GB/T 43021-2023 电子组装件焊接的返工、改装和返修工艺要求

　　ICS 31 . 190 CCS L 94

　　中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准

　　GB/T 43021—2023

　　电子组装件焊接的返工 、改装和

　　返修工艺要求

　　workmanship requirements for rework , modification and

　　repair of soldered electronic assemblies

　　2023-09-07 发布 2024-02-01 实施

　　国家市场监督管理总局国家标准化管理委员会

　　

　　发

　　

　　布

　　GB/T 43021—2023

　　目 次

　　前言 I

　　1 范围 1

　　2 规范性引用文件 1

　　3 术语、定义和缩略语 1

　　4 返工操作 2

　　5 焊接前返工 4

　　6 影响焊接后返工的因素 6

　　7 焊接后返工和返修的准备 9

　　8 焊接后的返工 10

　　9 返工设备、工具和方法的选择 13

　　10 手工返工工具和方法 16

　　11 机械化和可编程返工装置和方法 18

　　12 辅助工具和设备 21

　　13 返工记录 23

　　14 操作人员和检验人员的培训 24

　　15 现场的返工 25

　　参考文献 26

　　GB/T 43021—2023

　　前 言

　　本文件按照 GB/T 1 . 1—2020《标准化工作导则 第 1 部分:标准化文件的结构和起草规则》的规定起草 。

　　请注意本文件的某些内容可能涉及专利 。本文件的发布机构不承担识别专利的责任 。

　　本文件由中华人民共和国工业和信息化部提出 。

　　本文件由全国印制电路标准化技术委员会(SAC/TC47)归口 。

　　本文件起草单位:中国航天科技集团有限公司第九研究院二 00厂 、中国电子技术标准化研究院 、中国电子科技集团公司第十五研究所 。

　　本文件主要起草人:暴杰 、赵钺 、王轶 、王丽娜 、曹易 、郭晓宇 。

　　I

　　GB/T 43021—2023

　　电子组装件焊接的返工 、改装和

　　返修工艺要求

　　1 范围

　　本文件规定了适用于电子组装件焊接的返工 、改装和返修的内容和工艺要求 。

　　本文件适用于将元器件与印制板和最终产品相关部件连接的电子组装件焊接制造过程中的返工 、改装和返修 , 也适用于混合安装技术产品组装中的相关作业活动 。

　　本文件也包括与返工相关的设计内容的指南 。

　　注 : 在不引起混淆的情况下 , 本文件中的“返工操作”适用于返工 、改装和返修 。仅适用于返工的操作会以“返工操作(仅适用返工) ”表示 。

　　2 规范性引用文件

　　下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款 。其中 , 注 日期的引用文件 , 仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件 , 其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件 。

　　GB/T 2036 印制电路术语

　　GB/T 4725 印制电路用覆铜箔环氧玻璃布层压板

　　GB/T 19247 . 1—2003

　　印制板组装

　　第 1 部分:通用规范 采用表面安装和相关组装技术的电子

　　和电气焊接组装的要求

　　GB/T 19247 . 2—2003

　　印制板组装

　　第 2 部分:分规范 表面安装焊接的组装要求

　　GB/T 19247 . 3—2003

　　印制板组装

　　第 3 部分:分规范 通孔安装焊接组装的要求

　　GB/T 19247 . 4—2003

　　印制板组装

　　第 4 部分:分规范 引出端焊接组装的要求

　　GB/T 31474 电子装联高质量内部互连用助焊剂

　　GB/T 31475 电子装联高质量内部互连用焊锡膏

　　GB/T 31476 电子装联高质量内部互连用焊料

　　GB/T 33772 . 1 质量评价体系 第 1 部分:印制板组装件上缺陷的统计和分析

　　3 术语 、定义和缩略语

　　3 . 1 术语和定义

　　GB/T 2036 界定的以及下列术语和定义适用于本文件 。

　　3 . 1 . 1

　　返工 rework

　　通过使用原来工艺或变更等效工艺 , 使不合格产品符合适用图纸要求或技术规范的操作 。 3.1.2

　　返修 repair

　　恢复有缺陷产品使之符合适用图纸要求或技术规范的操作 。

　　1

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　　3.1.3

　　改装 modification

　　为落实新的可接受准则,对产品功能进行的修改。 3.1.4

　　异常记录图 anomaly chart

　　组装图(或印制板组装件实物)的复制图。

　　注 : 用于记录故障的位置或过程改进分析用的过程警示。 3.1.5

　　外加式元器件 added component

　　用焊接或其他连接方法,安装到印制板上的电子元器件。 3.1.6

　　嵌入式元器件 embedded component

　　印制板内部的电子元器件。

　　注 : 如埋入电阻 、电容 、印制电感。

　　3 . 2 缩略语

　　下列缩略语适用于本文件。

　　BGA 球栅阵列(ball grid array)

