1、,TROUBlESHOOTING,CENTER,員工培訓教材,之工具使用篇,維修分析課,第一節常用工具介紹,1烙鐵 2万用電表 3:示波器 4debug card 5:電擊設備 6:cpu 7 :hdd.fdd.butten board sio/pio/game port loopback 8:power 9 :memory 10:毫歐表 11:短路探測儀 12:monitor 13:BGA rework station 14:熱風槍 15:助焊劑 16:靜電環 17:線路圖 18:k/b mouse 19:防靜電海綿 20:顯示卡 21:Barcode scanner,第二節:烙鐵的使用及保
2、養,一.烙鐵基本知識. 1.分類; a. 恒溫烙鐵; b 控溫烙鐵 2.組成部分: a. 焊台 b. 烙鐵 c. 海綿 3.焊台面由如下組成: a. 加熱指示燈 b. 控溫旋鈕 c. 電源開關 d. 海綿 4.烙鐵頭分類: a. 尖型烙鐵頭 b. 錐型烙鐵頭 c. 扁型烙鐵頭 二.烙鐵的作業順序 1.打開電源開關 2.調整控溫旋鈕到你所需的溫度 3.加熱指示燈開始閃爍時, 可取下烙鐵開始作業 4.作業完畢, 調整烙鐵控溫旋鈕至最小 5.保養烙鐵 6.關閉電源,三焊接操作,一 焊接必備之物1.烙鐵 2. 松香水(助焊劑) 3.錫絲 4.清洁劑 (工業酒精)錫絲: 由鉛和錫混合組成, 鉛為 64%
3、, 錫為 36%, 熔點為 183;松香水: 主要成分為HCL, 目地使焊點表面光滑, 這是因為鉛被氧化生成 PBO PBO+HCL PBCL2+H2OPBO 為黑色物質, 而PBCL2為白色物質, 所以可以使焊點表面滑. 二烙鐵的標准作業1.作業時烙鐵溫度燥控制在 270350 之間2.烙鐵頭与焊點接触力度小于100g3.烙鐵与平面間夾角應在3045 度之間4.焊接每個焊點宜用23秒5.停止工作時, 應對烙鐵頭行保養, 并關掉電源6.暫停使用時, 應把烙鐵溫度調低,1.焊錫前先在在溫海綿上擦掉烙鐵頭上殘留錫渣, 因為殘錫具有散熱效果, 會降低烙鐵溫度; 2.焊錫操作中, 若有錫渣沾于烙鐵頭上
4、, 應于濕海綿上擦拭干淨, 勿以敲打方式去除; 3.工作完畢后, 應立即對烙鐵頭進行保養; 4.海綿溫度以輕壓不出水為宜; 5.烙鐵頭切忌用堅硬物夾, 刮等; 6.烙鐵頭氧化時, 可用細砂紙輕輕摩擦干淨, 并加錫保養; 7.當連續使用烙鐵時, 每周應將烙鐵頭放松, 防止烙鐵頭死; 8.原則上在不影響焊錫效果的情況下, 烙鐵溫度越低越好, 烙鐵頭使用壽命會越長,四.使用控溫烙鐵的注意事項,五. 關于烙鐵之保養,1.為何要保養烙鐵由于烙鐵頭的工作平面溫度較高故長時間暴露于空气中极易被氧化, 而烙鐵頭表面被氧化, 其表面溫度將會嚴重下降, 影響 焊接工作.同時會降低烙鐵頭的使用壽命, 而我們保養烙鐵
5、就是為了避免上危害. 2.如何保養烙鐵(1). 把使用完之烙鐵在濕海綿上擦干淨(2). 把烙鐵溫度下調到 250左右(3). 對烙鐵頭的工作平面均勻加錫, 加錫程度以錫完全包裹烙鐵頭的工作平面, 且錫液不會 滴上為標准 4. 把烙鐵放回焊台 5. 把烙鐵溫度調至最低以防錫液因高溫蒸發,第三節:万用電表的使用,1:類型: a:指針電表 b:數字電表 2:組成: a:表体部分 b:表筆 3:功能: a: PEAK HOLD鎖定功能 b:DC/AC交流/ 直流轉換c:V 電壓測試擋 d:R 電阻測試擋e: 二极管擋 f: 蜂鳴器擋g:Hz 頻率測試擋 h:HFE三極管放大倍數測試擋I:A交直流電流測
6、試擋 j:V 交直流電壓測試擋 k:C電容測試擋 l: 歐姆擋m:10A 大電流測試擋 n: mA小電流測試擋o:COM接地表筆 p:POWER電源開關,4使用注意事項A認真選擇量程不得以電阻擋測量電壓或流B不得以小量程擋測量高電壓或大電流C交流/直流電流電壓擋在使用時必須分清D不得測量超過電表最大量程的電壓或電流E定期校驗确保誤差最小測量結果精确F防止重摔或撞擊G長期不用時應取下電池防止漏電腐蝕表 体,第四節示波器的應用與保養,1型號TDS220數字式示波器(以其為例) 2特點1)100MHz帶寬富余20MHz可選頻帶寬度2)每個通道都具有1GS/S的取樣率和紀錄長度3)游標具有讀出功能和五
