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PCB抄板返修去除三防膠的方法及工藝

  涂敷三防膠(即三防漆)以在PCB線路板形成一層堅固的保護(hù)膜一般是PCB抄板組裝中的最后一道工藝,現(xiàn)在使用這項工藝的產(chǎn)品日益增多。但是,在涂敷三防膠后進(jìn)行最后檢測時,可能發(fā)現(xiàn)元件有缺陷,這時,就要求三防膠涂層可維修。返工元件的環(huán)境、特性決定了取出這個元件的最適當(dāng)方法以節(jié)約資金和時間。
  在高濕度環(huán)境中使用的電子組件需要防腐蝕保護(hù),在PCB上涂敷三防膠有機(jī)硅保護(hù)膜能夠給PCB提供各種保護(hù):防潮和防污染;最大限度減少枝晶的生長,釋放應(yīng)力;并起絕緣作用。因此,電子組件更加耐久,提高了電子設(shè)備的可靠性,降低了保修成本。在一些情況中,可以把電路板上的昂貴元件取出來,丟棄電路板的其他部分。不過,情況往住是這樣,裝有元件的電路板有相當(dāng)?shù)膬r值,最好是把保護(hù)膜去掉,更換有缺陷的元件,不要把電路板丟棄。有些電路板--筆記本電腦主板,等離子電視機(jī)的視頻驅(qū)動板,飛機(jī)上的航空電子電路板--價值幾百美元,甚至幾千美元。在返修方面要考慮的情況主要有兩種:一個是在PCB的局部位置把保護(hù)膜去掉,更換元件;另一個是把PCB的保護(hù)膜全部去掉。
  要正確地對PCB抄板進(jìn)行局部修理,必須由返修人員進(jìn)行一種“外科手術(shù)”。制定一個去除三防膠保護(hù)膜的全面計劃,確保去除保護(hù)膜時不會對元件下面的基板、其他電子器件,或者返工位置附近的結(jié)構(gòu)造成損害。有幾種辦法可以去除保護(hù)膜,這些辦法包括使用化學(xué)制劑或溶劑、微研磨、機(jī)械方法和透過保護(hù)膜拆焊。
  1、化學(xué)溶劑。這是去除三防膠保護(hù)膜的常用辦法,它能否成功取決于要去除的保護(hù)膜的化學(xué)性質(zhì)和具體溶劑的化學(xué)性質(zhì)。在大多數(shù)情況下,溶劑并不真正把保護(hù)膜溶解掉,而是讓它膨脹。保護(hù)膜一旦膨脹,就可以很容易地把它輕輕刮掉,或者輕輕擦掉,如有機(jī)硅三防膠。溶劑會溶解保護(hù)膜,但操作時必須十分小心,要確保選用的化學(xué)物質(zhì)不會損壞基板和返工位置鄰近的部位。
  這個方法的關(guān)鍵是必須把溶劑保持在需要它的地方。有一種技術(shù)是用停在待更換元件周圍時材料構(gòu)成一個堤壩,把溶劑或保護(hù)膜清除劑始終保持在指定的地方,不過仍然會有一些溶劑從堤壩泄漏出去。另一個辦法是在溶劑中添加填充劑,變成膏狀。二氧化硅、霧狀二氧化硅或者碳酸氫鈉都是很合適的填充劑。在一些情況下,可能需要把幾種清除技術(shù)結(jié)合使用。本文介紹的去除保護(hù)膜方法和技術(shù)都符合IPC標(biāo)準(zhǔn)HDBK-803關(guān)于保護(hù)膜返工和修理的規(guī)定。
  元件一旦去焊并取下來,就要清除所有溶劑或保護(hù)膜清除劑,防止它們影響或溶解重新涂敷上去的保護(hù)膜。此外,還必須清洗焊盤部位,再換上新的元件時,容易焊牢。把它焊到電路板上后,要用溶劑把助焊劑殘留物清洗掉。
  2、微研磨。使用微研磨技術(shù)去三防膠保護(hù)膜,是利用噴嘴噴出的高速粒子,研磨操作必須非常熟練。通常使用的磨料包括磨碎的核桃殼、玻璃或塑料珠、或碳酸氫鈉粉末。用這些磨料去掉有機(jī)硅保護(hù)膜時,研磨操作必須十分小心,不能讓這些材料進(jìn)入研磨位置周圍的柔軟保護(hù)膜中。要用鋁箔或塑料膜遮蓋周圍部位。在高速粒子通過的路徑上會產(chǎn)生有害的靜電荷,因此,許多微研磨系統(tǒng)有抗靜電電離器,在裝置的內(nèi)部有接地點。
  3、機(jī)械方法。雖然機(jī)械方法去掉三防膠保護(hù)層也許是人們最不愿意使用的,但它卻是最容易的方法。PCB返工工作臺有多種用于返工的設(shè)備,包括鉆機(jī)、研磨機(jī)、旋轉(zhuǎn)刷子,以及可以從市場購買類似的設(shè)備。
  PCB返工是從去除待返工元件焊點周圍的保護(hù)膜開始。在這里,保護(hù)膜往往最厚,可能有20多密爾厚。用薄薄的刀片或者小刀在目標(biāo)焊點上輕輕地切一個V字形的溝就足夠了。
  表面貼裝元件只裝在PCB的一面上(左),去掉保護(hù)膜比較容易。插裝元件(右)返工時,必須先把PCB兩面上的保護(hù)膜都去掉。然后把溶劑或者保護(hù)膜清除劑注入刮出的V字形溝,要注意不能讓它們流到其他地方。一旦V形溝的保護(hù)膜膨脹起來,其他的就可以用鑷子揭起來,然后再給焊點去焊。對于返工部位的邊沿,要把部分地被溶解的地方修整一下。
  對插裝元件,在焊接面的部位返工時,用細(xì)刀片把焊錫上的整個保護(hù)膜直接刮掉,再用真空去焊工具加熱焊點時,焊錫可以容易地流動。
  4、透過保護(hù)膜去焊。有時,去焊技術(shù)采取燒掉保護(hù)膜或者使保形涂膜降解的辦法。這種去焊方法是先在保護(hù)膜上開一個排放孔,讓熔融的焊錫能夠排出。為了防止焊盤脫開或損壞阻焊膜,要小心防止去焊部位過熱。通風(fēng)要足夠,使得去焊時產(chǎn)生的煙霧都散出去,這些煙霧是保護(hù)膜熱分解產(chǎn)生的。
  結(jié)論
  在選擇保護(hù)涂膜的化學(xué)材料之前,就必須考慮到更換元件時元件的取出和返工。最好是,把返修工作為電路板抄板設(shè)計的一個組成部分。
  然而,更為常見的情況是,在抄板設(shè)計電路板后才考慮保護(hù)膜的問題,并且沒有設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。有時,丟棄有缺陷的電路板可能更有效益,但是,在昂貴的電路板和元件必須挽救或者修理的情況下,我們特別推薦使用單組分濕固化有機(jī)硅保護(hù)涂料。
  一個成功的返工策略,應(yīng)當(dāng)考慮到去掉保護(hù)膜、去焊、更換有缺陷元件等工序,用新材料重新涂敷返工部位等一系列問題。雖然我們的目的是盡量減少和消除返工成本,但是,去除和修復(fù)保護(hù)膜可能需要采取各種工序,了解這一點很重要。每一個返工都有各自的要求,不存在一個固定的、對所有返工都適用的工序。
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