　　MELF 金属电极端面连接元器件(metal electrode face-bonded component)

　　PLCC 塑料有引线芯片载体(plastic leaded chip carrier)

　　PTFE 聚四氟乙烯(polytetrafluoroethylene)

　　QFP 塑料方形扁平封装(plastic quad flat package)

　　SOD 小外形二极管(small outline diode)

　　SOIC 小外形集成电路(small outline integrated circuit)

　　SOT 小外形晶体管(small outline transistor)

　　TSOP 塑料薄型小外形封装(plastic thin small outline package)

　　4 返工操作

　　4 . 1 返工流程

　　如不特殊说明,本文件提供的返工操作适用于电子组装件焊接的返工 、改装和返修。 典型制程中表面安装返工操作如图 1 所示。

　　2

　　3

　　GB/T

　　

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　　图 1 典型制程中改装 、返工或返修作业

　　4 . 2 焊接前返工作业

　　焊接前以下环节会涉及返工操作 :

　　a) 元器件准备 ;

　　b) 焊料涂覆(如焊膏 、预成形焊料 、搪锡) ;

　　c) 胶黏剂涂覆 ;

　　d) 元器件安装 ;

　　e) 胶黏剂固化 。

　　4 . 3 焊接后返工作业

　　焊接后以下环节会涉及返工操作 :

　　a) 返工或返修前准备,例如敷形涂层的去除 、预热 、烘烤 、清洗 、妨碍操作的相邻元器件和零部件的拆除 ;

　　b) 元器件校正 ;

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　　c) 元器件拆除 ;

　　d) 焊点添加助焊剂和焊料 ;

　　e) 焊点多余焊料的清除 ;

　　f) 重新安装元器件前 , 印制板上多余焊料和胶黏剂的清除 ;

　　g) 安装并焊接替换的元器件 ;

　　h) 返工后清洗(需要时) ;

　　i) 返工件的目视检验 、热学检验 、力学检验 、尺寸检验及电性能测试 。

　　4 . 4 可靠有效返工的条件

　　可靠有效返工的条件如下:

　　a) 印制板布局设计能够满足对每种元器件类型使用返修工具的需要 ;

　　b) 互连用焊料类型的确认 , 以及适用过程(锡铅 、无铅及其他)和替换材料的选择 ;

　　c) 具备能够有效实施作业且防静电的工具或设备 ;

　　d) 操作人员和检验人员能够对返工的风险做出正确判断 ;

　　e) 返工过程应避免对产品产生可靠性风险 , 例如过度热冲击 、铜与焊料界面金属间化合物的生长 ;

　　f) 操作人员的技能水平满足返工要求 ;

　　g) 印制板 、元器件和原材料的质量保证状况 ;

　　h) 符合人体工程学设计的返工/返修工作站 ;

　　i) 返工作业条件的控制 ;

　　j) 有效的培训和验证(认证) ;

　　k) 文件化的返工 、返修程序 ;

　　l) 安全与环境方面的控制 。

　　由于所用元器件焊端和引线的多样性及其对热应力不同的耐力 , 所以没有一种返工设备适用于所有过程 。

　　5 焊接前返工

　　5 . 1 通则

　　任何情况下 , 返工应保证不合格的成因得到改正 , 使电子组装件符合适用要求或技术规范 。

　　5 . 2 焊膏和非导电胶黏剂涂覆的返工

　　5 . 2 . 1 整体性涂覆偏移或沾污

　　焊膏或胶黏剂涂覆时发生整体偏移或沾污时 , 应将印制板上的涂覆焊膏或胶黏剂全部彻底清除后再进行后续操作 。清除下来的焊膏和胶黏剂不应再使用 。清除焊膏或胶黏剂时 , 应根据印制板上的元器件情况 , 采取以下两种方式处理:

　　a) 印制板未安装元器件时 , 应尽快使用清洗机进行清洗 , 且仅可使用适宜的清洗液 ;

