CN116851859A - 一种有铅化fmc连接器的返修工艺结构及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种有铅化FMC连接器的返修工艺结构及方法，属于钎焊工艺技术领域，解决了现有技术通过直接更换FMC连接器进行返修方式中的成本浪费问题；本发明的返修工艺结构及方法中，增加了对器件解焊后的插孔接触件上的焊锡清理、器件确认检查、PCB焊盘预镀锡工艺、丝印焊膏量优化、金属配重工装的使用等特征改进，从而使得解焊过程中失去了预置焊料端子的FMC连接器，在功能完好的情况下可再次被使用，从而提高了器件利用率，降低了浪费程度；同时，本发明在返修过程中，通过印制板预镀锡配合金属配重工装的方式，能提高再次焊接过程中的可靠性，进而提高有铅化FMC连接器返修工艺的成功率，具有简单、高效和低成本的优点。
Description
技术领域
本发明属于钎焊工艺技术领域，应用于有铅化FMC微型板间高速数据连接器的返修过程中，为一种有铅化FMC连接器的返修工艺结构及方法。
背景技术
FMC(FPGA Mezzanine Card)，是一个应用范围、适应环境范围和市场领域范围都很广的通用模块；FMC连接器是FMC的一个重要组成部分，它用于连接由FPGA提供的引脚和FMC子板的I/O接口。
在FMC连接器的装配过程中，其与外部互联引脚形式为垛形或I形预置焊料端子。有铅化的FMC连接器，则由绝缘壳体、插孔接触件和预置焊料组成，其中预置焊料为Sn63Pb37。此连接器在绝缘壳体两端设计了定位销，与印制板安装孔配合后，能实现定位功能。
FMC全系列的连接器包含插头和插座，其端接形式与BGA器件类似，在接触件簧片端以机械形变及翻铆的方式植入预置焊料端子，预置焊料背靠背的排列在连接器引脚侧面上。对于返修工艺过程，在现有技术中，以球栅阵列封装的BGA器件可采用热风/红外加热的返修站拆解问题器件，再通过对器件重新植球并焊接的方式完成返修过程。
但是，上述方式并不适用于FMC连接器，由于FMC连接器特殊的预置焊料端子，其形式决定了不能通过对器件再植球的方式完成返修，而只能通过直接更换新器件并焊接的方式实现返修工艺，由此带来了大量的器件浪费现象，导致FMC连接器的返修成本增加。
发明内容
本发明针对具有预置焊料端子的FMC连接器封装结构，由于现有技术只能通过更换的方式进行返修，存在浪费成本的问题；本发明因此提供一种简单、高效、低成本且返修质量稳定可靠的FMC连接器返修工艺结构及方法，不浪费仍可正常工作的器件，提高了器件的使用率，解决了上述问题。
本发明采用了以下技术方案来实现目的：
一种有铅化FMC连接器的返修工艺结构，所述返修工艺结构应用于有铅化FMC连接器的返修过程中，结构由下至上依次为：预镀锡印制板、焊膏、FMC连接器、金属配重工装；所述焊膏涂覆于所述预镀锡印制板上预镀锡的焊盘区域，所述FMC连接器放置于所述焊膏上方，所述金属配重工装则直接压于所述FMC连接器上表面；整个返修工艺结构放置于红外加热返修站中；所述金属配重工装用于，当返修工艺结构在红外加热返修站中被加热时，焊膏熔融过程中，为FMC连接器施加垂直重力，使FMC连接器的引脚与预镀锡印制板的PCB焊盘保持共面性。
具体的，所述预镀锡印制板上还设置有定位销，所述FMC连接器上还设置有与所述定位销相配合的定位孔；当放置所述FMC连接器至所述焊膏上方时，使所述定位销插入所述定位孔中，实现FMC连接器与预镀锡印制板之间的相对位置定位。
优选的，所述金属配重工装的长边长度与所述FMC连接器的长边长度相同，所述金属配重工装的横截面为凹字形，用于包覆住所述FMC连接器的上表面和长边两侧面，并通过自身重力下压FMC连接器的上表面，为整个FMC连接器施加垂直重力。
本发明还提供一种有铅化FMC连接器的返修工艺方法，包括如下步骤：
S1、对待返修器件进行解焊操作，得到解焊后的印制板和FMC连接器；