7、項自檢測功能4)LED顯示數字化示波器5)具有AUTO鍵的自動調整功能6)雙通道(CH1CH2)輸入3自檢測功能1)接通電源將進行智能化自檢測檢測基本配置是否 重新設置并進行初始化設置2)將探頭接到基准頻率輸出端3)並分別接触CH1CH2按下AUTOSET鍵几秒后便可見一矩形波顯示約5V1KHz ,四如何使用按鈕1)垂直按制紐ACURSOR 1 POSITION CURSOR 2 POSITION垂直調整通道12的顯示位置BMATH MENU顯示通道輸入功能表的選項CCH1&CH2 MENU顯示通道輸入功能表並控制通道選擇DVOLTS/DIV調整波形的幅度與分度2)水平控制紐APOSITION
8、調整波形的水平位置BHORIZONTAL MENU顯示水平調節功能表CSEC/DIV為主時基和視窗選擇水平時間刻度3)触發控制器ALEVEL/HOLDOFF位準閉鎖BTRIGGER MENU顯示触發功能表,CSET LEVEL TO 50居中 DFORCE TRIGGER強行触發 ETRIGGER VIEW触發視圖4)控制紐 ASAVE/RECALL存儲/調出 BMESURE顯示自動測定 CACQUIRE顯示獲取功能表 DDISPLAY顯示類型/模式 ECURSOR游標功能鍵 FUTILITY輔助功能 GAUTOSET自動設定 HHARDCOPY硬拷貝 IRUN/STOP啟動/停止,5)連接器
9、APROBE COMP探頭補償器BCH1CH2通道連接器(探頭)CEXT TRIG外部触發,第五節DEBUG CARD使用方法,DEBUG CARD簡介,第六節BGA焊接及植球,BGA焊接條件及要求 BGA返修方法及過程 BGA焊接步驟及注意事項 BGA植錫球 融錫過程演示,BGA焊接及植球,概述BGA(Bump Grid Array)一种新型IC封裝方式,其物理特性較QFP方式更堅固,所以是目前多腳IC較為流行的封裝方式之一,由于其引腳改為錫球,焊接后不能直接檢測其焊接情況,所以給焊接及檢查都帶來了新的課題.BGA在焊接失敗后,其上引腳已被破坏,只有重新植球方可利用,下面就以BGA焊接;檢查
10、及植球予以概述.,一.BGA焊接條件及要求 1.何為空洞(VOID)? 空洞是指在BGA焊接完畢后,用X-RAY照射,發現 焊點內有明顯的白點.這种現象就稱為空洞.X-RAY不 能穿透較厚金屬,所以看到白點說明焊點厚這樣會影 響其可靠性.在BGA的焊接中嚴禁有空洞出現(如附圖) 2.圍牆/屋頂: 回焊過程中由于外界原因如:机械沖擊等引起焊 點輕微移動而形成類似圍牆或屋頂狀之現象.,3.形成空洞/圍牆屋頂之主要原因 熱沖擊或机械沖擊影響BGA焊接之四要素: (1)方法: * 印刷方法:生產焊過程中,BGA焊盤上都要刷上一層0.13MM的 錫膏(其清洁劑.活化劑及錫.鉛等組成)印刷過程中要求涂刷均
11、 勻,厚度在0.13MM左右,且印刷膏應在開封后12小時內用完.返 修過程中,在焊盤上涂上一層松香膏,其厚度在0.3MM左右,要求 涂刷均勻. * 回焊爐:生產過程中,回焊爐溫度設置CH1:.235;CH2:340 CH3:200;CH4:340;CH5:180;CH6: 270;CH7:210; CH8:260.這樣使PCB板逐漸受熱后逐漸泠卻,防止PCB變形,同 時也杜絕焊點不光滑出現圍牆/屋頂之現象,返修過程要求加熱 儀器模擬回焊爐,一般有四個階階段:底面加熱.預熱回焊.降溫.返 修時要求BGA焊點溫度在200220之間,其周圍最近之元件 溫度不超過160,且BGA焊點溫度在183之上.
