第10章  清洗及返修技术
10.1  清洗技术 10.1.1  清洗的目的 印制电路板组件清洗的主要目的如下： （1）防止由于污染物对元器件、印制导线的腐蚀所造成的SMA短路等故障的出现，提高组件的性能和可靠性。 （2）避免由于PCB上附着离子污染物等物质所引起的漏电等电气缺陷的产生。 （3）保证组件的电气测试可以顺利进行，大量的残余物会使得测试探针不能和焊点之间形成良好的接触，从而使测试结果不准确。 （4）使组件的外观更加清晰美观，同时也对后道工序的进行提供了保证。
10.1.2  污染物的种类 印制电路板组件的污染物是各种表面沉积物或杂质，以及被SMA表面吸附或吸收的一种能使SMA的性能降级的物质。其来源非常广泛，比如大气中的灰尘和纤维、加工机器的油脂、生产过程中的中间材料，如焊剂和胶、生产工人的汗迹等等。其中，最主要的来源就是助焊剂中的残留物。
10.1.3  清洗剂 1．清洗机理 在印制电路板组件中，污染物和组件之间的结合或附着主要有三种方式： （1）分子与分子之间的结合，也称物理键结合。 （2）原子与原子之间的结合，也称化学键结合。 （3）污染物以颗粒状态嵌入诸如焊接掩膜或电镀沉积的材料中。即所谓的“夹杂”。 2．清洗剂的选择 （1）润湿性 （2）毛细作用 （3）粘度 （4）密度 （5）沸点温度 （6）溶解能力 （7）臭氧破坏系数 （ 8）最低限制值
3．清洗剂的发展 现在已经研制出的CFC的替代品主要有三种： （1）改进型的CFC （2）半水清洗溶剂 （3）水清洗剂 目前清洗剂正在继续向着无毒性、不破坏大气臭氧层、对自然环境不具破坏作用，不会产生新的公害、能高效清洗高密度SMA的方向发展。
10.1.4  清洗方法及工艺流程 印制电路组件的清洗方法大多以清洗时所用溶液介质的性质来分类，主要可分为溶剂清洗法、半水清洗法、水清洗法三类。 （一）溶剂清洗法 1．批量式溶剂清洗工艺 2．连续式溶剂清洗工艺 3．沸腾超声清洗工艺 （二）水清洗法 水清洗技术是替代CFC清洗SMA的有效途径。根据印制电路组件所用助焊剂种类不同，水清洗工艺又可分为皂化水清洗和净水清洗。 1．皂化水清洗工艺 2．净水清洗工艺 （三）半水清洗法
10.1.5  影响清洗的主要因素 1．PCB设计 2．元器件类型与排列 3．焊剂类型 4．再流焊接工艺与焊后停留时间 5．喷淋压力和速度
10.1.6  清洗效果的评估方法 印制电路组件是电子设备系统中的关键部件之一，其质量好坏对整个电子设备的可靠性和质量有着十分重要的影响。为此，当组件焊接完毕或经过清洗后，必须对组件的洁净度进行检测。目前常用的组件洁净度检测方法主要有目测法、溶液萃取的电阻率检测法、表面污染物的离子检测法。 1．目测法 2．溶剂萃取的电阻率检测法 3．表面污染物的离子检测法
10.2  返修技术 10.2.1  返修的目的 SMA的返修，通常是为了去除失去功能、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，而不一定与特定要求相一致。
10.2.2  返修技术工艺 1．手工焊接返修 <1>接触焊接 <2>加热气体（热风）焊接 <3>激光焊接 <4>焊接工艺材料 <5>手工焊接工艺
2．返修装置 <1>简易返修装置 <2>复杂多功能型返修系统 复杂多功能型返修系统如图所示，又称为返修工作站或返修系统，是集元器件拆卸、贴片、涂焊膏和热风回流焊接等功能为一体的装置。<3>红外返修系统 <4>返修设备的发展趋势
3．返修过程 就整个SMT组件的返修过程而言，可以将其分为拆焊、器件整形、PCB焊盘清理、贴放、焊接、清洁等几个步骤。下面我们对其进行逐一介绍。 <1>拆焊 <2>器件整形 <3>PCB焊盘清理 <4>贴放器件 <5>焊盘焊接 <6>返修清洁 <7>其他工艺注意事项
4．CSP封装器件返修工艺 随着半导体工艺技术的发展，近年来广泛地使用到BGA封装器件，领导这一发展趋势的芯片级封装CSP（Chip Size Package）在今天已开始得到广泛应用，随之而来对于CSP封装器件的返修更显重要。在实际生产中，CSP封装器件的返修工艺流程如下： <1>元件的拆卸 <2>焊接表面的预处理 <3>新元件的安装
5．免清洗返修工艺 近几年来电子装联工艺引入了许多替代CFC的新型清洗工艺，其中广泛使用的主要有三种： （1）使用免清洗或低残渣焊剂，在这一工艺中印制版路组件不需要清洗； （2）水清洗，在这一工艺中印制电路组件用净水和一些附加物进行清洗； （3）替代CFC的清洗材料，在这一工艺中印制电路组件使用无CFF成分的化学溶剂来清洗。然而，取代CFC的最终途径还是实现免清洗。随着免清洗工艺的采用与不断发展，与之间适应的新的免清洗返修工艺也应运而生。返修是生产过程中不希望出现又无法避免的现象。所谓免清洗返修就是在免清洗或测试后从印制电路组件上去掉所存在的焊接缺陷，而不影响组件的性能和可靠性。通常这些缺陷包括桥接、开路、元件错焊等等。免清洗返修可在工厂内进行，也可在服务中心或生产现场进行。
6．返修存在的问题 无论采用何种返修手段和使用何种返修工具，由于受装置使用和操作者技能的影响，虽然能够使印制电路组件满足质量接受水平要求，但其过程多多少少存在各种不可控的因素。 客观上手工焊接形式的返修质量很大因素取决于操作者的技能水平和领悟能力，短期内不可能形成非常一致的工作效果，因此在某些印制电路组件的返修上存在一定的风险。 虽然现在的返修工作站系统在功能上、能力上有了很大的提高，精度、可重复程度均可与自动化贴装设备媲美，但其根本仍然是人在操作，因此对操作者的培养非常重要。其次在焊接装置的构造上，由于其功能和作用所限，不可能与现代的七温区、十温区的自动回流焊接设备相比。极小区域的热气氛环境可调控参数有限，焊接温度曲线设置、调整困难，所完成的大型封装器件的焊接所形成的焊点形态上会有很大的差别，特别是BGA、CSP等器件局部焊点的外形、光泽度、平滑度比大容量回流炉的焊接效果要差一些。