1 引言 半导体元器件在调试、维修或焊错的情况下，需要将已焊接错误的连线、元器件或者集成电路等器件拆卸下来，这个过程被称为拆焊（又称解焊），属于焊接技术的重要组成部分之一。实际操作过程中，拆焊比焊接还要麻烦，其对方法和工具的要求更高。如果拆焊方法不恰当，很容易造成器件的损坏，甚至会使铜箔脱落，从而对印制电路板造成破坏。 随着电子工业的迅猛发展，电子产品向高性能和小型化、轻型化方向发展，且电子产品在生产和加工的过程中及产品使用后期的电装保障技术要求更快速、更准确。面对军品科研项目时间紧、任务急、工作质量要求高等严峻形势，快速、安全的拆焊技术显得相当重要。 热风枪是制作及维修电子产品的主要工具，从拆焊小型电子元件到大规模集成电路都可以使用热风枪来完成，操作中要对热风枪的温度、风量、加热时间等进行严格控制。温度过低会使加热时间延长，容易造成元件虚焊、假焊，降低焊接的机械强度和电接触性；温度过高容易烧坏元件及线路板，造成损失；风量大了又会吹掉小型元件。因此，正确使用热风枪是快速返修印制板等电子产品技术的关键环节。 2 拆焊方法探究 2.1 元件拆焊方法对比 对于印制电路板元器件的快速拆焊方法，比较常用的有电烙铁直接拆焊、用手动吸锡器拆除、用电动吸锡枪拆除、使用热风枪拆除等，对比如表1 所示。 通过对比，比较常用的电路板拆焊方法中，使用热风枪的拆焊方式适用范围更广，也更快速安全，因此有必要对热风枪拆焊的方法进行研究。 2.2 热风枪的结构、原理及作用 热风枪由加压气泵、风速调节器、加热元件、温度调制器、手柄等组件构成。其工作原理是由220 V交流电分别给电热丝、气泵提供电源，控制电路分别调节温度和风量，焊接时利用热风枪口吹出的热风对元器件进行拆焊。热风枪使用2 只晶闸管（双向可控硅）来实现对温度、风量的调节。 图1 常用热风枪及温度显示部分 生产常使用的热风枪主要应用在焊点密、焊接质量要求高的印制电路板拆焊方面，不仅包括拆焊贴片集成芯片和小型贴片元件，还包括管脚特别密集的插座和器件，特别是四边有脚、下面有脚、无脚（BGA、QFP、PLCC）封装的芯片等。 3 使用热风枪拆焊印制电路板的可行性分析 通过分析热风枪的拆焊时间与温度、印制电路板的耐温、拆焊器件周围元器件布局等因素，判断热风枪拆焊技术是否能够解决印制电路板大面积、多焊点通孔器件的逐点拆焊问题。 3.1 热风枪的风速、温度与时间的控制 热风枪的风流量较大，一般为0～27 L/mm 之间连续可调，出风口温度自动恒定，从而获得均匀稳定的热量和风量。使用过程中操作人员可以按照显示屏上的温度来手动调节，风口温度旋钮与温度对应见表2。 表1 常用快速拆焊工具对比 表2 风口温度分布 在确定拆焊温度的同时，拆焊的操作时间也至关重要。为了有效控制温度与时间的关系，对热风枪加热温度与时间进行实际检测，20 s 后热风枪温度恒定，拆焊时间与温度的关系见表3 和图2。 表3 热风枪温度与时间关系表 图2 热风枪温度与时间关系 锡铅焊料的熔点是183 ，完全液化的温度为215～225 ，常用电路板的极限温度为300 。若只达到焊锡液化的温度，由于器件自身吸热，会使熔化焊点的温度降低，导致器件难以拆除。所以只有让加热所需要的实际加热温度高于理想温度才可加快降低焊锡活性，加快焊点熔化速度、破坏焊点的形成，达到拆卸目的，一般热风枪开机后50 s左右可熔化焊锡。 3.2 拆卸印制电路板的可行性探讨 3.2.1 防止周边元器件过热 使用热风枪对元器件进行快速拆焊，是对印制电路板器件进行面加热，虽然提高了拆焊效率，但也有可能对其周边元器件造成损伤。