插装航空插头解焊与除锡工艺研究.pdf

制造技术研究 航天制造技术
制造技术研究
插装航空插头解焊与除锡工艺研究
严贵生 董芸松 王修利 吴广东
北京控制工程研究所,北京100190
摘要:针对航空插头的返修,使用热风返修台进行其中解焊和除锡过程的工艺研究。
试验结果表明,本文探索出的工艺可以实现航空插头的解焊及除锡;解焊、除锡后不会
对金属化孔造成损伤,不影响二次装联。
关键词:航空插头;返修台;解焊;除锡
1 引言 融化后灌满通孔,再用吸锡绳吸锡。采用此方法破坏
性剪腿解焊 104芯航空插头,比较顺利情况下需
航空插头亦被称为电连接器,因早期应用于飞机要 6h,若存在难透锡点则效率更低,甚至由于多次加
制造等航空领域而得名,如今在军事、航天、航海等热致使金属化孔或 PCB遭到破坏而导致解焊失败。
领域的线路连接上广泛使用。常见的航空插头有圆 b.喷锡法:利用加热管或其它加热设备将液体加热,
形和矩形两种,由于矩形航空插头结构简单,广泛应将印刷电路板浸入在液体导热介质中使焊点熔化,将
用在各种仪器设备的印制线路板上。其返修可分为器件移除,此法效率高,10s左右可将解焊器件移除,
解焊、除锡、装联三个步骤,由于焊针数量大,且密但也有局部升温速度快,热冲击较大,容易对 PCB
集分布于本体下方,返修难度大,效率低,本文针对板造成损伤等问题;同时金属化孔内残留锡还需要人
插装矩形航空插头下文简称为航空插头解焊与除工吸除,后续处理时间较长且仍然存在除锡不彻底,
锡工艺进行研究。 损坏金属化孔的可能。
目前,常见航空插头解焊方法有两种:a.连续真
空吸锡法:采用吸锡泵,将加热的吸嘴垂直于焊点, 2 试验
焊料熔融时,启动真空泵,通过吸嘴将焊盘及通孔内
焊料吸净。当 PCB板层数较多及大面积接地,需要 2.1 试验设备及PCBA
提高加热温度。若焊针贴近金属化孔壁使靠近孔壁焊 本试验使用热风返修工作台完成航空插头的解
锡难以吸净,则需要借助电烙铁配合吸锡绳或将焊料焊与除锡。热风返修工作台采用非接触热风对流热传
作者简介:严贵生1978-,高级工程师,机械电子工程专业;研究方向:电子装
联设备与工艺技术研究。
收稿日期:2014-01-22
9 制造制造技技术研术研究究 2 0 1 4 年 航天 2 月第制造1技术期
递方式,加热系统包括底部加热、顶部加热和局部加 加热、底部加热、局部加热的温度-时间参数。解焊
制造技术研究热,可使整板温度 比较均匀,温差小,防止局部过热时间的选取原则是:在所有焊点都熔化的情况下,所
对板子造成的损伤;适当的工艺及工装会降低对周围用时间越短越好。参照相关标准及前期摸索试验结
器件的影响,完成表贴器件的返修及插装件解焊工果,合格解焊曲线应满足表 1所示的准则。
插装航空插头解焊与除锡工艺研究
作,由于采用热风对流,即使操作不当,也不会发生 a. 整板预热至预设温度,可避免解焊过程产生过
机械损伤。同时加装非接触式自动除锡功能,可 以实大的温度梯度,降低欲解焊器件散热速率;
严贵生 董芸松 王修利 吴广东
现焊盘及金属化孔内残留焊锡非接触自动清洁工作, b. 待整板达到预热温度,利用热风头及底部局部
北京控制工程研究所,北京100190
减少对焊盘的损伤。 加热,使器件位置局部达到 150170;
解焊工作选择两块试验板进行试验,如图1所示。 c. 加热程序运行结束前,边缘焊针温度达到
摘要:针对航空插头的返修,使用热风返修台进行其中解焊和除锡过程的工艺研究。
板A有2个300芯航空插头,其中个焊点处进行三防 190200C;
试验结果表明,本文探索出的工艺可以实现航空插头的解焊及除锡;解焊、除锡后不会
