CN113263236B - 一种插针网格阵列封装元器件pga解焊工艺方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种插针网格阵列封装元器件PGA解焊工艺方法,将印制板倒装夹持固定,根据芯片大小选择适配热风嘴S mm,再在印制板下方高度H mm不大于H0mm处固定防跌落弹性钢网用于解焊时PGA芯片自然掉落不受损。然后对印制板设置温度曲线参数。当加热进行到第四个温区时间t4时,焊点焊料熔融,元器件靠重力自然脱落(或用镊子轻拨掉落),从而实现PGA封装器件解焊。本发明提供的PGA封装器件解焊工艺方法,实现PGA封装器件解焊成功率100%,避免常规波峰解焊时,印制板焊盘脱落导致整板报废的质量风险,同时确保拆下的PGA封装器件功能不失效,确保航天印制板组装件PGA封装芯片的解焊合格率100%。

Description

一种插针网格阵列封装元器件PGA解焊工艺方法
技术领域
本发明属于航空航天电子装备制造技术领域,特别涉及PGA封装等多引脚通孔元器件解焊工艺方法,同时确保印制板无损伤,解焊后芯片功能不失效。
背景技术
PGA封装技术又叫插针网格阵列封装技术,它的每个方阵型插针沿芯片的四周间隔一定距离排列,根据管脚数目的多少,可以围成2~5圈,甚至更多。近年来,随着航天事业的迅速发展,印制板加工日趋精密复杂,各种封装的集成电路芯片在在航天电子产品上都有大量的应用。
产品在加工生产过程中,特别是模样、初样等状态还不稳定的过程中,经常会涉及要对产品状态更改。为节约研发成本,常常会拆装使用一些贵重的元器件,同时还必须保证拆下的元器件和印制板功能均正常,由于PGA封装元器件引腿较密、较多,且印制板通孔焊盘存在大接地,在波峰解焊时往往焊料不能熔透,通过工艺试验,采用常规的波峰解焊技术解焊,解焊时间10s~15s、且容易出现焊盘脱落、漫锡等现象,从而将导致产品在解焊过程中芯片乃至整个印制板报废。
为提高PGA等引脚多、引脚密集的通孔元器件解焊合格率,须探索出PGA封装等复杂通孔元器解焊合格率100%的新技术。
发明内容
针对PGA封装器件等引脚多的通孔类元器件在常规的返工解焊过程中,容易出现芯片损伤、印制板焊盘脱落、漫锡等问题,从而导致PGA芯片和印制板组装件报废。本发明人进行了锐意研究,提供了一种插针网格阵列封装元器件PGA解焊工艺方法,本方法利用热风对芯片加热,芯片倒装固定在解焊工作站上,下方(距板H0)增加固定防撞击弹性钢网,选择合适热风嘴(边长S),热风嘴距离芯片焊点H1,设置合适的温度曲线(顶部加热温区温度:Ts1,Ts2,Ts3,Ts4;底部加热温区温度:Td1,Td2,Td3,Td4;各温区加热时间:t1,t2,t3,t4),待焊料熔融后利用芯片自身重力(或镊子轻拨)自然脱落。该方法避免了解焊过程中漫锡、芯片损伤以及印制板焊盘脱落等风险,可以很好的应用于各类无线电装配制造技术领域。
本发明提供的技术方案如下:
一种插针网格阵列封装元器件PGA解焊工艺方法,包括如下步骤:
步骤(1),用高温胶带保护PGA周围不拆除元器件,进入步骤(2);
步骤(2),将保护好的印制板倒装固定在返修工作站上,然后进入步骤(3);
步骤(3),在印制板下方加装防跌落弹性钢网,然后进入步骤(4);
步骤(4),选择尺寸大小大于PGA封装元器件边长的热风嘴;
步骤(5),设置多级加热区间,使得印制板焊点及PGA芯片监测的峰值温度在200℃~210℃之间,解焊时间30~60秒,能够使元器件利用自身重力从印制板上自然脱落;在印制板顶部和底部分别设置热风嘴;
步骤(6),将加热风嘴移动至距焊点距离H1
步骤(7),按步骤(5)设置的多级加热区间对印制板上PGA芯片进行加热,直到取下PGA芯片。
步骤(5)设置多级加热区间,具体为:设置四级加热区间,按加热次序依次为:第一级加热区间、第二级加热区间、第三级加热区间和第四级加热区间;前三级加热区间设置的加热温度和加热时长,使得第四级加热区间在加热30~60秒内,元器件利用自身重力从印制板上自然脱落。
第一级加热区间中印制板顶部热风嘴加热温度Ts1的取值范围为:(130℃,180℃),第一级加热区间中印制板低部热风嘴加热温度Td1的取值范围为:(80℃,120℃),第一级加热区间的加热时长t1取值范围为:(140s,160s);