S2、清理、检查并确认解焊后的各器件状态，维修或替换故障件；
S3、对印制板上的PCB焊盘进行预镀锡操作，得到预镀锡印制板；
S4、手动将解焊后且状态完好的FMC连接器贴装至预镀锡印制板上，确保FMC连接器与定位销安装到位；
S5、安装金属配重工装于FMC连接器的上表面，随后对整个返修工艺结构进行加热，实现预镀锡印制板与FMC连接器之间的重新焊接，完成整个返修过程。
具体的，所述S1中的解焊操作、所述S3中的预镀锡操作和所述S5中的重新焊接操作，均使用红外加热返修站进行，通过将各步骤中的对应部件放入红外加热返修站中进行加热的方式予以实现。
进一步的，所述S2的过程具体为：清理印制板上的PCB焊盘和FMC连接器引脚在解焊后的残留锡焊，检查印制板上的PCB焊盘和FMC连接器是否完好，检查二者间插孔接触件的共面性是否合格。
进一步的，所述S3中，使用第一钢网片在印制板的PCB焊盘上手工印刷焊膏，通过优化第一钢网片结构的方式，使焊膏量适宜；完成焊膏印刷过程后，使用红外加热返修站加热印制板及焊膏，得到预镀锡印制板。
优选的，第一钢网片结构优化后，厚度范围为0.2至0.25mm，开口大小依据印制板的PCB焊盘尺寸，以1比1大小进行圆形开口；预镀锡操作中，红外加热返修站的峰值温度范围为210℃至215℃。
进一步的，所述S4中，使用第二钢网片在预镀锡印制板的PCB焊盘上手工印刷焊膏，通过优化第二钢网片结构的方式，使焊膏量适宜；印刷完成后将FMC连接器贴装至预镀锡印制板上。
优选的，第二钢网片结构优化后，厚度范围为0.2至0.25mm，开口大小依据印制板的PCB焊盘尺寸，以尺寸扩大10％至15％之间的程度进行方形开口；随后，所述S5中，对整个返修工艺结构进行加热时，红外加热返修站的峰值温度范围为220℃至230℃。
综上所述，由于采用了本技术方案，本发明的有益效果如下：
1、本发明通过钢网片控制焊膏量，同时结合PCB焊盘预镀锡技术和金属配重工装的方式，将解焊后的缺少了预置焊料端子的FMC连接器进行返修，从而提高了器件的使用率，节省了成本，返修方式还可保证焊点质量满足航天标准的要求。
2、本发明在FMC连接器返修时，通过钢网片丝印焊膏后，经返修站加热，完成对PCB焊盘的预镀锡过程，相比于植球工艺，更简单、高效，且质量一致性更好。
3、本发明针对PCB焊盘预镀锡及焊接时的工艺参数和丝印焊膏量进行详细设计，通过钢网片的结构优化，保证焊接过程中连接器接触件与焊锡膏充分接触，形成合格焊点，同时也避免了锡量过多造成的短路连焊及温度不平衡造成的芯吸开路影响。
4、本发明在返修焊接过程中安装使用了金属配重工装，在锡焊熔融过程中，给予器件垂直重力，从而保证焊接过程中器件引脚的共面性，防止因红外返修站受热不均而导致局部焊锡先熔融塌落后，器件焊锡未熔融部分向上浮起形成虚焊缺陷的现象，由此提高了返修成功率。
综上，本发明解决了现有技术的有铅化FMC连接器由于解焊后没有预置焊料端子，只能更换新器件的返修方式所造成的器件浪费、返修成本过高的问题。
附图说明
图1为本发明的FMC连接器返修工艺的流程示意图；
图2为本发明的FMC连接器返修工艺结构的组装示意图；
图3为现有的FMC连接器的封装结构示意图；
图4为现有的FMC连接器原本的预置焊料端子的示意图。
附图中的标记所代表的含义具体如下：
1-金属配重工装、2-FMC连接器、3-定位销、4-焊膏、5-预镀锡印制板。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以按各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在具体实施方式中，首先介绍传统的有铅化FMC连接器装配过程，其与外部互联的引脚形式为垛形或I形预置焊料端子，可参看图3和图4的示意；作为示例的有铅化FMC连接器尺寸为0.97mm×0.57mm×0.3mm，体积约为0.146mm，引脚间距为1.27mm×1.27mm，可排186对差分；在有铅化FMC连接器的接触件簧片端以机械形变及翻铆的方式植入预置焊料端子，预置焊料背靠背排列在连接器引脚侧面上。现有技术在返修过程中，解焊后得到的FMC连接器没有了预置焊料端子，即使功能完好，也只能遗弃，导致器件浪费。
