CN116191155A - 一种长针电连接器返修方法 - Google Patents

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闫军莹
高伟娜
李莹
刘丹丹
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Abstract

本发明公开了一种长针电连接器返修方法，包括：取待返修产品；使用隔热胶带和防静电袋对待返修产品进行保护；对待返修产品进行预处理和预加热；将预处理和预加热后的待返修产品从返修工作站拆下并安装至喷锡拆焊台专用工装，使用喷锡拆焊台进行加热，将长针电连接器从印制板上拆除下来；对印制板焊盘多余焊锡进行吸除；对拆除后的长针电连接器进行去金、搪锡、安装、焊接，完成对长针电连接器的返修；对完成返修的长针电连接器进行清洁后检查。本发明通过设计喷锡拆焊台专用工装，提高了预热效率和预热温度，将返修高温加热时间缩减到4秒内，并通过优化焊盘清理方式减小焊盘加热次数，以满足航天器电子产品高可靠返修的要求，实现了长针电连接器高可靠返修。

Description

一种长针电连接器返修方法
技术领域
本发明属于电子装联技术领域，尤其涉及一种长针电连接器返修方法。
背景技术
随着航天器电子产品向小型化、轻量化、低功耗的趋势发展，印制板电连接器代替了传统电源产品内部导线，实现各印制板间的电气连接，是无引线机箱产品内部互联的重要枢纽。
长针电连接器大量应用在宇航电子单机中，起到组件间传输能量和传递信号的重要功能。该种长针电连接器为三排206针插装元器件，引脚伸出印制板长度约20mm，存在由于元器件缺陷或者设计问题导致的返修可能性。使用现有的返修方法进行试验，返修成功率不足80％，并且返修过程高温加热时长超过14秒，返修操作一致性和产品可靠性无法保证，存在印制板内部分层、焊盘脱落、周围元器件过热失效等直接影响产品性能的重大风险。
由于该种长针电连接器返修难度大，宇航电子装联领域目前没有经过应用验证的可行工艺方法，急需进行返修方法探索和关键工艺参数优化来缩短返修加热时间，同时需要进行大量试验来验证返修后的可靠性，并形成完善的工艺方法。
发明内容
本发明的技术解决问题：克服现有技术的不足，提供一种长针电连接器返修方法，突破了现有返修方法加热时长的局限，实现了长针电连接器高可靠返修，通过设计喷锡拆焊台专用工装、提高预热效率、提高预热温度，将返修高温加热时间缩减到4秒内，并通过优化焊盘清理方式减小焊盘加热次数，以满足航天器电子产品高可靠返修的要求。
为了解决上述技术问题，本发明公开了一种长针电连接器返修方法，包括：
取待返修产品；其中，待返修产品为：长针电连接器和印制板形成的整体，长针电连接器焊接在印制板上；
使用隔热胶带和防静电袋对待返修产品进行保护；
使用留屑钳和返修工作站对待返修产品进行预处理和预加热；
将预处理和预加热后的待返修产品从返修工作站拆下并安装至喷锡拆焊台专用工装；
使用喷锡拆焊台，对安装在喷锡拆焊台专用工装上的待返修产品进行加热，将长针电连接器从印制板上拆除下来；
使用真空泵吸锡笔对印制板焊盘多余焊锡进行吸除；
按照长针电连接器装联方式，对拆除后的长针电连接器进行去金、搪锡、安装、焊接，完成对长针电连接器的返修；
拆除防护胶带和防静电袋，对完成返修的长针电连接器进行清洁；
对清洁后的长针电连接器进行检查。
在上述长针电连接器返修方法中，使用隔热胶带和防静电袋对待返修产品进行保护，包括：