为了提高拆焊质量，可利用锡箔纸或耐高温胶带遮挡周边元器件，或在需要拆除元器件的周围贴上防高温胶带（如图3），防止热风枪把周围的元件吹飞或烫坏，有效杜绝热风枪热辐射范围内周边元器件出现过热的现象。 图3 防止周边元器件过热 3.2.2 防止周边元器件出现静电击穿 在印制板拆焊过程中，操作人员必须穿着防静电服，佩戴防静电手环，并把印制板放在防静电台面上，要求可靠接地，以防止拆焊过程中元器件出现静电击穿现象，如图4、5 所示。 图4 防静电指套和防静电手环 图5 印制板可靠接地 3.2.3 PCB热应力分析 因为热风枪在对印制板元器件进行快速拆焊时，会使印制板局部受热，整块板受热不均，产生的热应力会影响PCB 的可靠性，使印制板局部起泡、扭曲或变形，元器件也将承受意外应力，性能可能会遭到损坏，影响使用。因此，在拆焊前需用调整好的热风枪风口对印制板尤其是元件周围进行低温预热（风嘴距印制板2 cm 左右，在预热位置快速移动），除去印制板上的潮气，防止拆焊时印制电路板局部变形。 在拆焊后应进行PCB 热应力测试。PCB 热应力测试使PCB 处在高温状态，印制线路板应按照IPCTM-650 中的方法2.6.8 来进行预处理和测试：1）选定被试验PCB，温度选择288 （默认条件A）；2）试验板涂上助焊剂；3）用夹子夹住试验板，使防焊面与锡面平行，然后垂直放下，使防焊面与锡面完全接触；4）浸锡10 s 以后把试验板平缓地从锡面提起；5）检查试验结果，判定该试验板的焊锡性与耐热性及绿油附着效果是否合格。 图6 测试前和测试后的老炼板 经过测试和试验验证，PTH 孔、盲孔、埋孔无镀层分离、镀层裂纹，并且内部互连中，在镀层与内层铜箔的连接面均无分离和胶渍现象。使用和未使用热风枪拆焊的器件老炼板，在经过多次长时间的老炼试验后，在电性能、板外形、使用寿命等方面并没有表现出区别，证明使用热风枪拆焊元器件是可行的。 4 热风枪拆焊器件 4.1 热风枪拆焊器件试验 以拆卸某典型插座为例，如图7 所示。 图7 热风枪拆卸操作图 由于热风枪温度恒定，在热风枪风口离印制板距离一定的情况下，器件受热时间影响焊点熔化速度与拆焊效果。经过多次测量，试验以热风枪温度350 、风速22 L/mm、距离10 cm 为标准值开始进行。 在热风枪开启30～50 s 时，慢慢使热风枪靠近拆焊部位约10 cm 处，风嘴围绕元器件快速移动，在50～80 s 时肉眼观察到焊点熔化，80～110 s 焊点完全熔化，用尖嘴钳（或镊子）夹住元件，将元器件快速拔出。对拆下的通孔器件进行测量，结果显示性能正常，且元器件完好无损，整个拆卸过程仅需百秒。根据多次试验，在风口离印制板距离一定的情况下，温度、时间关系的最佳拆焊效果如表4 所示。 表4 最佳拆焊温度、时间关系 4.2 质量评估 图8 器件拆焊效果图 对图8所示拆下的器件及电路板进行电气检验，质量检测合格，均无质量问题。对同批200 个使用热风枪拆焊的元器件进行了质量跟踪调查，均反馈无质量异常问题。另外，分别对PCB 进行外观检查、可焊性测试、耐压测试、耐热测试等，均与未经过拆焊的PCB 板一致。而对拆卸的元器件进行外观检查、可焊性测试、末端接触性测试、常温及高温使用寿命测试等，其测试合格率均符合产品可靠性要求。 4.3 效果对比 表5 拆焊效果对比 在对上述器件进行拆焊时，还使用了电烙铁和吸锡枪进行拆焊试验，拆焊效果对比见表5。