隨著高性能新型數(shù)字電子產(chǎn)品不斷面市，高密度、小型化電子元器件得到了日新月異的發(fā)展。表面安裝片式元件封裝尺寸前兩年剛推出0201元件，最近又出現(xiàn)0101及01005等封裝尺寸更小的元件，BGA、CSP、倒裝芯片等先進(jìn)封裝器件品種也是層出不窮，與此同時(shí)，無鉛焊料應(yīng)用推廣力度加大，這些都對(duì)SMT設(shè)備與工藝提出了巨大的挑戰(zhàn)。作為SMT設(shè)備的重要組成部分，返修系統(tǒng)伴隨著元件小型化趨勢(shì)也獲得了重大的發(fā)展，下面將主要介紹埃莎公司暗紅外返修系統(tǒng)中應(yīng)用的幾項(xiàng)最新技術(shù)。

無噴嘴技術(shù)避免熱風(fēng)噴嘴弊端

熱風(fēng)返修系統(tǒng)必須要配備各種結(jié)構(gòu)與尺寸的熱風(fēng)噴嘴，這是非常令人頭疼的一個(gè)問題，因?yàn)橛脩粢潺R各種熱風(fēng)噴嘴是很不容易的，一方面由于熱風(fēng)噴嘴都采用耐高溫不銹鋼材料制造，價(jià)格并不便宜，數(shù)量一多就需要一筆相當(dāng)可觀的投資，另一方面電子產(chǎn)品的升級(jí)和更新?lián)Q代周期越來越短，新產(chǎn)品會(huì)采用不斷發(fā)展的新封裝元件，用戶往往會(huì)感到原先購(gòu)買的熱風(fēng)噴嘴不夠用，又要增購(gòu)一些新的噴嘴，由于元件新封裝形式會(huì)不斷出現(xiàn)，所以要配齊各種熱風(fēng)噴嘴實(shí)屬不易。

另外熱風(fēng)噴嘴在實(shí)際使用中還存在諸多的問題，熱風(fēng)氣流在噴嘴中會(huì)產(chǎn)生擾流，使各處的風(fēng)速不一致，從而造成加熱區(qū)溫度分布不均勻，加熱區(qū)的溫差△T增大。這會(huì)使無鉛焊接返修工藝質(zhì)量難以保證，因?yàn)闊o鉛回流焊的工藝窗口比錫鉛回流焊要小得多，所以要求返修系統(tǒng)加熱必須更加均勻。過大的△T不僅會(huì)造成焊接不良，而且可能使電子元件或多層電路板損壞。在返修工作中熱風(fēng)噴嘴應(yīng)罩住被返修的元件，因此要求電路板上元件之間至少留出3mm的距離，但這對(duì)于高密度組裝電路板是無法做到的。如果熱風(fēng)罩放置太高，熱風(fēng)不僅會(huì)把鄰近元件的焊點(diǎn)熔化而且還會(huì)把它們吹走。

埃莎的暗紅外返修系統(tǒng)采用無噴嘴返修技術(shù)，它在頂部紅外輻射器上安裝了一個(gè)帶專利的窗口調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，可以根據(jù)返修元件的尺寸調(diào)節(jié)加熱區(qū)范圍，從而從根本上消除了熱風(fēng)噴嘴所帶來的種種問題。

閉環(huán)控制提高重復(fù)性

返修系統(tǒng)實(shí)質(zhì)上是一臺(tái)選擇性回流焊系統(tǒng)，無論是對(duì)電路板上元件的去焊還是焊接操作，都必須設(shè)定一條合適的回流焊溫度曲線。但是目前大多數(shù)熱風(fēng)返修系統(tǒng)的回流焊溫度曲線設(shè)定和調(diào)試十分復(fù)雜麻煩，因?yàn)橛绊憸囟惹€的因素很多，如溫度設(shè)定值、返修元件的封裝形式及尺寸、噴嘴型號(hào)、噴嘴距電路板面的高度、噴嘴氣流大小以及電路板厚度等，因此往往需要一塊實(shí)際電路板用于供溫度曲線調(diào)試工作，還需要很有實(shí)際經(jīng)驗(yàn)的專業(yè)人員進(jìn)行溫度曲線設(shè)置和調(diào)試。由于影響的因數(shù)太多，所以熱風(fēng)返修系統(tǒng)很難保證返修工藝結(jié)果的可重復(fù)性，這也是熱風(fēng)返修系統(tǒng)對(duì)返修元件回流溫度的控制沒有采用全閉環(huán)控制技術(shù)而造成。