使用3层隔热胶带保护印制板焊点周围，包括元件面和焊接面；
使用防静电袋对长针电连接器印制板上其余位置进行保护；其中，防静电袋剪口位置粘贴防静电胶带，且防静电袋整体包裹隔热胶带。
在上述长针电连接器返修方法中，使用留屑钳和返修工作站对待返修产品进行预处理和预加热，包括：
使用留屑钳对待返修产品进行预处理：使用留屑钳对长针电连接器引脚进行剪切，留屑钳底部垫固定厚度垫片；
使用返修工作站对预处理后的待返修产品进行预加热：开启返修工作站的加热器，同时对长针电连接器本体和焊点进行预加热。
在上述长针电连接器返修方法中，在将预处理和预加热后的待返修产品从返修工作站拆下并安装至喷锡拆焊台专用工装前，使用试验板进行定位检查。
在上述长针电连接器返修方法中，使用喷锡拆焊台，对安装在喷锡拆焊台专用工装上的待返修产品进行加热，将长针电连接器从印制板上拆除下来，包括：
使用喷锡拆焊台进行三岗操作，操作者A握持喷锡拆焊台专用工装的把手进行抬放动作，操作者B佩戴隔热手套等待拆除长针电连接器，操作者C全程使用热风枪进行辅助加热，热风枪温度设置为180℃；待加热时间到达3秒时，操作者B从印制板上取下长针电连接器；在将长针电连接器从印制板上取下后，操作者A抬起喷锡拆焊台专用工装的把手结束加热，确保时间控制在4秒内。
在上述长针电连接器返修方法中，对完成返修的长针电连接器进行清洁，包括：
对完成返修的长针电连接器进行焊点清洗：将完成返修的长针电连接器倾斜放在防静电盒中，使用防静电毛刷蘸取无水乙醇对焊点进行刷洗；
对完成返修的长针电连接器进行插孔内部清洁：使用注射器对插插孔注射无水乙醇进行插孔内部清洁。
在上述长针电连接器返修方法中，对清洁后的长针电连接器进行检查，包括：使用30倍放大镜对清洁后的长针电连接器周围10mm范围内器件进行检查，使用X光机对清洁后的长针电连接器焊孔透锡及多余物进行检查。
在上述长针电连接器返修方法中，在使用隔热胶带对待返修产品进行保护时，隔热胶带粘贴范围覆盖距离印制板正反面30mm范围内的所有元器件，以避免后续使用喷锡拆焊台时高温锡液与非返修区域及其他元器件直接接触。
在上述长针电连接器返修方法中，
需进行剪切的引脚为超出焊点1mm以上的引脚，使用固定厚度的垫片垫在留屑钳下以保证剪切后的引脚长度一致；
返修工作站具有顶部加热器、底部整板预热器、底部局部加热器共三级加热器，并自带返修区域温度监控；其中，顶部加热器使用的热风头完全覆盖电连接器，顶部加热器加热时进行局部封闭式加热，使预热后返修区域达到110℃，以缩短与焊料融化温度的温差。
在上述长针电连接器返修方法中，喷锡拆焊台专用工装，包括：移动框架、底座框架、连杆、高度调节器、宽度调节器、压紧装置和把手；
底座框架与喷锡拆焊台通过螺纹进行固定，保证喷锡拆焊台专用工装与喷锡拆焊台固定为一体，结构稳定；
移动框架与底座框架通过连杆进行连接，连杆两端均可绕着安装在移动框架与底座框架上的旋转轴进行旋转，可使移动框架保持水平状态进行旋转及平移；其中，从返修工作站拆下的预处理和预加热后的待返修产品安装在移动框架上；
高度调节器安装在移动框架上，用于调节位于移动框架上的预处理和预加热后的待返修产品的高度，进而实现待返修产品与喷锡拆焊台喷嘴之间的距离；
宽度调节器安装在移动框架上，可沿移动框架在宽度方向上滑动，用于对位于移动框架上的预处理和预加热后的待返修产品的夹持宽度进行调整；
压紧装置安装在移动框架上，可沿移动框架在长度方向上滑动，用于对位于移动框架上的预处理和预加热后的待返修产品进行压紧；