使用手动吸锡枪拆焊时，拆焊该器件需要100 min；使用电动吸锡枪拆焊时，需要60 min；而使用热风枪拆焊方法，仅仅需要2～5 min。效率提高几十倍，拆焊合格率从73.9%提高到99.3%。具有可靠性高、效率高、节能性好、操作简单等特点。因此，使用热风枪拆焊的方法是提高效率、保证质量和可靠性的一种有效拆焊方法。 5 结束语 热风枪拆焊属风热式拆焊，不仅可以拆除小型贴片器件，对于多管脚通孔器件及贴片集成芯片如BGA、QFP、PLCC 等封装的芯片，也可以使用上述方法进行有效拆焊，操作简单、快速，实用性强。 在半导体元器件的维修、检测等工序中，采用这种热风枪拆焊方法安全可靠，具有较强的实用性和推广价值。 [1]奚慧. 印制板组件手工焊接问题探讨[J]. 现代雷达，2014,36(5)：92-94. [2]郁骏，邵振宇，宋均. 老炼板不良的引入与检查[J]. 电子与封装，2019,19(1)：9-12. [3]永军. 特殊条件下的温度测量[M]. 北京：中国质检出版社，2009. [4]电子元件的快速拆焊技术[C]//卢冬影. OSEC首届兵器工程大会论文集.西安：西安电子科技大学出版社，2017：141-144. [5]WANG W G, PENG Y, WANG X P. Key Parameter Optimization in Wave Soldering[J].Advanced Materials Research, 2011,323:84-88. [6]安成.电子产品制造技术与检验[M]. 北京：人民邮电出版社，2001. 陈 真（1987—），女，安徽砀山人，本科学历，工程师，现从事军用集成电路老炼试验工作。 1 引言半导体元器件在调试、维修或焊错的情况下，需要将已焊接错误的连线、元器件或者集成电路等器件拆卸下来，这个过程被称为拆焊（又称解焊），属于焊接技术的重要组成部分之一。实际操作过程中，拆焊比焊接还要麻烦，其对方法和工具的要求更高。如果拆焊方法不恰当，很容易造成器件的损坏，甚至会使铜箔脱落，从而对印制电路板造成破坏。随着电子工业的迅猛发展，电子产品向高性能和小型化、轻型化方向发展，且电子产品在生产和加工的过程中及产品使用后期的电装保障技术要求更快速、更准确。面对军品科研项目时间紧、任务急、工作质量要求高等严峻形势，快速、安全的拆焊技术显得相当重要。热风枪是制作及维修电子产品的主要工具，从拆焊小型电子元件到大规模集成电路都可以使用热风枪来完成，操作中要对热风枪的温度、风量、加热时间等进行严格控制。温度过低会使加热时间延长，容易造成元件虚焊、假焊，降低焊接的机械强度和电接触性；温度过高容易烧坏元件及线路板，造成损失；风量大了又会吹掉小型元件。因此，正确使用热风枪是快速返修印制板等电子产品技术的关键环节。2 拆焊方法探究2.1 元件拆焊方法对比对于印制电路板元器件的快速拆焊方法，比较常用的有电烙铁直接拆焊、用手动吸锡器拆除、用电动吸锡枪拆除、使用热风枪拆除等，对比如表1 所示。通过对比，比较常用的电路板拆焊方法中，使用热风枪的拆焊方式适用范围更广，也更快速安全，因此有必要对热风枪拆焊的方法进行研究。2.2 热风枪的结构、原理及作用热风枪由加压气泵、风速调节器、加热元件、温度调制器、手柄等组件构成。其工作原理是由220 V交流电分别给电热丝、气泵提供电源，控制电路分别调节温度和风量，焊接时利用热风枪口吹出的热风对元器件进行拆焊。