四、QFN器件PCBA加工返工指南
QFN安装到PCB上以后，只能通过X-RAY进行透视检查其焊点是否有气泡、锡球或其它不良缺陷，包括检查焊点的形状和尺寸。通过传统的电烙铁补焊返工，只能对外露部分焊点有效，如果QFN底部焊点存在缺陷，只能将元件拆除后返工。尽管QFN元件很小，但拆除和返工都是可以手工完成的，但这是一项具有挑战性的工作。因为QFN元件本身体积很小，它们又通常被贴装在又轻又薄元件密集度又高的PCB上。以下的返工指南可以帮助你轻松提高QFN元件返工的成功率。
1、烘烤
开始返工之前，需要将PCBA在125℃的温度下烘烤至少24小时，以除去PCB和元件的潮气。
2、拆除元件
拆除元件的温度曲线最好与装配元件时的回流焊温度曲线一致，但是，焊锡液相线以上的时间可以适当减少，只要能保证完成焊锡回流就可以了。推荐在PCBA底面用对流方式加热，PCBA顶部用热风喷嘴对元件本体加热。底部加热盘的温度设置为235-325℃，PCBA底部离加热盘间隙为25mm，如图5和图6所示。
图5 加热盘式返工台 图6加热盘式返工台外观
在开启喷嘴的热风之前，PCBA须从1-3℃/min的速度被加热到55±5℃，喷嘴吹出的热风温度大约为425℃。为慎重起见，可以先用吸锡带将元件周边可见焊点的焊锡清除。热风开启以后将喷嘴下降到离元件15-25mm的位置（如图7）。当回流温度达到以后，可以应用边缘加热系统向元件底部缝隙中吹热气，有利于面积较大的中央散热焊点的熔化。加热的同时，可以在QFN元件的角上插入尖头镊子，轻轻用力往上挑元件，这样一旦所有焊点的焊锡都熔化时，元件就可以被挑起。（如图8）
因为QFN元件很小很轻，所以要严密注意控制加热时间，避免QFN元件过度受热损坏，同时，应注意避免对周边元件的受热影响。
图7 热气喷嘴距离元件的尺寸要求 图8 用镊子尖轻挑元件
一旦元件全部回流完成，用真空吸嘴或镊子将元件移除，真空压力宜设为小于380mmHg，以防止在元件未充分回流而过早吸取元件时,使PCB焊盘剥离损坏（如图9、图10）。
图9 I/O焊盘剥离损坏 图10 元件被移除
3、清理焊盘
使用刀形烙铁头或吸锡带清理PCB焊盘上的残锡和松香（如图11），然后用溶剂清洗（如图12）。
图11用吸锡带清理焊盘 图12 清洗后的PCB焊盘
4、焊锡膏印刷
在大约50-100倍的显微镜下，将特制的小钢网的漏孔与PCB上元件的焊盘对准，用特制的小刮刀印刷焊锡膏，小刮刀宽度应与元件宽度一致，以保证一次印刷成功。
5、元件重新贴装和回流焊接
由于QFN重量很轻，在回流焊过程中的自对中能力很强，所以对贴装精度要求不是很高。用于贴装的返工台的XY坐标和旋转角度应该可以作精细调整，由于焊盘在元件底面，借助50-100倍的光学成像系统，可以帮助进行元件对准。贴装完成后，使用与初次生产时同样的温度曲线重新进行回流焊接。
五、无奈的选择：手工返工指南
如果由于PCBA元件密集度太高而无法使用特别小钢网印刷焊锡膏，就只能无奈地选择手工焊接进行返工，依据以下步骤同样可以获得很高的成功率。
第1步 先测量和记录需更换的QFN元件的厚度，这个厚度指元件本体顶面至底面（包括中央裸焊端）的尺寸。（如图13）
图13 用卡尺测量元件厚度
QFN中央裸焊端上锡：烙铁头温度设置为370℃，涂布适量液体助焊剂，将事先已贮满焊锡的烙铁头轻轻地接触中央裸焊端，并保持数秒钟，当焊锡开始润湿焊端时，可以观察到助焊剂气化成烟雾状，烙铁头上的焊锡转移到了元件中央裸焊端上，形成一个漂亮的中间最高四边略低的“枕形”焊点，（如图14、图15和图16所示）。
清洗助焊剂残渣后，测量元件本体顶面至枕形焊点的最高点的尺寸，减去先前所测的元件的厚度，要求元件中央裸焊端上的枕形焊点高度达到0.1mm-0.35mm。（如图17所示）。
图14 给QFN中央裸焊端上锡（已完成25%） 图15 给QFN中央裸焊端上锡（已完成90%）
图16 给QFN中央裸焊端上锡（已完成） 图17 测量“枕形”焊点的高度
如果枕形焊点高度不合适，可以重新涂布助焊剂，将枕形焊点熔化后，用吸锡带吸走部分焊锡，以降低枕形焊点的高度。因为过高的焊点，更容易引起周边I/O焊点的桥连，所以，枕形焊点的高度还是低一点比较好。枕形焊点制作完成后，需清理元件周边I/O焊端上的焊锡残渣和助焊剂残渣。
第2步 重新在元件的枕形焊点上涂布适量新鲜助焊剂，并借助显微镜尽可能精确地手工贴装到PCB上，注意根据第1脚的位置确定元件方向。由于枕形焊点的存在，元件贴在PCB上后会摇摇晃晃，不太稳定，所以手上动作要特别小心。用镊子轻轻压住元件，通过喷嘴吹出热风加热元件顶部，直到枕形焊点熔化（如图18）。当枕形焊点熔化时，你会感觉到元件有轻微的下沉。移走喷嘴，待冷却后，元件已被固定在PCB上。清理助焊剂残渣，并检查元件顶面是否水平，元件I/O焊端与PCB上的I/O焊盘是否对准。如不准，可以重新涂布助焊剂，将枕形焊点重新加热熔化后，用镊子轻轻拨动调整。
图18 加热使“枕形”焊点熔化 图19 逐个手工焊接
第3步 涂布新鲜助焊剂到元件周边I/O焊端和PCB上的I/O焊盘，用尖头烙铁逐个点焊，注意避免引起桥连（如图19）。完成焊接后，用溶剂清洗除去元件和PCB上的助焊剂残渣，终于获得完美的返工效果（如图20）。
图20 完成返工后的元件外观
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