把手通过螺钉安装在移动框架上，便于用户进行操作。
本发明具有以下优点：
(1)本发明公开了一种长针电连接器返修方法，通过设计喷锡拆焊台专用工装，提高了预热效率和预热温度，将返修高温加热时间缩减到4秒内，并通过优化焊盘清理方式减小焊盘加热次数，以满足航天器电子产品高可靠返修的要求，突破了现有返修方法加热时长的局限，实现了长针电连接器高可靠返修，适用于宇航电子产品印制板电连接器高可靠返修，并可推广至所有高密度插装元器件返修。
(2)本发明公开了一种长针电连接器返修方法，对长针电连接器引脚进行剪切，比未剪切引脚的电连接器更加便捷地从印制板上拆下，留屑钳使用固定垫片控制剪切引脚的长度的方法，可保证剪切后长度一致并控制剪切用力方向，不会在剪切过程和返修拆除过程对印制板焊盘焊孔造成损伤。
(3)本发明公开了一种长针电连接器返修方法，采用返修工作站进行预热，较传统预热方法效率更高、可实现更高的预热温度。返修工作站具有多个加热部件，自带温度区域监控系统可对返修预热的温度进行实时监测控制，并可实现封闭式加热，升温速率比传统热风预热台或热风枪加热方式快，并能将预热温度从70℃提高至110℃，极大缩小了与焊料熔点的温差。
(4)本发明公开了一种长针电连接器返修方法，设计了喷锡拆焊台专用工装，使用专用工装定位夹持进行操作比传统手持方式具有更高的可重复性和更好的稳定性，解决了该关键设备过于依赖操作者技能、存在误操作导致产品过热损伤的风险问题。
(5)本发明公开了一种长针电连接器返修方法，采用真空吸锡笔对返修后焊盘进行清理，比传统吸锡绳吸除方法加热次数更少、清理效率更高，对焊盘损伤更小且更不容易残留金属多余物。
(6)本发明公开了一种长针电连接器返修方法，通过40次应用验证，实现100％返修成功率，实现高温锡液加热时间由14秒缩短至4秒，通过镜检、金相检查、高低温循环试验、显微剖切、模拟返工、互联电阻测试验证、热影响区域实时测温方式，证明其返修可靠性符合宇航标准要求。
附图说明
图1是本发明实施例中一种长针电连接器返修方法的步骤流程图；
图2是本发明实施例中一种喷锡拆焊台专用工装的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明公开的实施方式作进一步详细描述。
如图1，在本实施例中，该长针电连接器返修方法，包括：
步骤0，取待返修产品。
在本实施例中，待返修产品具体是指：长针电连接器和印制板形成的整体；其中，长针电连接器焊接在印制板上。
步骤1，使用隔热胶带和防静电袋对待返修产品进行保护。
在本实施例中，可采用3层隔热胶带保护印制板焊点周围(包括元件面和焊接面)；同时，使用防静电袋对长针电连接器印制板上其余位置进行保护。其中，防静电袋剪口位置粘贴防静电胶带，且防静电袋整体包裹隔热胶带。
优选的，在使用隔热胶带对待返修产品进行保护时，隔热胶带粘贴范围需覆盖距离印制板正反面30mm范围内的所有元器件，可避免后续使用喷锡拆焊台时高温锡液与非返修区域及其他元器件直接接触。
步骤2，使用留屑钳对待返修产品进行预处理。
在本实施例中，使用留屑钳对待返修产品进行预处理主要是指：使用留屑钳对长针电连接器引脚进行剪切。其中，需进行剪切的引脚为超出焊点1mm以上的引脚，留屑钳底部垫固定厚度垫片，即使用固定厚度的垫片垫在留屑钳下以保证剪切后的引脚长度一致。
步骤3，使用返修工作站对预处理后的待返修产品进行预加热。