　　b) 印制板已安装元器件时 , 可对焊膏或胶黏剂进行清理 , 应制定措施防止清洗液流入元器件内部引起腐蚀或其他问题 , 影响元器件性能 。

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　　5 . 2 . 2 局部性涂覆偏移或沾污

　　如果焊膏或胶黏剂涂覆偏移或沾污部位仅限于一个或几个点位 , 且所需的涂覆量和位置可用手工方式有效控制时 , 可仅将偏移或沾污部位的焊膏或胶黏剂去除 , 并用注射器或其他点涂手段进行单点填充 。如果不满足上述条件 , 则应按 5 . 2 . 1 方法执行。

　　5 . 2 . 3 整体性焊膏或胶黏剂用量不当

　　按 5 . 2 . 1 执行 。

　　5 . 2 . 4 局部性焊膏或胶黏剂用量不当

　　按 5 . 2 . 2 执行 。

　　5 . 3 元器件安装的返工

　　5 . 3 . 1 整体性元器件安装偏移

　　元器件安装发生整体偏移时 , 应将外加式元器件全部移除 , 并彻底清洗印制板。 清洗后的印制板如满足清洁度要求 , 可继续使用。 移除时注意识别元器件的湿敏等级。 所有从印制板上清除下来的焊膏和胶黏剂不应再使用。 如为了节省返工成本等原因 , 对外加式元器件再次使用时 , 应对其进行机械损伤检查(100%)和电气测试(100%) 。

　　5 . 3 . 2 局部性元器件安装偏移

　　安装后应立即纠正严重的偏移。 表面安装元器件再流焊接过程中 , 通常会有焊料熔融时表面张力产生的校正作用。 该作用对于小型元器件和球栅阵列更为有效。 但因元器件焊端间可焊性和温度的局部差异会产生相反作用 , 故不可仅依赖于该作用。

　　对于一个或几个元器件的偏移 , 可使用带导电塑料端头的镊子轻柔地移动。 为避免焊膏或胶黏剂的铺散 , 水平校正动作前应有一个轻微的上提动作 , 但应避免元器件与焊膏或胶黏剂脱开。

　　注 : 如果进行校正 , 可能会出现较高的短路/桥连发生率。

　　5 . 4 热塑性胶黏剂固化后的元器件校正

　　热塑性胶黏剂固化后如果发现元器件偏移 , 应在焊接前进行校正 , 将元器件拆除或者替换。

　　。

　　如果元器件偏移量较小 , 仅需要微调(如移动小于 2 mm 或小于旋转 10 )时 , 可加热融化热塑性胶

　　黏剂 , 并用带有导电塑料端头的镊子轻柔地移动元器件。 避免元器件本体与胶黏剂之间脱开。 操作前 , 应向胶黏剂制造商核对最大允许重融温度 , 还应检查材料重融后是否能提供足够的连接强度 , 以防止元器件落入焊料槽。 在这种情况下 , 考虑元器件的情况 , 选取的加热方式应适合元器件的类型 , 例如电烙铁不能用于多层陶瓷电容器。 具体按 6 . 3 和表 1 执行。

　　5 . 5 热固性胶黏剂固化后的元器件校正

　　当使用热固性胶黏剂时 , 一般将纠正安排在焊接之后。 胶黏剂如果工作热循环外 , 还需要额外提供粘接强度 , 则需要再次添加胶黏剂。 某些情况下 , 返工时改用热塑性胶黏剂也是允许的。

　　如果需要完全破坏连接 , 则应在印制板上提起元器件之前 , 用镊子转动加热的元器件破坏粘合连接 。替换的元器件应在完成浸焊 、不再需要胶黏剂时安装。 元器件焊接后需校正时 , 应同时重熔焊点和软化胶黏剂 , 以便实施适当的校正动作。

　　5

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　　6 影响焊接后返工的因素

　　6 . 1 元器件标记和无标记元器件

　　由于许多元器件上缺少标记 , 且存在印制板上遗漏“识别符”或“字符”的可能性 , 宜将包含所有元器件的布局图以及详细的元器件清单提供给每个返工操作人员和/或检验人员 。

　　为最大限度减少混淆的风险 , 本体上无标记的任何剩余或散装元器件 , 应仔细辨别其参数 、类型和批号 , 并在靠近作业区的专用盒或干燥袋等保护环境中存放 。如果印制板上的印制字符已完全缺失 , 则需要坐标网格系统来辨识各个元器件的位置 。