12、至少保留60秒.,(1)物料: * 錫膏(在310下保存):由活化劑.清洁劑等 組成.且有低沸點,少气泡之特性.其水份越 少,活化劑含量及金屬越高,空洞越少.在焊接 過程中,清洁劑對PCB 板進行清洁,活化劑則 在預熱階段將板PCB板及BGA上已氧化部分進 行還原并防止加熱過程中氧化. * PC板:焊接內要求PCB板清洁,干燥.焊點無氧 化現象,避免有綠油.异物等PC板生產過程進 行表面處理,其中NI/AU處理最好,其次采用水 平噴錫方法,防止焊盤氧化VI/AU * 錫球:要求大小均勻,氧化程度低.,(1)人為因素: *FIFO:先處理過的板先進行焊接,避免PCB板或BGA在空气中長期 放置,
13、以致水份含量增加及焊點或錫球氧化. *清洁:BGA焊接過程必須保持清洁,否則易造成開路,清洁時不宜使 用含氧化 劑之物品用手摸焊盤. *過時:BGA從干燥柜口放出后.在空气中放置不超過12小時,否則應 重新烘烤26小時(在125下).PCB板在空气中放置不超過12小時. 否則應在110烤4小時 (2)環境: *擺放時間:指從印好到入爐時間,應越短越好. *水气含量. *氮气濃度500PPM 由BGA焊接四要素我們可以得知形成空洞之原因亦有: (1)周圍空气進入; (2)FLUX和綠漆的作用; (3)FLUX受熱分解; (4)FLUX內清洁劑作用; (5)PC板內水份; (6)除銹過程中產生的气
14、泡,5.FLUX活化:*溫度:130170; *時間:MIN:50S; *最高溫度:215(+-)10; *熔錫時間:MIN 60S; *熔錫溫度:183以上. 綜上所述,可知BGA焊接條件有: (1)PCB板清洁干燥無氧化; (2)BGA錫球均勻,清洁干燥無氧化; (3)松香膏無分份涂刷适宜; (4)預熱溫度大于130,時間大于50S又利于FLUX活化; (5)BGA 焊點溫度大于183.且至少保留時間在60S以上; (6)BGA最近之元件溫度不超過160; (7)操作穩定,防上机械沖擊; (8)加熱均勻,溫度上升徐緩,防上熱沖止. BGA焊接要求:(1)焊點光滑,無圍牆/屋頂之現象; (2
15、)無空洞虛焊; (3)無連錫;(4)不傷其周圍元件及PCB板.,二;BGA返修方法及過程: 1:焊接設備使用及調整: 目前我公司BGA返修焊接設備使用德國FINETECH公司的 BGA焊接設備來取代老式喜瑪設備.其主要由視訊系統,控制系 統及加熱系統.,視訊系統由CAMERAI;CAMERAII.臨視器放 大鏡組等組成,用來定位控制系統由電腦及HOT AIRBOTTOM HEATING CONTROLLER REFLOW CONTROL PLACECONTROL組成.加熱系統由底座,底板.吸嘴.加熱懸臂, 加熱底网姐成. (1)對准方法:從監視器上觀察需對准兩部分圖像重合即可使用 時間腳踏開關
16、,此時會有紅色LASTER 作為對准點.底板可自由 移動,位置調正后,可用底板兩微調旋鈕進行X.Y向微調,其精度 可達0.1MM.,(2)COMISS軟件使用方法: COMISS內有兩個程式: A: PROTOC OL (設定模式) B: MODIFOCATION (建立模式) 使用第一种方法時,其參數為可修改,但不存盤.使用第二种方法時 其參數可任意修改后存盤.這种模式輸:”FINETECH”PASSWORD. *COMISS運行步驟: (1)雙擊COMISS; (2)選擇MODE; (3)進入選定MODE; (4)選擇所用文件; (5)點擊START (點FRNISH為退出. *參數設定方
17、法: (1)進入MODE FICATION 模式; (2)點擊要修改項,彈出修改框后修改(灰色框內參數不可調),三:BGA焊接: 步驟: (1) 將PCBA板拆BGA后殘留錫吸淨; (2)將PCBA板上待焊BGA位置用吸錫線粘平; (3)清洗PCAB板(用無水酒精) (4)涂松香膏,要求涂刷均勻,厚度在0.08MM左右(注意周圍 元件避免沾松香膏,以利清洗) (5)放置BGA芯片,其邊緣与PCBA板目白框對齊,也可用視 訊系統對位,方法為:將PCBA板置与底板目.BGA吸附在 對應NOZZLE 上,踩動腳踏開關,移動底板,使底板PCBA 板上焊盤与BGA腳重合即合; (6)放下懸避,NOZZL