第二级加热区间中印制板顶部热风嘴加热温度Ts2的取值范围为:(180℃,220℃),第二级加热区间中印制板低部热风嘴加热温度Td2的取值范围为:(160℃,190℃),第二级加热区间的加热时长t2取值范围为:(180s,240s);
第三级加热区间中印制板顶部热风嘴加热温度Ts3的取值范围为:(230℃,280℃),第三级加热区间中印制板低部热风嘴加热温度Td3的取值范围为:(200℃,250℃),第三级加热区间的加热时长t3取值范围为:(140s,170s);
第四级加热区间中印制板顶部热风嘴加热温度Ts4的取值范围为:(270℃,350℃),第四级加热区间中印制板低部热风嘴加热温度Td4的取值范围为:(270℃,320℃),第四级加热区间的加热时长t4取值范围为:(30s,60s)。
步骤(3)中,钢网距印制板高度H0,H0取值范围为(5mm,8mm)。
步骤(4)中,热风嘴比待解焊的PGA芯片长0~2mm。
步骤(6)中,所述H1取值范围为1~2mm。
本发明与现有技术相比的有益效果是:
根据本发明提供的一种插针网格阵列封装元器件PGA解焊工艺方法,适用于所有复杂的、引脚数量多的通孔类元器件解焊工艺,该方法不同于传统的将印制板解焊元器件焊点置于波峰上(波峰焊机、通孔解焊工作站等),待焊料熔融后,用手将PGA芯片从印制板上拔下。可有效避免波峰解焊时漫锡、焊盘脱落、芯片损伤等质量风险,极大提升了通孔元器件解焊的成功率,保证了产品的质量。
附图说明
图1为本发明中插针网格阵列封装元器件(PGA)解焊流程图。
具体实施方式
下面通过对本发明进行详细说明,本发明的特点和优点将随着这些说明而变得更为清楚、明确。显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例(如其他封装类型的通孔元器件采用此方法解焊),都属于本发明保护的范围。
如图1所示,本发明一种插针网格阵列封装元器件PGA解焊工艺方法,包括如下步骤:
步骤(1),用高温胶带保护PGA周围不拆除元器件,进入步骤(2);
步骤(2),将保护好的印制板倒装固定返修工作站上,然后进入步骤(3);
步骤(3),在印制板下方H0处加装防跌落弹性钢网,然后进入步骤(4);
步骤(4),选择尺寸大小大于PGA封装元器件边长的热风嘴S;
步骤(5),设置多级加热区间,使得在印制板焊点及芯片监测的峰值温度在200℃~210℃之间,解焊时间30~60秒,能够使元器件利用自身重力从印制板上自然脱落;
在印制板顶部和底部分别设置热风嘴;
具体为:设置四级加热区间,按加热次序依次为:第一级加热区间、第二级加热区间、第三级加热区间和第四级加热区间;前三级加热区间设置的加热温度和加热时长,使得第四级加热区间在加热30~60秒内,元器件利用自身重力从印制板上自然脱落。
第一级加热区间中印制板顶部热风嘴加热温度Ts1的取值范围为:(130℃,180℃),第一级加热区间中印制板低部热风嘴加热温度Td1的取值范围为:(80℃,120℃),第一级加热区间的加热时长t1取值范围为:(140s,160s);
第二级加热区间中印制板顶部热风嘴加热温度Ts2的取值范围为:(180℃,220℃),第二级加热区间中印制板低部热风嘴加热温度Td2的取值范围为:(160℃,190℃),第二级加热区间的加热时长t2取值范围为:(180s,240s);
第三级加热区间中印制板顶部热风嘴加热温度Ts3的取值范围为:(230℃,280℃),第三级加热区间中印制板低部热风嘴加热温度Td3的取值范围为:(200℃,250℃),第三级加热区间的加热时长t3取值范围为:(140s,170s);
第四级加热区间中印制板顶部热风嘴加热温度Ts4的取值范围为:(270℃,350℃),第四级加热区间中印制板低部热风嘴加热温度Td4的取值范围为:(270℃,320℃),第四级加热区间的加热时长t4取值范围为:(30s,60s)。
步骤(6),将加热风嘴移动至距焊点H1
步骤(7),按步骤(5)设置的多级加热区间对印制板上PGA芯片进行加热,直到取下芯片。
本发明抛弃传统的波峰解焊方式,采用类似表贴球栅阵列BGA返修工作站解焊模式,但有别予BGA返修工作站解焊时利用负压吸走元器件,而利用元器件自身重力从印制板上自然脱落。通过调整Ts1~Ts4、Td1~Td4、t1~t3值,使得t4时间取值为(30,60),印制板焊点及芯片监测温度控制在(200,210),为有理数,单位摄氏度。
步骤(2)中,印制板固定采用倒装固定方式(即:解焊的PGA芯片朝下、印制板朝上)。