　　为确保正确替换 , 应对返工操作人员进行培训 。在拆除失效的二极管 、电解电容器和集成电路封装前注意极性 , 特别是返工原因为极性错误时 。

　　6 . 2 被拆除元器件的重复使用

　　原则上被拆除的元器件不应再次使用 。 因为除了已发生的质量劣化 , 拆除后的元器件随着时间的推移还存在潜在的质量退化 。对于元器件的拆除和再次安装 , 大多数元器件制造商无法提供质量保证 。

　　被拆除元器件重复使用存在风险 , 此类元器件的可靠性会降低 。

　　6 . 3 敏感元器件的返工

　　敏感元器件无论采用何种返工方法 , 都会存在风险 , 在返修过程中工具的选择和操作人员的技能都至关重要 。 以下列举了返工后不宜重复使用的部分元器件:

　　— 多层陶瓷片式电容器 ;

　　— 发光二极管(LED) ;

　　— 塑料有引线芯片载体(PLCC)或方形封装形式的专用集成电路(ASIC) ;

　　— 波峰焊接的精密电阻器 ;

　　— 引线数超过 16 的小外形集成电路(SOIC)

　　— 波峰焊接的方形封装 ;

　　— 热塑性材料模制的小外形晶体管(SOT23)和小外形(SO)封装 ;

　　—BGA;

　　— 陶瓷球栅阵列(CBGA) ;

　　— 陶瓷柱栅阵列(CCGA) ;

　　— 光电耦合器 ;

　　— 晶体和晶体滤波器 。

　　原则上 , 上述元器件返工后不宜再使用 , 特别是有明确规定拆下后不应再重复使用元器件 。对于这些元器件的返工 , 使用带有时间 、温度和加热速率控制的自动返工设备在可靠性上优于手工方式 。

　　6 . 4 印制板布局设计和空间限制

　　印制板布局设计应兼顾产品性能 、尺寸 、电性能测试 、装配和返工等方面的需求 。 电子组装件加工流程中 , 后道工序的返工操作对可靠性影响更大 。

　　如果元器件过于靠近 , 返工中相邻或替换的元器件易受损伤 , 附近的焊料将二次熔化 , 存在半润湿 、机械连接强度降低 、虚焊等风险 。对于使用胶黏剂连接并波峰焊接的元器件 , 应保证其周围尽量充足的间隙 , 以便在焊点熔化时 , 向一个方向旋转 90。(或两个方向各 45。)来切断粘合 。

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　　拆除多引线封装集成电路时 , 由于需要使用热风枪 、加热电极或激光等设备 , 需要有充足的间隙来保证返工作业头可完全包围器件 , 而且元器件间充足的间隙可减少相邻焊点熔化的风险 。

　　6 . 5 散热器

　　当印制板含有大面积接地层或散热层时 , 返工部位元器件热量损失较快 , 返工需要较长时间的额外加热 , 有可能会导致元器件或印制板的损伤 。

　　由于存在散热器 , 即使返工部位元器件的焊点温度尚未达到融化温度 , 但印制板的温度可能会过高而导致热损伤 。 因此 , 在印制板设计时 , 此种情况可通过一小段铜导体与接地层或散热层连接实现热隔离 。

　　与元器件连接的散热器 , 可以是不对焊点产生干扰或施加应力的可拆卸型 , 也可以是不可拆卸型的 , 但其不应妨碍相应返工工具的使用 。其本身也不应成为返工工具加热时的主要热沉 。如果使用了不合适的焊接工具 , 将增加触碰并损伤相邻元器件对返工器件产生热冲击的可能性 。如果可行 , 开始拆除元器件前应确保先拆下散热器 。

　　有时为了保护元器件本体避免过高的返工温度 , 可在本体和焊点间添加一个局部散热器 , 如特殊成形的鳄鱼夹即可实现此功能 。

　　6 . 6 印制板基材类型

　　为最大限度减小返工中对印制板的损伤 , 应对基材层压板进行改装 、返修或返工程序的可行性鉴定 。某些基材覆铜箔固有的剥离强度较低 , 返工中连接盘起翘的可能性会增加 。 为最大限度减少返工过程中导体连接盘起翘的风险 , 设计阶段应选用符合 GB/T 4725 要求的环氧玻璃布基材或其他类似的材料 。