涂覆,另个未经涂覆,对比研究三防涂覆对解焊工 d. PCB板玻璃化温度为 150,整板温度
对金属化孔造成损伤,不影响二次装联。
作影响。板B为共有20个104芯航空插头的总线板,带150,时间需少于 4min;
关键词:航空插头;返修台;解焊;除锡
金属框解焊列10个航空插头后拆掉金属框后进行 e. 避免温度不均匀性兼顾设备加热能力,焊针位
另列10个航空插头的解焊工作,探索金属框对解焊置升温速率2s。
工艺和PCB平面度的影响。对板A进行非接触自动除 设备加热系统及解焊过程中热电偶放置位置和
锡,研究除锡工艺及三防涂覆对除锡工艺的影响,通作用如图 2所示。其中测试 PCB板温度的热电偶应
过分析剖切后的金属化孔,研究解焊及除锡过程对金焊在远离器件的焊盘孔上,避免顶部加热和局部
属孔的影响。 加热系统的影响;测试器件焊点温度的热电偶应放置
于航空插头两端焊针焊点处,与焊针有良好的接触。
a 板A
1 引言 融化后灌满通孔,再用吸锡绳吸锡。采用此方法破坏
性剪腿解焊 104芯航空插头,比较顺利情况下需
航空插头亦被称为电连接器,因早期应用于飞机要 6h,若存在难透锡点则效率更低,甚至由于多次加
图 2 加热系统及热电偶放置位置和作用
制造等航空领域而得名,如今在军事、航天、航海等热致使金属化孔或 PCB遭到破坏而导致解焊失败。
领域的线路连接上广泛使用。常见的航空插头有圆 b.喷锡法:利用加热管或其它加热设备将液体加热,
2.3 解焊温度-时间曲线摸索与设定
形和矩形两种,由于矩形航空插头结构简单,广泛应将印刷电路板浸入在液体导热介质中使焊点熔化,将
b 板B
用在各种仪器设备的印制线路板上。其返修可分为器件移除,此法效率高,10s左右可将解焊器件移除,
图 1 试验选择 PCBA双面照片
解焊、除锡、装联三个步骤,由于焊针数量大,且密但也有局部升温速度快,热冲击较大,容易对 PCB
集分布于本体下方,返修难度大,效率低,本文针对板造成损伤等问题;同时金属化孔内残留锡还需要人
2.2 合格解焊温度-时间曲线准则
插装矩形航空插头下文简称为航空插头解焊与除工吸除,后续处理时间较长且仍然存在除锡不彻底,
锡工艺进行研究。 损坏金属化孔的可能。
表 1 解焊曲线准则
目前,常见航空插头解焊方法有两种:a.连续真
项目 温度范围 时间范围
空吸锡法:采用吸锡泵,将加热的吸嘴垂直于焊点, 2 试验
拆前整板预热 100120C ---
焊料熔融时,启动真空泵,通过吸嘴将焊盘及通孔内
器件预热 150170C 60120s
焊料吸净。当 PCB板层数较多及大面积接地,需要 2.1 试验设备及PCBA
器件焊针位置升温速率 2s ---
图 3 温度-时间曲线设定示意图
提高加热温度。若焊针贴近金属化孔壁使靠近孔壁焊 本试验使用热风返修工作台完成航空插头的解
器件边缘焊针峰值温度 190200C ---
锡难以吸净,则需要借助电烙铁配合吸锡绳或将焊料焊与除锡。热风返修工作台采用非接触热风对流热传
PCB温度 150C 4min
设置底部加热曲线、局部加热曲线和顶部加热曲
作者简介:严贵生1978-,高级工程师,机械电子工程专业;研究方向:电子装
线如图 3所示。底部加热保证整板处于个比较高的
联设备与工艺技术研究。
温度-时间曲线设置是本试验的核心,包括顶部
收稿日期:2014-01-22
10 9 制造制造制造技技技术研术研术研究究究 2 0 1 4 年 航天航天 2 月第制造制造1技术技术期
递方式温度,避,加热免局系统部过包括热,产底生翘曲部加热,、顶部整板加热温