步骤(3)中,印制板下方加装弹性钢网,钢网距印制板高度H0,H0取值范围为(5mm,8mm)。
步骤(4)中,热风嘴比解焊PGA芯片长0~2mm。
步骤(6)中,所述H1取值为(1,2),为有理数,单位为毫米。
实施例
用耐高温纸胶带对PGA封装元器件周围保护,将PCB倒装固定在返修工作站上,印制板下方H0(5mm,8mm)处加装防跌落弹性钢网,选择大小比PGA封装元器件边长略长S(0mm,2mm)的风嘴,调节风嘴至距离印制板焊点H1(1mm,2mm)处,按如下要求设置温度曲线
顶部加热温度(℃)
Ts1(130,180),Ts2(180,220),Ts3(230,280),Ts4(270,350)底部加热温度(℃):
Td1(80,120),Td2(160,190),Td3(200,250),Td4(270,320)加热时间(s):
t1(140,160),t2(180,240),t3(140,170),t4(30,60)
当时间进度到第四个温区t4时,时刻观察焊点熔融状态,约进行到第四个温度的40s左右时,焊点基本熔融,芯片自动从印制板上脱落。
以上结合具体实施方式和范例性实例对本发明进行了详细说明,不过这些说明并不能理解为对本发明的限制。本领域技术人员理解,在不偏离本发明精神和范围的情况下,可以对本发明技术方案及其实施方式进行多种等价替换、修饰或改进,这些均落入本发明的范围内。本发明的保护范围以所附权利要求为准。
本发明说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。

Claims (4)

1.一种插针网格阵列封装元器件PGA解焊工艺方法,其特征在于,包括如下步骤:
步骤(1),用高温胶带保护PGA周围不拆除元器件,进入步骤(2);
步骤(2),将保护好的印制板倒装固定在返修工作站上,然后进入步骤(3);
步骤(3),在印制板下方加装防跌落弹性钢网,然后进入步骤(4);
步骤(4),选择尺寸大小大于PGA封装元器件边长的热风嘴;
步骤(5),设置多级加热区间,使得印制板焊点及PGA芯片监测的峰值温度在200℃~210℃之间,解焊时间30~60秒,能够使元器件利用自身重力从印制板上自然脱落;在印制板顶部和底部分别设置热风嘴;
步骤(6),将加热风嘴移动至距焊点距离H1
步骤(7),按步骤(5)设置的多级加热区间对印制板上PGA芯片进行加热,直到取下PGA芯片;
步骤(5)设置多级加热区间,具体为:设置四级加热区间,按加热次序依次为:第一级加热区间、第二级加热区间、第三级加热区间和第四级加热区间;前三级加热区间设置的加热温度和加热时长,使得第四级加热区间在加热30~60秒内,元器件利用自身重力从印制板上自然脱落;
第一级加热区间中印制板顶部热风嘴加热温度Ts1的取值范围为:(130℃,180℃),第一级加热区间中印制板低部热风嘴加热温度Td1的取值范围为:(80℃,120℃),第一级加热区间的加热时长t1取值范围为:(140s,160s);
第二级加热区间中印制板顶部热风嘴加热温度Ts2的取值范围为:(180℃,220℃),第二级加热区间中印制板低部热风嘴加热温度Td2的取值范围为:(160℃,190℃),第二级加热区间的加热时长t2取值范围为:(180s,240s);
第三级加热区间中印制板顶部热风嘴加热温度Ts3的取值范围为:(230℃,280℃),第三级加热区间中印制板低部热风嘴加热温度Td3的取值范围为:(200℃,250℃),第三级加热区间的加热时长t3取值范围为:(140s,170s);
第四级加热区间中印制板顶部热风嘴加热温度Ts4的取值范围为:(270℃,350℃),第四级加热区间中印制板低部热风嘴加热温度Td4的取值范围为:(270℃,320℃),第四级加热区间的加热时长t4取值范围为:(30s,60s)。
2.根据权利要求1所述的一种插针网格阵列封装元器件PGA解焊工艺方法,其特征在于,步骤(3)中,钢网距印制板高度H0,H0取值范围为(5mm,8mm)。
3.根据权利要求2所述的一种插针网格阵列封装元器件PGA解焊工艺方法,其特征在于,步骤(4)中,热风嘴比待解焊的PGA芯片长0~2mm。
4.根据权利要求3所述的一种插针网格阵列封装元器件PGA解焊工艺方法,其特征在于,步骤(6)中,所述H1取值范围为1~2mm。
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