　　按 GB/T 4725 等标准提供的不同类型刚性印制板产品用各类层压板的性能特征 , 评估印制板在组装或返工温度的多次温度冲击中保持特性的能力 。

　　6 . 7 阻焊材料和开口尺寸

　　应根据光成像阻焊膜的附着性能和相邻连接盘间阻焊带的长宽比来选择返工工具 。 阻焊膜如果过度受热会引起局部翘起 。某些干膜型光成像阻焊膜过度加热时 , 导体区域上阻焊膜层可能出现翘起和卷缩 , 因此需要用手术刀或其他类似器具为替换元器件的引线清理连接盘区域 。较厚的膜更易于翘起 。连接盘间无阻焊膜的安装如图 2 所示 。

　　图 2 连接盘间无阻焊膜的安装

　　通常不宜在节距 1 . 0 mm及更小的连接盘间设置导线 , 会增加返工损伤几率 。 当节距仅为 1 . 0 mm时 , 连接盘 、导线和两侧间隙的布设将要求 0 . 15 mm 的导线宽度和各 0 . 15 mm 的两侧间隙 , 这种情况下

　　7

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　　连接盘宽度为 0 . 55 mm 。见图 3 的示例 。导线有阻焊膜覆盖时最小宽度应为 0 . 15 mm 。两个用于焊接

　　的连接盘之间导线通常用阻焊膜保护,如果导线上阻焊膜宽度较小(低于 0 . 1 mm),加热相邻连接盘时,该处阻焊更容易受热翘起 。

　　图 3 细节距连接盘间导线

　　阻焊膜覆盖在连接盘上时,如覆盖宽度小于 0 . 125 mm,则在元器件拆除过程中该处阻焊膜容易起翘 。为最大限度降低起翘风险,应避免细节距连接盘间布设窄的阻焊带,见图 4 。湿膜型光成像阻焊膜较厚,通常不易发生起翘,但是不适用于需要导通孔测试的情况 。

　　图 4 多焊端元器件连接时可选的阻焊膜设计

　　6 . 8 细间距引线器件的返工

　　通常情况下,对于正式产品,节距小于或等于 0 . 5 mm 的细间距引线器件应使用热电极或激光再流焊接设备或其他等效设备进行返工(添加助焊剂并重熔所有焊点),不宜使用手工返工 。返工方式通常根据印制板元器件布局密度来确定 。具体见 11 . 3 和 11 . 4 。

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　　6 . 9 栅格阵列器件的返工

　　栅格阵列器件可使用 X射线等方法检查出焊接部位的润湿不良和桥连等缺陷 。BGA 可同时与印制板上其他元器件一起采用再流焊接 , 也可使用专用设备单独焊接 。拆除 BGA 器件时 , 通常需要采用热风对流的方式同时对器件顶部和底部加热 , 也可使用红外或激光热源 。返工过程中 , 宜先对印制板进行预热 , 以减少温度冲击 。待所有焊点处于熔融状态时拆除器件 , 拆除后要对焊盘进行清理 , 以便后续安装其他元器件 。应依据 BGA器件焊盘上的节距 , 决定 BGA器件重新植球或者替换新的 BGA 器件 。元器件的拆除和替换应采用光学定位辅助方式 , 不宜无光学定位辅助的手工安装 。

　　7 焊接后返工和返修的准备

　　7 . 1 静电防护

　　装配区域实施的防止元器件和组装件静电损伤的预防措施 , 也应用于所有返工和返修操作 。

　　7 . 2 避免元器件暴露于污染物

　　替换元器件应在使用时从其保护包装中(例如袋装或管装)取出 , 而不应提前取出 。湿敏等级元器件应通过检查与元器件一同包装的湿敏标签来评估存放条件 。使用托盘转运元器件时 , 应确保托盘清洁 、具有遮盖功能 , 且托盘内无其他元器件 。制造场地的污染物对于可焊性和返工焊点质量具有极大风险 。多引线元器件需要格外注意保持引线共面性和间距 。避免手指或其他物体触碰引线 , 以防止引线污染 , 降低引线可焊性 。

