一、返修的基本概念

    表面组装自动化和组装制造工艺一宜在为达到高的一次组装通过率而努力，但是100％的成品率仍然是一个可望而不可即的目标，不管工艺有多完美，总是存在一些组装制造中无法控制的因素而产生出不良品。PCB组装中必须对不良品率有一定的估计，且可以用返修来弥补产品组装过程中产生的一些问题。

    传统的返修通常由熟练的操作人员手工完成，但随着电子产品越来越多地采用精密组装微型元器件，如倒装芯片(FC)、芯片尺寸封装(CSP)、球栅阵列(BGA)封装等，手工操作已不能满足要求，需用专门的返修设备并根据一定的返修工艺来完成。

本节以BGA元器件为例，介绍返修技术的一般步骤及工艺。

二、BGA元器件的返修工艺

BGA元器件返修的基本步骤是；为每个元器件建立一条温度曲线一拆除元器件一去除残留焊膏并清洗这一区域‘贴装新的BGA元器件。大多数半导体元器件的耐热温度为240一260℃，对于BGA元器件返修系统来说，加热温度和均匀性的控制显得非常重要。美国OK集团的热风再流焊接及返修系统BGA—3592—G／GSP—3500—G和日本M．s．En8ineerin8Co．Ltd．的MS系列返修工作站很好地解决了这个问题(最新的返修工作站有美国OK集团推出的BGA Rework  5000)。

下面简要说明BGA元器件的返修工艺。

    1．为每个元盟件建立一条温度曲线

    具有丰富的BGA元器件返修经验的技术人员主要依靠破坏性方法来确定适当的温度曲线。在P哪上钻孔，使焊点暴露出来，然后将热电偶连接到焊点上。这样，就可以为每个被监测的焊点建立一条温度曲线。技术数据表明，PCB温度曲线的建立是以一个布满元器件的PCB为基础的，它采用了新的热电偶和一个经校准的记录元器件，并在PCB的高、低温区安装了热电偶。一旦为基板和服A元器件建立了温度曲线，就能够对其进行编程，以便重复使用。

    利用一些热风返修系统，可以比较容易地拆除BGA元器件。通常，由一温度(由温度曲线确定)的热风从喷嘴喷出，使焊膏再流，但不会损坏基扳或周围的元器件。喷嘴的类型随设备或技术人员的喜好而不同。一些喷嘴使热风在BGA元器件的上部和底部流动，一些喷嘴水平移动热风，还有一些喷嘴只特热风喷在BGA元器件的上方。也有人喜欢用带罩的喷嘴，它可直接将热风集中在元器件上，从而保护了周围的元器件。拆除BGA元器件时，温度的保持是很重要的。关键是要对PCS的底部进行预热，以防止翘曲。拆除耶A需要多点再流，因而需要技巧和耐心。此外，返倍一个BGA元器件通常需要8—10 min，比返修其他的表面贴装组件慢。

    2．拣除元器件

    拆除的芯片如果不打算重新使用，而且P船可承受高温的话，拆除芯片可采用较高的温度(较短的加热周期)。

    3．漓洗

    (1)筒洗焊盎  清洗焊盘主要是将拆除芯片后留在PCB表面的助焊剂、焊膏情理掉，使用的清洗剂必须符合要求。为了保证BGA元器件的焊接可靠性，一般不朗使用焊盘上残留的焊膏，必须将旧的焊育清除掉，除非芯片上重新形成BGA焊球。

    由于BGA元器体积小，特别是C5P元器体积更小，清洁焊盘比较困难，所以在返修CSP元器时，如果CSP元器件的周围空间很小，就需使用免清洗助焊剂。

    在去除残留焊膏时，很多操作人员喜欢用除锡编织带。如果用的编织带合适且使用方法正确，拆除工艺就会快速、安全、高效而且便宜。虽然使用除锡编织带需要一定的技能，但是并不困难。用烙铁和所选编织带接触需要去除的焊峦，使焊芯位于烙铁头与基板之间，不会损坏阻好膜或暴露在外的印制线。它使热量通过编织带以最佳方式传递到焊点，这样，焊盘发生移位或PCB道受损坏的可能性就降至员低。

    由于焊芯在使用中的活动性很好，因此不必为避免热损坏而拖曳焊芯。相反，将焊芯放置在基板与烙铁头之间，加热2—3s，然后向上捡起编织带和烙铁。抬起而不是拖曳编织带，可使焊盘遭到损坏的危险降至最低。用编织带可去除所有的残留焊瞥，从而排除了桥接和短路的可能性。去除残留焊膏以后，用适当的溶剂清洗这一区域，可以用毛刷刷掉残留的助焊剂。为了对新元器件进行适当的再流焊，PCB必须很干净。

    (2)徐覆焊蕾和助焊剂  在PCB上涂覆焊膏对于DGA元器件的返修结果有重要影响。通过选用与芯片相符的模板，可以很方便地将焊音涂覆在PCB上。用OK集团的DGA—3500—G设备微型光学对中系统可以方便地检验焊膏是否徐得均匀。处理CSP元器件，有三种焊膏可以选择；RMA焊膏、免清洗焊育、水溶性焊育。使用RMA焊膏，再流时间可略长些；使用免清洗焊膏，再流温度应选得低些。

    4．贴片

    贴片的主要目的是使BGA元器件上的每一个焊球与PCB上每一个对应的焊点对正。由于胀A元器件的焊点位于内服不能观测到的部位，所以必须使用专门的设备来对位。BGA—3500—G的光学对正主要是利用了平面镜在倾斜到45。时的反射成像的原理，通过一个摄像头来进行精确对位.

  5．热风再流焊

  热风再流焊是整个返修工艺的关键，其中，以下几个问题比较重要：

  1)芯片返修再流焊的曲线应当与芯片的初始焊接曲线接近，热风再流焊曲线可分成四个区：预热区、加热区、再流区、冷却区，四个区的温度、时间参数可以分别设定，通过与计算机连接，可以将这些程序存储和随时调用。

    2)在再流焊过程中要正确选绎各区的加热温度和时间，同时应注意升温速率。一般．在loo℃以前，最大的升温速率不超过6℃／s，100℃以后最大的升温速串不超过3℃／s。在冷却区，最大的降温速率不超过6℃／s。因为过高的升温速率和降温速率都可能损坏PCB和芯片．这种损坏有时是肉眼不能观察到的。不同的芯片，不同的焊音，应选择不同的加热温度和时间。如陶瓷BGA(CBGA)元器件的再流温度应高于塑料BGA(PBGA)元器件的再流温度，90Pblosn应较63Sn37Pb焊膏选用更高的再流温度。对免清洗焊膏，其活性低于非免清洗焊霄，因此，焊接温度小豆过简，焊接时间不宜过长，以防止焊料颗改的氧化。

    3)热风再流焊中，P哪的底部必须能够加热。底部加热的目的有两个：避免由于PCB的单面受热而产生翘曲和变形，使焊膏熔化的时间缩短。对在大尺寸PCB上返修BGA元器件，底部加热尤其重要。BGA—3592—G返修设备的底部加热方式有两种，一种是热风加热，一种是红外加热。热风加热的优点是加热均匀，一般返修工艺建议采用这种加热；红外加热的缺点是PCB受热不均匀。

    4)要选择好的热风再流喷嘴。热风再流喷呢属于非接触式加热，加热时依靠高温空气

流使BGA芯片上的各焊点的焊膏同时熔化。美国OK集团首先发明了这种顷嘴，它将BGA元器件密封，保证在整个再流过程中有税定的温度环境，同时可保护相邻元器件不会校对流热空气加热而损坏。