好不一定表示放在所需

42、的位置上；偏差的一致性，然而一致性很好不一定表示放在所需的位置上；偏差是放置位置测得的平均偏移值，一个高精度的系统只有很小或者是放置位置测得的平均偏移值，一个高精度的系统只有很小或者根本没有放置偏差，但这并不意味放置的重复性很好。返修系统根本没有放置偏差，但这并不意味放置的重复性很好。返修系统必须同时具有很好的重复性和很高的精度，以将器件放置到正确必须同时具有很好的重复性和很高的精度，以将器件放置到正确的位置。的位置。o 元器件放置。返修工艺选定后，元器件放置。返修工艺选定后，PCBPCB放在工作台上，元器件放放在工作台上，元器件放在容器中，然后用在容器中，然后用PCBPCB定位以使焊盘对准元

43、器件上的引脚或焊球。定定位以使焊盘对准元器件上的引脚或焊球。定位完成后元器件自动放到位完成后元器件自动放到PCBPCB上，放置力反馈和可编程力量控制技术上，放置力反馈和可编程力量控制技术可以确保正确放置，不会对精密元器件造成损伤。可以确保正确放置，不会对精密元器件造成损伤。o 线路板和元器件加热。先进的返修系统采用计算机控制加热线路板和元器件加热。先进的返修系统采用计算机控制加热过程，并且应采用顶部和底部组合加热方式。底部加热用以升高过程，并且应采用顶部和底部组合加热方式。底部加热用以升高PCBPCB的温度，而顶部加热则用来加热元器件，元器件加热时有部分热量会的温度，而顶部加热则用来加热元器件，元器件加热时有部分热量会从返修位置传导流走。而底部加热则可以补偿这部分损失的热量而减从返修位置传导流走。而底部加热则可以补偿这部分损失的热量而减少元器件在上部所需的总热量；另外，使用大面积底部加热器可以消少元器件在上部所需的总热量；另外，使用大面积底部加热器可以消除因局部加热过度而引起的除因局部加热过度而引起的PCBPCB扭曲。扭曲。图图10-13 10-13 顶部和底部组合加热方式顶部和底部组合加热方式