　　单个元器件手工安装到印制板上的主要工具是真空吸笔和镊子 。 如果用镊子处理片式陶瓷元器件 , 宜使用导电塑料端头的镊子 , 以最大限度减少损伤易碎陶瓷本体的风险 。使用此类工具 , 为尽量减少污染风险 , 仅可触碰元器件本体而非焊端 。 因为经过不断使用 , 其拾取表面将被包覆形成灰尘和油脂的薄层 , 与其接触将降低芯片可焊性 。真空吸笔应保持小吸盘洁净并经常更换 。

　　7 . 3 敷形涂敷层的去除

　　装配完成 、以及使用后需要返修的印制电路板组装件 , 可能会有敷形涂敷层 。返工开始前 , 需要先去除返工元器件周围的敷形涂敷层 , 去除时应注意避免损伤或污染返修部位周围的元器件和印制板 。去除前 , 首先要根据敷形涂敷材料确定去除方法 , 一旦确定方法后 , 如热切割装置等加热工具 , 需要小心处理 , 并可配合使用喷气研磨和/或化学制剂辅助去除 。去除过程中 , 应对周围元器件或印制板采取必要的保护措施 , 防止受到尖锐的器具损伤 。

　　使用化学试剂去除时 , 化学试剂停留在返工部位的时间不应超过 15 min 。敷形涂敷材料及其残留物彻底去除干净后 , 才能进行后续元器件解焊操作 。 电烙铁不应用于涂敷层去除 , 易引起涂敷层碳化或印制板分层 。对于有引线的元器件 , 宜先将引线剪断后再进行解焊操作 。

　　敷形涂层用的某些塑性材料(例如聚氨酯清漆) , 在加热到电烙铁工作温度时可释放出有毒烟雾 , 应采取防护措施 。

　　仅敷形涂层制造商推荐的化学制剂可用于涂敷层去除 , 并考虑其与印制板和外加式元器件本体材料的相容性 。

　　7 . 4 不合适的元器件

　　不应使用参数值相同但具有不同封装引脚尺寸的元器件替换原有失效元器件 。这样的元器件能勉

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　　强安装在原有连接盘上,但焊点将不能满足规定的尺寸要求或无法保证长期可靠连接。 有圆形或带状引线 、设计用于通孔安装的元器件不应焊接在用于表面安装焊端的连接盘上。 如果无法避免,焊接前元器件本体应与印制板粘接牢靠。 如粘接后准备采用群焊方式,应检查元器件与相应焊接温度曲线的适应性。

　　7 . 5 返工前清洗

　　返工前通常可对返修部位进行局部清理,如采用蘸液体或溶剂(例如异丙醇)的刷子进行局部刷洗。如果需要采用整体浸洗方法清洗时,应确认所有元器件 、印制板及其他辅助材料等(例如阻焊膜 、免清洗助焊剂残余物)对浸洗的适宜性和与清洗液的相容性。

　　7 . 6 相邻敏感元器件的保护

　　返工部位周围如果有温度敏感元器件或材料,应采取隔离或遮蔽措施,防止采用热风等方法时出现加热过度引起损伤。 对于关键重要部位,为了防止造成热损伤,可增加传感器检测加热速率和最高温度,或者返工后重新更换周围的敏感元器件。

　　7 . 7 元器件替换前组装件预烘

　　使用后返回或生产现场中未采取适当防护措施储存一个月以上的多层印制电路板组装件,返工前应进行烘烤去除吸收的湿气,以降低返修过程中印制板出现分层和塑料元器件封装开裂的风险。 应根据元器件类型;印制板材料 、尺寸;层数 、接地,或电源层设计,在产品最高存储温度下烘烤适当的时间,通常为 80 ℃下 48 h 或 70 ℃下 60 h 。 烘烤时注意组装件的支撑方式,不正确的支撑将影响其平面度。

　　7 . 8 大尺寸多层板的预热

　　大尺寸多层印制电路板组装件返修时,一般应进行预烘,能够缩短返工时间,同时也能够有效避免元器件受到热冲击和印制板分层。

　　7 . 9 敏感元器件返工的预热

　　敏感元器件在返工时,如采取有较强热冲击的方法时(例如电烙铁加热),应进行预热处理。 预热通常在返修工作站旁的小型烘箱中进行,并按元器件最高存储温度或操作台面最高安全工作温度进行设定。