18、E,距PCBA 板約0.8MM; (7)選擇正确文件,點擊START; (8)加熱完畢,待綠色曲線降低140時抬起懸臂,取下PCBA 板; (9)清洗PCBA 板殘留松香膏.,FINETECH 之軟件COMISS 和項參數之含義: BOTTOM-H 1.RHMP PRE-HEAT 2.RHMP REFLOW COOLONG ADD DARAM TU=310 5K/S 210 5K/S 274 -3KS N2 ON N2 ON 50S 20S 10.0S 90S 15.0S 30S S3.0S N2 OFF N2 OFF 100% FLOW:66L/MIN FLOW:5 L/MIN SB: 14
19、0 TU=310:底面最高溫度,所測試實為底溫底; 50S:底面預熱時間; 20S:底面加熱時間; 5K/S:溫度上升速度為每秒外5K; 10.0S:上升時間(微机自動運算) PRE-HEAT:預熱; 210:預熱最啟溫度; 90S:預熱時間; REFLOW:回焊; 270:回焊溫度; 30S:回焊時間: COLLING:冷卻; 53.0S:冷卻時間; SB:140指焊接時底面保持最低溫度.,A:底板溫度由開机升至預定下限溫度時間; B:其斜率与溫度上升速率設置有關(1 RH些MP); C:BGA預熱時間,此時松香膏活化劑作用,還原氧化物,并防止 焊接過程中,錫被氧化; D:由預熱到回焊,其斜
20、率与溫度上升速率設置有關(2 RHMP); E:回焊時間,此過程中焊錫完全熔化; F:冷卻,其与溫度下降速率有關,COMISS 曲線及各段含義,COMISS 各參數設置方法及依据: 1.設置方法: 參數設置方法比較簡單,在MODIFICTION模式下,點擊參數框 內需設置項,出現該項設置兩框,修改參數,點OK即可,參數修改 完畢,點擊左方存盤. 2.設置依据: 由于儀器上各溫度傳感器測得之溫度并非BGA真正受熱溫度,所 以在進行首次焊接時應測試BGA及其周邊真正受熱溫度,以附合 BGA焊接溫度要求.測試進PCBA板如圖示三個位置分別埋入傳 感線,其得曲線最高溫度,符合下列范圍方為正常: (1)
21、(2)最高溫度 低于220,183以上至少保留60S; 3.最高溫度不超過140. 直接影響溫度曲線的參數有:FLOW及加熱時間和溫度設置,在 FLOW一定下,溫度与加熱時間成正比.在加熱時間一定的情況 下,溫度与FLOW成正比(附圖2為BGA首片焊接時所測溫度曲線 及各項參數設置.,四.BGA 植錫球: 1.方法及步驟: (1) 准備合适的模具; (2) 將BGA上殘留錫吸淨,并清洗;將已 (3) 清洗之BGA上涂刷松香膏,然后用刮刀刮下,BGA 上殘留一層 极薄之松香膏; (4) 將已涂松香膏之BGA置于模具公模上; (5) 將母模罩上; (6) 倒入适量錫球,并用刷子刷,保証每個孔內都有
22、一顆錫球; (7) 取下母模,檢查有無錫球多或漏; (8) 置于PCB板上,用手輕彈PCB板,看是否有錫球滾動,若有則說 明該點未涂上松香膏,可用IC針涂少許; (9) 加熱; (10)清洗,2.注意事項: (1) 粘錫必須干淨,平整,不能有凸錫現象; (2) 涂刷松香膏不能太厚,以免加熱時沸騰,使錫球滾動,涂刷時必 須均勻; (3) 加熱時,風量不易過大,以免把球吹跑; (4) 模具每次使用后是易清洗,以免松香膏粘眷錫球. 總結: BGA 焊接設備之參數并非一成不變,在外界環境變化下,(如气 壓, 設備老化等),相同的參數所得到的實際溫度并非一致,所以在 BGA 焊接過程中要經常檢驗所焊之效果,但無論外界條件怎么變 化,所設備的參數之結果必須符合: (1) 芯片溫度不超過220; (2) 183以上至少保留60S; (3) 最近元件之溫度不超過140; 只要符合此三個條件,保証BGA的焊接質量不會有問題.所以此條件 為BGA焊接之基本指導思想,也是基本之要求.,投影片摘要,投影片摘要,PCA維修課培訓教材,