热风枪使用2 只晶闸管（双向可控硅）来实现对温度、风量的调节。图1 常用热风枪及温度显示部分生产常使用的热风枪主要应用在焊点密、焊接质量要求高的印制电路板拆焊方面，不仅包括拆焊贴片集成芯片和小型贴片元件，还包括管脚特别密集的插座和器件，特别是四边有脚、下面有脚、无脚（BGA、QFP、PLCC）封装的芯片等。3 使用热风枪拆焊印制电路板的可行性分析通过分析热风枪的拆焊时间与温度、印制电路板的耐温、拆焊器件周围元器件布局等因素，判断热风枪拆焊技术是否能够解决印制电路板大面积、多焊点通孔器件的逐点拆焊问题。3.1 热风枪的风速、温度与时间的控制热风枪的风流量较大，一般为0～27 L/mm 之间连续可调，出风口温度自动恒定，从而获得均匀稳定的热量和风量。使用过程中操作人员可以按照显示屏上的温度来手动调节，风口温度旋钮与温度对应见表2。表1 常用快速拆焊工具对比表2 风口温度分布在确定拆焊温度的同时，拆焊的操作时间也至关重要。为了有效控制温度与时间的关系，对热风枪加热温度与时间进行实际检测，20 s 后热风枪温度恒定，拆焊时间与温度的关系见表3 和图2。表3 热风枪温度与时间关系表图2 热风枪温度与时间关系锡铅焊料的熔点是183 ，完全液化的温度为215～225 ，常用电路板的极限温度为300 。若只达到焊锡液化的温度，由于器件自身吸热，会使熔化焊点的温度降低，导致器件难以拆除。所以只有让加热所需要的实际加热温度高于理想温度才可加快降低焊锡活性，加快焊点熔化速度、破坏焊点的形成，达到拆卸目的，一般热风枪开机后50 s左右可熔化焊锡。3.2 拆卸印制电路板的可行性探讨3.2.1 防止周边元器件过热使用热风枪对元器件进行快速拆焊，是对印制电路板器件进行面加热，虽然提高了拆焊效率，但也有可能对其周边元器件造成损伤。为了提高拆焊质量，可利用锡箔纸或耐高温胶带遮挡周边元器件，或在需要拆除元器件的周围贴上防高温胶带（如图3），防止热风枪把周围的元件吹飞或烫坏，有效杜绝热风枪热辐射范围内周边元器件出现过热的现象。图3 防止周边元器件过热3.2.2 防止周边元器件出现静电击穿在印制板拆焊过程中，操作人员必须穿着防静电服，佩戴防静电手环，并把印制板放在防静电台面上，要求可靠接地，以防止拆焊过程中元器件出现静电击穿现象，如图4、5 所示。图4 防静电指套和防静电手环图5 印制板可靠接地3.2.3 PCB热应力分析因为热风枪在对印制板元器件进行快速拆焊时，会使印制板局部受热，整块板受热不均，产生的热应力会影响PCB 的可靠性，使印制板局部起泡、扭曲或变形，元器件也将承受意外应力，性能可能会遭到损坏，影响使用。因此，在拆焊前需用调整好的热风枪风口对印制板尤其是元件周围进行低温预热（风嘴距印制板2 cm 左右，在预热位置快速移动），除去印制板上的潮气，防止拆焊时印制电路板局部变形。在拆焊后应进行PCB 热应力测试。PCB 热应力测试使PCB 处在高温状态，印制线路板应按照IPCTM-650 中的方法2.6.8 来进行预处理和测试：1）选定被试验PCB，温度选择288 （默认条件A）；2）试验板涂上助焊剂；3）用夹子夹住试验板，使防焊面与锡面平行，然后垂直放下，使防焊面与锡面完全接触；4）浸锡10 s 以后把试验板平缓地从锡面提起；5）检查试验结果，判定该试验板的焊锡性与耐热性及绿油附着效果是否合格。图6 测试前和测试后的老炼板经过测试和试验验证，PTH 孔、盲孔、埋孔无镀层分离、镀层裂纹，并且内部互连中，在镀层与内层铜箔的连接面均无分离和胶渍现象。