实施例1
如图2所示，一种有铅化FMC连接器的返修工艺结构，结构由下至上依次为：预镀锡印制板5、焊膏4、FMC连接器2、金属配重工装1；焊膏4涂覆于预镀锡印制板5上的预镀锡焊盘区域，FMC连接器2放置于焊膏4上方，金属配重工装1则直接压于FMC连接器2上表面；整个返修工艺结构放置于红外加热返修站中；金属配重工装1用于，当返修工艺结构在红外加热返修站中被加热时，焊膏4熔融过程中，为FMC连接器2施加垂直重力，使FMC连接器2的引脚与预镀锡印制板5的PCB焊盘保持共面性。
本实施例中，预镀锡印制板5上还设置有定位销3，FMC连接器2上还设置有与定位销3相配合的定位孔；当放置FMC连接器2至焊膏4上方时，使定位销3插入定位孔中，实现FMC连接器2与预镀锡印制板5之间的相对位置定位。
本实施例中，金属配重工装1的长边长度与FMC连接器2的长边长度相同，金属配重工装1的横截面为凹字形，用于包覆住FMC连接器2的上表面和长边两侧面，并通过自身重力下压FMC连接器2的上表面，为整个FMC连接器2施加垂直重力。
实施例2
本实施例提供一种有铅化FMC连接器的返修工艺方法，其应用了实施例1中的返修工艺结构，方法的详细流程步骤可参看图1的示意，以下具体介绍此返修工艺方法的每个步骤内容。
(1)、将待返修器件放入红外加热返修站中，进行解焊，解焊后得到印制板和FMC连接器；
(2)、清理印制板的PCB焊盘的残留焊锡，清理FMC连接器的残留焊锡；
(3)、检查印制板上的PCB焊盘是否完好，检查FMC连接器是否完好，检查二者间插孔接触件的共面性是否合格；如存在故障件，则进行维修或替换；
(4)、使用第一钢网片在印制板的PCB焊盘上手工印刷焊膏，第一钢网片的厚度范围为0.2至0.25mm，开口大小依据印制板的PCB焊盘尺寸，以1比1大小进行圆形开口；
(5)、使用20至40倍范围的显微镜，检查步骤(4)中焊膏的涂覆质量，使焊膏覆盖PCB焊盘面积的100％；
(6)、使用红外加热返修站加热此时的印制板，峰值温度范围为210℃至215℃，完成对印制板的预镀锡操作；
(7)、将预镀锡后的印制板的PCB焊盘清洗干净；
(8)、使用第二钢网片在预镀锡印制板的PCB焊盘上手工印刷焊膏，第二钢网片的厚度范围为0.2至0.25mm，开口大小依据印制板的PCB焊盘尺寸，以尺寸扩大10％至15％之间的程度进行方形开口；
(9)、使用20至40倍范围的显微镜，检查步骤(8)中焊膏的涂覆质量；
(10)、手动将解焊后且状态完好的FMC连接器，包括原本状态完好和维修后状态完好的FMC连接器，贴装至预镀锡印制板上，贴装过程中保证定位销的安装到位；
(11)、将金属配重工装安装于FMC连接器本体上，与FMC连接器的上表面接触；安装过程中需注意，应小心放置，不要触动FMC连接器；
(12)、使用红外加热返修站加热整个返修工艺结构，此时的峰值温度范围为220℃至230℃；实现预镀锡印制板与FMC连接器之间的重新焊接；
(13)、使用20至40倍范围的显微镜和X光等设备，检查FMC连接器的重新焊接质量，质量达标即完成整个返修过程。
以上所述的仅是本发明的优选实施例。应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干变形和改进，比如，可以修改金属配重工装具体的外形结构，只要其能满足施力保持共面性的作用即可，可以针对印制板厚度调整加热、印刷等工艺参数，这些变更和改变应视为属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种有铅化FMC连接器的返修工艺结构，其特征在于：所述返修工艺结构应用于有铅化FMC连接器的返修过程中，结构由下至上依次为：预镀锡印制板、焊膏、FMC连接器、金属配重工装；所述焊膏涂覆于所述预镀锡印制板上预镀锡的焊盘区域，所述FMC连接器放置于所述焊膏上方，所述金属配重工装则直接压于所述FMC连接器上表面；整个返修工艺结构放置于红外加热返修站中；所述金属配重工装用于，当返修工艺结构在红外加热返修站中被加热时，焊膏熔融过程中，为FMC连接器施加垂直重力，使FMC连接器的引脚与预镀锡印制板的PCB焊盘保持共面性。