　　8 焊接后的返工

　　8 . 1 表面安装元器件返工和返修操作环节

　　除了第 7 章所规定的必要的准备工作外,表面安装元器件返工和返修操作主要涉及以下九个环节 :

　　a) 元器件校正(扭转)(见 8 . 2) ;

　　b) 元器件拆除(必要时包括相邻元器件)(见 8 . 3 和 8 . 4) ;

　　c) 焊料和助焊剂的添加(见 8 . 6 和 8 . 7) ;

　　d) 焊点过量焊料的清除 ;

　　e) 元器件替换前焊盘的准备(见 8 . 9) ;

　　f) 元器件替换(见 8 . 10) ;

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　　g) 清洗(需要时)(见 8. 11) ;

　　h) 目视检验和电气测试(见 8. 12 和 8. 13) ;

　　i) 敷形涂敷层的替换(需要时)(见 8. 14) 。

　　8 . 2 元器件校正(扭转)

　　即便不准备拆除元器件 , 元器件的校正(扭转)仍应添加助焊剂 , 以保证受热均匀 , 确保焊点光滑无拉尖等缺陷 。

　　8 . 3 元器件的拆除

　　出现以下情况时需要将元器件拆除:

　　— 元器件失效(电气性能 、机械性能) ;

　　— 元器件位置或方向装错 ;

　　— 元器件下方有无法清除的焊锡珠多余物 。

　　除上述情况外 , 还有需要二次使用的贵重元器件 , 因设计更改更换元器件时也需进行拆除 。

　　8 . 4 相邻元器件的拆除

　　印制板上元器件安装密度较高或布局设计未考虑返工需求时 , 任何妨碍待返工焊点的相邻元器件或零部件均应进行拆除 。相邻元器件在通孔插装元器件时 , 拆除后检测合格可重新进行安装 , 如果是插座上的可编程电路 , 可先将其从插座上取下 , 待返工完成后再重新插入 。拆除后出现失效或性能下降的元器件均应进行替换 。插座拆除后允许再次使用 。

　　8 . 5 拆除元器件的再次使用

　　一般情况下 , 拆除后的元器件不应再次使用 。 除了已发生的质量劣化 , 随着时间的推移 , 还可能产生潜在的质量退化 。表面安装元器件从印制板上拆除后 , 仅在极特殊的情况下可再次使用 。如再次使用 , 应进行 100% 目视检查和 100%重新测试 。通常 , 元器件从印制板拆除并再次使用时 , 制造商的质保将失效 。例如 , 多层陶瓷片式电容器在拆除和替换的加热过程中 , 承受过度的热冲击将导致内部微裂 。这种缺陷在产品交付时不一定能显现 , 但在工作几个月后可能会造成故障 。 片式陶瓷电容器 、固定片式电阻器和微调电容器在初始焊接过程中 , 可能存在焊端金属银的浸析 , 重焊将产生进一步浸析 , 导致陶瓷界面金属银的缺失和对陶瓷的半润湿 。 当集成电路拆换的可能性高时 , 如存储扩展和可编程的元器件 , 宜使用插座 。

　　8 . 6 助焊剂和焊料的添加

　　以下情况需要添加焊料(补焊)和助焊剂:

　　— 焊料量不足(设计或工艺失误) ;

　　— 虚焊焊点 , 包括立碑效应 ;

　　— 焊料流失 , 例如由于阻焊起翘或不适当的印制板布局 。

　　新元器件安装时 , 应使用新的助焊剂和焊料 。在所有返工操作中 , 宜使用符合 GB/T 31474 的优质液态“免清洗”、低残余物的或 ROM0 型或相似中等活性的助焊剂 。 当无后续清洗时 , 应使用中等活性“ 低残余物”或“免清洗”的助焊剂 , 最大限度减少助焊剂残余物的腐蚀风险 。

　　如果在元器件拆除前添加了助焊剂 , 可使用焊盘上原有的焊料焊接新更换的元器件 。但是 , 宜将焊盘上原有的焊料清除后再重新焊接 , 以减少焊点中的金属化合物或其他杂质 。助焊剂可使用棉球 、软毛刷或注射器均匀地涂敷 。 除了清除焊接表面的氧化物 , 助焊剂可使焊料快速且均匀地融化 , 以减少返工

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　　时间和过热风险 。

　　如进行预热 , 助焊剂应在返工操作前几秒钟时添加 。如果返工在接触连接区域(例如板边接触片或按键用连接盘)附近实施 , 应避免助焊剂对接触连接区域造成污染 。宜使用适当的遮盖物 , 接触连接区域可用浸有异丙醇的擦拭物或等效物品清除助焊剂或胶带的残余物 。