使用和未使用热风枪拆焊的器件老炼板，在经过多次长时间的老炼试验后，在电性能、板外形、使用寿命等方面并没有表现出区别，证明使用热风枪拆焊元器件是可行的。4 热风枪拆焊器件4.1 热风枪拆焊器件试验以拆卸某典型插座为例，如图7 所示。图7 热风枪拆卸操作图由于热风枪温度恒定，在热风枪风口离印制板距离一定的情况下，器件受热时间影响焊点熔化速度与拆焊效果。经过多次测量，试验以热风枪温度350 、风速22 L/mm、距离10 cm 为标准值开始进行。在热风枪开启30～50 s 时，慢慢使热风枪靠近拆焊部位约10 cm 处，风嘴围绕元器件快速移动，在50～80 s 时肉眼观察到焊点熔化，80～110 s 焊点完全熔化，用尖嘴钳（或镊子）夹住元件，将元器件快速拔出。对拆下的通孔器件进行测量，结果显示性能正常，且元器件完好无损，整个拆卸过程仅需百秒。根据多次试验，在风口离印制板距离一定的情况下，温度、时间关系的最佳拆焊效果如表4 所示。表4 最佳拆焊温度、时间关系4.2 质量评估图8 器件拆焊效果图对图8所示拆下的器件及电路板进行电气检验，质量检测合格，均无质量问题。对同批200 个使用热风枪拆焊的元器件进行了质量跟踪调查，均反馈无质量异常问题。另外，分别对PCB 进行外观检查、可焊性测试、耐压测试、耐热测试等，均与未经过拆焊的PCB 板一致。而对拆卸的元器件进行外观检查、可焊性测试、末端接触性测试、常温及高温使用寿命测试等，其测试合格率均符合产品可靠性要求。4.3 效果对比表5 拆焊效果对比在对上述器件进行拆焊时，还使用了电烙铁和吸锡枪进行拆焊试验，拆焊效果对比见表5。使用手动吸锡枪拆焊时，拆焊该器件需要100 min；使用电动吸锡枪拆焊时，需要60 min；而使用热风枪拆焊方法，仅仅需要2～5 min。效率提高几十倍，拆焊合格率从73.9%提高到99.3%。具有可靠性高、效率高、节能性好、操作简单等特点。因此，使用热风枪拆焊的方法是提高效率、保证质量和可靠性的一种有效拆焊方法。5 结束语热风枪拆焊属风热式拆焊，不仅可以拆除小型贴片器件，对于多管脚通孔器件及贴片集成芯片如BGA、QFP、PLCC 等封装的芯片，也可以使用上述方法进行有效拆焊，操作简单、快速，实用性强。在半导体元器件的维修、检测等工序中，采用这种热风枪拆焊方法安全可靠，具有较强的实用性和推广价值。参考文献：[1]奚慧. 印制板组件手工焊接问题探讨[J]. 现代雷达，2014,36(5)：92-94.[2]郁骏，邵振宇，宋均. 老炼板不良的引入与检查[J]. 电子与封装，2019,19(1)：9-12.[3]永军. 特殊条件下的温度测量[M]. 北京：中国质检出版社，2009.[4]电子元件的快速拆焊技术[C]//卢冬影. OSEC首届兵器工程大会论文集.西安：西安电子科技大学出版社，2017：141-144.[5]WANG W G, PENG Y, WANG X P. Key Parameter Optimization in Wave Soldering[J].Advanced Materials Research, 2011,323:84-88.[6]安成.电子产品制造技术与检验[M]. 北京：人民邮电出版社，2001. 陈 真（1987—），女，安徽砀山人，本科学历，工程师，现从事军用集成电路老炼试验工作。

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