在本实施例中，开启返修工作站的加热器，同时对长针电连接器本体和焊点进行预加热。其中，返修工作站具有顶部加热器、底部整板预热器、底部局部加热器共三级加热器，并自带返修区域温度监控；顶部加热器使用的热风头完全覆盖电连接器，顶部加热器加热时进行局部封闭式加热，使预热后返修区域达到110℃，以缩短与焊料融化温度(183℃)的温差。
步骤4，将预处理和预加热后的待返修产品从返修工作站拆下并安装至喷锡拆焊台专用工装，安装前使用试验板进行定位检查。
在本实施例中，如图2，喷锡拆焊台专用工装具体可以包括：移动框架1、底座框架2、连杆3、高度调节器4、宽度调节器5、压紧装置6和把手7。其中，底座框架2与喷锡拆焊台通过螺纹进行固定，保证喷锡拆焊台专用工装与喷锡拆焊台固定为一体，结构稳定。移动框架1与底座框架2通过连杆3进行连接，连杆3两端均可绕着安装在移动框架1与底座框架2上的旋转轴进行旋转，可使移动框架1保持水平状态进行旋转及平移。高度调节器4安装在移动框架1上，用于调节位于移动框架1上的预处理和预加热后的待返修产品的高度，进而实现待返修产品与喷锡拆焊台喷嘴之间的距离。宽度调节器5安装在移动框架1上，可沿移动框架1在宽度方向上滑动，用于对位于移动框架1上的预处理和预加热后的待返修产品的夹持宽度进行调整。压紧装置6安装在移动框架1上，可沿移动框架1在长度方向上滑动，用于对位于移动框架1上的预处理和预加热后的待返修产品进行压紧。把手7通过螺钉安装在移动框架1上，便于用户进行操作。
优选的，从返修工作站拆下的预处理和预加热后的待返修产品安装在移动框架1上，通过握持把手7抬起/放下连杆实现焊点与高温锡液接触/结束返修。通过喷锡拆焊台专用工装固定待返修产品，可精准定位返修区域、减少人工操作失误，保证高温锡液与全部引脚接触并均匀预加热。
步骤5，使用喷锡拆焊台，对安装在喷锡拆焊台专用工装上的待返修产品进行加热，将长针电连接器从印制板上拆除下来。
在本实施例中，使用喷锡拆焊台进行三岗操作：操作者A握持喷锡拆焊台专用工装的把手进行抬放动作，操作者B佩戴隔热手套等待拆除长针电连接器，操作者C全程使用热风枪进行辅助加热，热风枪温度设置为180℃；待加热时间到达3秒时，操作者B从印制板上取下长针电连接器；在将长针电连接器从印制板上取下后，操作者A抬起喷锡拆焊台专用工装的把手结束加热，确保时间控制在4秒内。
步骤6，使用真空泵吸锡笔对印制板焊盘多余焊锡进行吸除，将焊盘加热次数控制在1～2次。
步骤7，按照长针电连接器装联方式，对拆除后的长针电连接器进行去金、搪锡、安装、焊接，完成对长针电连接器的返修。
步骤8，拆除防护胶带和防静电袋，对完成返修的长针电连接器进行清洁。
在本实施例中，对完成返修的长针电连接器的清洁主要包括：
81)对完成返修的长针电连接器进行焊点清洗：将完成返修的长针电连接器倾斜放在防静电盒中，使用防静电毛刷蘸取无水乙醇对焊点进行刷洗。
82)对完成返修的长针电连接器进行插孔内部清洁：使用注射器对插插孔注射无水乙醇进行插孔内部清洁。
步骤9，对清洁后的长针电连接器进行检查。
在本实施例中，可使用30倍放大镜对清洁后的长针电连接器周围10mm范围内器件进行检查，使用X光机对清洁后的长针电连接器焊孔透锡及多余物进行检查。
在上述实施例的基础上，下面以一个具体实例进行说明。