2.根据权利要求1所述的一种有铅化FMC连接器的返修工艺结构，其特征在于：所述预镀锡印制板上还设置有定位销，所述FMC连接器上还设置有与所述定位销相配合的定位孔；当放置所述FMC连接器至所述焊膏上方时，使所述定位销插入所述定位孔中，实现FMC连接器与预镀锡印制板之间的相对位置定位。
3.根据权利要求1所述的一种有铅化FMC连接器的返修工艺结构，其特征在于：所述金属配重工装的长边长度与所述FMC连接器的长边长度相同，所述金属配重工装的横截面为凹字形，用于包覆住所述FMC连接器的上表面和长边两侧面，并通过自身重力下压FMC连接器的上表面，为整个FMC连接器施加垂直重力。
4.一种有铅化FMC连接器的返修工艺方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、对待返修器件进行解焊操作，得到解焊后的印制板和FMC连接器；
S2、清理、检查并确认解焊后的各器件状态，维修或替换故障件；
S3、对印制板上的PCB焊盘进行预镀锡操作，得到预镀锡印制板；
S4、手动将解焊后且状态完好的FMC连接器贴装至预镀锡印制板上，确保FMC连接器与定位销安装到位；
S5、安装金属配重工装于FMC连接器的上表面，随后对整个返修工艺结构进行加热，实现预镀锡印制板与FMC连接器之间的重新焊接，完成整个返修过程。
5.根据权利要求4所述的一种有铅化FMC连接器的返修工艺方法，其特征在于：所述S1中的解焊操作、所述S3中的预镀锡操作和所述S5中的重新焊接操作，均使用红外加热返修站进行，通过将各步骤中的对应部件放入红外加热返修站中进行加热的方式予以实现。
6.根据权利要求4所述的一种有铅化FMC连接器的返修工艺方法，其特征在于，所述S2的过程具体为：清理印制板上的PCB焊盘和FMC连接器引脚在解焊后的残留锡焊，检查印制板上的PCB焊盘和FMC连接器是否完好，检查二者间插孔接触件的共面性是否合格。
7.根据权利要求5所述的一种有铅化FMC连接器的返修工艺方法，其特征在于：所述S3中，使用第一钢网片在印制板的PCB焊盘上手工印刷焊膏，通过优化第一钢网片结构的方式，使焊膏量适宜；完成焊膏印刷过程后，使用红外加热返修站加热印制板及焊膏，得到预镀锡印制板。
8.根据权利要求7所述的一种有铅化FMC连接器的返修工艺方法，其特征在于：第一钢网片结构优化后，厚度范围为0.2至0.25mm，开口大小依据印制板的PCB焊盘尺寸，以1比1大小进行圆形开口；预镀锡操作中，红外加热返修站的峰值温度范围为210℃至215℃。
9.根据权利要求7所述的一种有铅化FMC连接器的返修工艺方法，其特征在于：所述S4中，使用第二钢网片在预镀锡印制板的PCB焊盘上手工印刷焊膏，通过优化第二钢网片结构的方式，使焊膏量适宜；印刷完成后将FMC连接器贴装至预镀锡印制板上。
10.根据权利要求9所述的一种有铅化FMC连接器的返修工艺方法，其特征在于：第二钢网片结构优化后，厚度范围为0.2至0.25mm，开口大小依据印制板的PCB焊盘尺寸，以尺寸扩大10％至15％之间的程度进行方形开口；随后，所述S5中，对整个返修工艺结构进行加热时，红外加热返修站的峰值温度范围为220℃至230℃。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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