埃莎公司針對(duì)器件焊點(diǎn)的暗紅外返修系統(tǒng)是一臺(tái)全閉環(huán)溫度控制返修系統(tǒng)，它由一個(gè)非接觸式紅外溫度測(cè)溫傳感器對(duì)返修元件的溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量，微處理器把實(shí)時(shí)測(cè)量到的溫度與焊膏供應(yīng)商提供的最佳溫度曲線進(jìn)行比較，并調(diào)整紅外加熱器的功率，使被返修元件焊點(diǎn)的溫度始終跟蹤最佳的回流焊溫度曲線(圖1)。全閉環(huán)溫度控制系統(tǒng)可以補(bǔ)償元件大小、板子厚薄、環(huán)境溫度、電源電壓波動(dòng)和發(fā)熱芯老化等對(duì)焊接溫度的影響，因此無論由哪位操作人員來操作都能獲得相同的返修結(jié)果。暗紅外返修系統(tǒng)是一臺(tái)十分接近“傻瓜機(jī)”式的返修系統(tǒng)，對(duì)設(shè)備操作人員的培訓(xùn)一般只需幾個(gè)小時(shí)，大大方便了用戶的使用。

多用途返修系統(tǒng)

在返修系統(tǒng)上還可以安裝一臺(tái)變焦距高清晰度回流工藝控制攝像機(jī)組，用來對(duì)返修元件回流焊進(jìn)行實(shí)時(shí)質(zhì)量監(jiān)視與檢驗(yàn)，攝像機(jī)還可以觀察并記錄BGA、CSP元件焊球在回流焊中的兩次塌陷過程和位置自糾正過程，這對(duì)于BGA、CSP元件重新植球工藝是非常有用的。當(dāng)觀察到錫球完全熔化時(shí)，錫球會(huì)自動(dòng)與BGA元件基板上的焊盤中心位置一一對(duì)準(zhǔn)，自動(dòng)排列整齊時(shí)重新植球工作就結(jié)束了，成功率幾乎為100％。這一點(diǎn)在熱風(fēng)返修系統(tǒng)中是無法實(shí)現(xiàn)的，由于熱風(fēng)氣流的作用會(huì)把錫球吹離元件基板上的焊盤，重新植球的成功率不高，所以埃莎暗紅外返修系統(tǒng)也被IPC7711標(biāo)準(zhǔn)推薦為BGA重新植球設(shè)備。

電子產(chǎn)品中所使用的電子元器件品種繁多，形式多樣，因此對(duì)返修系統(tǒng)也就要求有較強(qiáng)的適用性。埃莎的暗紅外返修系統(tǒng)也是一臺(tái)多功能、多用途返修系統(tǒng)，可以用于BGA、CSP、倒裝芯片等先進(jìn)封裝元件，也可返修QFP、PLCC、SOP等常規(guī)表面安裝元件；可以返修標(biāo)準(zhǔn)外形的元件，也可以返修長(zhǎng)條形連接器、各種插座及金屬屏蔽罩等異形元件；可以返修表面安裝元件，也可以返修針網(wǎng)格陣列PGA等通孔元件。返修系統(tǒng)中還集成了高精度數(shù)字控溫焊臺(tái)，能連接五種手持工具，如高性能焊接烙鐵、大功率吸錫工具和各種形狀與尺寸的熱夾烙鐵，從而把非接觸式暗紅外加熱技術(shù)和接觸式的熱傳導(dǎo)加熱技術(shù)有機(jī)組合在一個(gè)返修系統(tǒng)中。