主要影响长针电连接器返修可靠性的因素很多，包括高温钎料长时加热导致焊盘和印制板损伤、通过热传导损伤印制板上其他元器件、器件拆除时损伤焊孔内壁等等。本发明公开了一种长针电连接器返修方法主要涉及以下几个步骤：印制板多余物及热影响防护，多余长针引脚剪切，返修工作站预热，安装至喷锡拆焊台专用工装，喷锡拆焊台拆除，真空吸锡笔吸除焊盘多余焊料，显微镜检查焊盘，恢复更换后长针电连接器，镜检及X光检验焊接质量。
(1)喷锡拆焊台专用工装
喷锡拆焊台专用工装适用于不同尺寸不同安装孔的印制板组件安装。安装前将专用工装组装完毕并固定在喷锡拆焊台上，返修前使用与正式产品一致的试验板进行定位，按照固定位置安装的印制板与喷锡拆焊台喷锡口准确对位，喷锡口覆盖所有长针电连接器引脚，通过喷锡拆焊台自带的红外定位器确认位于中心位置。
(2)返修工作站预热
使用返修工作站进行预热，通过上风口安装覆盖长针电连接器整体、下风口对焊点部位对长针电连接器进行预热，其余部位均使用隔热胶带和防静电袋进行防护，通过试验板对预热温度曲线进行验证，预热后返修区域温度达到110℃左右。
(3)印制板可靠性验证
在试验板上按照返修方法执行，通过实时测温、镜检、金相剖切、环试试验、模拟返工的验证流程，对返修方法的可靠性进行验证：对印制板返修区域周围的热应力敏感元器件进行实时测温，验证正常返修导致的升温及升温速率不影响印制板上的元器件与焊点；使用30倍显微镜外观检查和焊孔金相剖切对内电层进行检查，未见分层、裂纹，焊孔内壁完好无损伤；更换长针电连接器后进行200次温度循环试验，对比返修前后电性能无异常变化；对拆除电连接器的试验板进行模拟返工，电烙铁设置温度280℃(与返修时高温锡液相同)每次加热时间6s进行5个循环模拟返工，返修前后阻抗变化率小于2％。
本发明虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。
本发明说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员的公知技术。

Claims (10)

1.一种长针电连接器返修方法，其特征在于，包括：
取待返修产品；其中，待返修产品为：长针电连接器和印制板形成的整体，长针电连接器焊接在印制板上；
使用隔热胶带和防静电袋对待返修产品进行保护；
使用留屑钳和返修工作站对待返修产品进行预处理和预加热；
将预处理和预加热后的待返修产品从返修工作站拆下并安装至喷锡拆焊台专用工装；
使用喷锡拆焊台，对安装在喷锡拆焊台专用工装上的待返修产品进行加热，将长针电连接器从印制板上拆除下来；
使用真空泵吸锡笔对印制板焊盘多余焊锡进行吸除；
按照长针电连接器装联方式，对拆除后的长针电连接器进行去金、搪锡、安装、焊接，完成对长针电连接器的返修；
拆除防护胶带和防静电袋，对完成返修的长针电连接器进行清洁；
对清洁后的长针电连接器进行检查。
2.根据权利要求1所述的长针电连接器返修方法，其特征在于，使用隔热胶带和防静电袋对待返修产品进行保护，包括：
使用3层隔热胶带保护印制板焊点周围，包括元件面和焊接面；
使用防静电袋对长针电连接器印制板上其余位置进行保护；其中，防静电袋剪口位置粘贴防静电胶带，且防静电袋整体包裹隔热胶带。
3.根据权利要求1所述的长针电连接器返修方法，其特征在于，使用留屑钳和返修工作站对待返修产品进行预处理和预加热，包括：
使用留屑钳对待返修产品进行预处理：使用留屑钳对长针电连接器引脚进行剪切，留屑钳底部垫固定厚度垫片；
使用返修工作站对预处理后的待返修产品进行预加热：开启返修工作站的加热器，同时对长针电连接器本体和焊点进行预加热。