　　返工用焊膏应符合 GB/T 31475 , 焊丝应符合 GB/T 31476 。

　　8 . 7 增补焊

　　不宜对焊点进行修饰性的增补焊 。增补焊适用于因组装过程 、设计不良或两者共同造成的焊料不足的焊点 。通常可采用少量焊膏涂覆和热风喷笔加热的方式 , 也可采用先涂覆助焊剂促进传热 、然后使用纯焊丝配合小型电烙铁的方式 。 当使用有芯焊丝时 , 依据焊点的尺寸和形状 , 确定是否预涂助焊剂 。

　　多层片式瓷介电容器焊接过程中应最大限度减少热冲击造成的内部损伤的风险 , 采取下列预防措施 。

　　a) 缓慢预热至 100 ℃ 。

　　b) 如使用电烙铁 , 额定功率不大于 30 W , 烙铁头直径不超过 2 mm , 温度设定最高为 280 ℃ 。这些参数对于使用热塑性封装材料的器件的返工至关重要 。热量应通过焊端区域而非元器件本体加于焊点 。

　　c) 最长焊接时间为 5 s , 按电烙铁从开始接触到完全撤离进行测算 。

　　多层片式瓷介电容增补焊时 , 宜使用含 2%银的焊料 , 降低返工过程中焊点出现浸析风险 。焊接温度和时间应依据焊料和元器件要求确定 。

　　必要时 , 在熟练操作的基础上 , 可在贴放新元器件前 , 用带压小注射器将焊膏涂覆在单个连接盘上 。气动点涂机的资料见 12 . 3 。对于此用法 , 由于钢管易堵塞 , 锥形聚丙烯针头优于直筒状不锈钢针管 。

　　对于引线间距等于或小于 1.27 mm 的多引线器件 , 由于无法精准在单个连接盘上手工涂覆焊膏 , 可沿引线连续铺设焊膏呈细条状 , 当热量加载到引线时 , 表面张力牵拉一定量的焊料到每个引线和连接盘上 , 焊接后应检查是否出现桥连 。也可采用一只手持小型电烙铁 , 另一只手持镊子 , 先焊接相隔最远的两引线以固定元器件位置 , 然后将镊子换成一段焊丝 , 逐个引线进行焊接 , 但此操作需要足够的技能 。

　　引线间距等于或小于 0. 65 mm 的多引线器件更换时 , 应先清理焊盘上的残余焊料 , 宜使用单头的热电极或热风装置 。热电极或热风装置的资料见 11 . 4 和 11 . 2 。

　　定量添加焊料的方法是使用特定规格的工装 , 即在聚酰亚胺自粘带上有与一排待焊引线等长的焊料条 。涂覆薄薄一层助焊剂并贴放元器件前 , 胶带和焊盘应对正 。胶带上的开槽有助于元器件引线的定位 , 焊接后小心剥去胶带 。

　　加热可采用热风或热电极装置 。贴放后元器件在焊盘上托起 , 加热时焊料可见 , 因而热风装置有时更加适宜 。 当焊料熔化时 , 元器件下降 , 焊端降至焊料中并保持到流动完成 , 随后进行固化 。本过程也可使用聚焦式红外装置 。

　　8 . 8 焊点过量焊料的清除

　　焊点焊料过量时 , 可采用电烙铁或与吸锡绳 、吸锡器配合对过量焊料进行清除 。 具体方法见第 8 章 、第 9 章和第 10 章的相关部分 。

　　8 . 9 元器件再安装前焊盘的处理

　　元器件拆除后 , 部分印制板连接盘可能带有足够的焊料 , 可不再额外添加焊料 。焊料较多时 , 应进行焊料清理 , 以减少金属间化合物和/或其他污染物对焊点的影响 。重新焊接元器件前 , 应保证焊接部

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　　位的焊盘平整 。

　　通常胶黏剂不需要进行去除 , 除非需要依靠胶黏剂提供组装后的机械支撑 。胶黏剂残余物可使用适当的溶剂或加热的刀片进行清除 。

　　8 . 10 元器件重新安装

　　出现以下情况需要重新安装元器件:

　　— 安装中元器件漏装 ;

　　— 焊接或清洗中元器件掉落 ;