4.根据权利要求1所述的长针电连接器返修方法，其特征在于，在将预处理和预加热后的待返修产品从返修工作站拆下并安装至喷锡拆焊台专用工装前，使用试验板进行定位检查。
5.根据权利要求1所述的长针电连接器返修方法，其特征在于，使用喷锡拆焊台，对安装在喷锡拆焊台专用工装上的待返修产品进行加热，将长针电连接器从印制板上拆除下来，包括：
使用喷锡拆焊台进行三岗操作，操作者A握持喷锡拆焊台专用工装的把手进行抬放动作，操作者B佩戴隔热手套等待拆除长针电连接器，操作者C全程使用热风枪进行辅助加热，热风枪温度设置为180℃；待加热时间到达3秒时，操作者B从印制板上取下长针电连接器；在将长针电连接器从印制板上取下后，操作者A抬起喷锡拆焊台专用工装的把手结束加热，确保时间控制在4秒内。
6.根据权利要求1所述的长针电连接器返修方法，其特征在于，对完成返修的长针电连接器进行清洁，包括：
对完成返修的长针电连接器进行焊点清洗：将完成返修的长针电连接器倾斜放在防静电盒中，使用防静电毛刷蘸取无水乙醇对焊点进行刷洗；
对完成返修的长针电连接器进行插孔内部清洁：使用注射器对插插孔注射无水乙醇进行插孔内部清洁。
7.根据权利要求1所述的长针电连接器返修方法，其特征在于，对清洁后的长针电连接器进行检查，包括：使用30倍放大镜对清洁后的长针电连接器周围10mm范围内器件进行检查，使用X光机对清洁后的长针电连接器焊孔透锡及多余物进行检查。
8.根据权利要求2所述的长针电连接器返修方法，其特征在于，在使用隔热胶带对待返修产品进行保护时，隔热胶带粘贴范围覆盖距离印制板正反面30mm范围内的所有元器件，以避免后续使用喷锡拆焊台时高温锡液与非返修区域及其他元器件直接接触。
9.根据权利要求3所述的长针电连接器返修方法，其特征在于，
需进行剪切的引脚为超出焊点1mm以上的引脚，使用固定厚度的垫片垫在留屑钳下以保证剪切后的引脚长度一致；
返修工作站具有顶部加热器、底部整板预热器、底部局部加热器共三级加热器，并自带返修区域温度监控；其中，顶部加热器使用的热风头完全覆盖电连接器，顶部加热器加热时进行局部封闭式加热，使预热后返修区域达到110℃，以缩短与焊料融化温度的温差。
10.根据权利要求1所述的长针电连接器返修方法，其特征在于，喷锡拆焊台专用工装，包括：移动框架(1)、底座框架(2)、连杆(3)、高度调节器(4)、宽度调节器(5)、压紧装置(6)和把手(7)；
底座框架(2)与喷锡拆焊台通过螺纹进行固定，保证喷锡拆焊台专用工装与喷锡拆焊台固定为一体，结构稳定；
移动框架(1)与底座框架(2)通过连杆(3)进行连接，连杆(3)两端均可绕着安装在移动框架(1)与底座框架(2)上的旋转轴进行旋转，可使移动框架(1)保持水平状态进行旋转及平移；其中，从返修工作站拆下的预处理和预加热后的待返修产品安装在移动框架(1)上；
高度调节器(4)安装在移动框架(1)上，用于调节位于移动框架(1)上的预处理和预加热后的待返修产品的高度，进而实现待返修产品与喷锡拆焊台喷嘴之间的距离；
宽度调节器(5)安装在移动框架(1)上，可沿移动框架(1)在宽度方向上滑动，用于对位于移动框架(1)上的预处理和预加热后的待返修产品的夹持宽度进行调整；
压紧装置(6)安装在移动框架(1)上，可沿移动框架(1)在长度方向上滑动，用于对位于移动框架(1)上的预处理和预加热后的待返修产品进行压紧；
把手(7)通过螺钉安装在移动框架(1)上，便于用户进行操作。
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