大多数表面组装制造和制程工程师的首要目标是提高初检组件的合格率。因此，工程师当然把主要精力集中在最初的制造制程上，而很少顾及返修制程。但现在的PCB组装，由于焊点、零配件和材料都较多，因此增加了出现故障的可能。即使最好的制造设备，高密度PCB的返修也在所难免。

返修可能是最难于依据工业常识、标准和总体一致性来下定义的制程。在返修中，可以找出很多现场故障。为确保高质量的返修，必须考虑下面的基本问题：

金属焊接点的连续性和强度
印制板和零配件的热容差
表面绝缘电阻和腐蚀
返修后续制程，如在线测试(ICT)、清洗和封装
返修的基本情况

充分了解缺陷形成的原因，不仅有助于防止缺陷的发生，还可为确定最佳的返修方法以及随后的修复等问题提供指导。例如，开路通常是由于焊膏不足而造成的，因此应检查印刷制程，并在返修中适量增加焊料。

对于细间距器件，由于对印刷、贴装、共面性的要求很高，因此引脚焊接的返修很常见。不良的焊膏印刷、不正确的组件贴装、焊膏冷塌落(cold slump)与热塌落(hot slump)、回流不充分等，都会引起缺陷，如开路、桥接、球形引脚、虚焊(cold joint)或不良润湿。修复这些缺陷最常见和最有效的方法是施加助焊剂并沿引线拖动烙铁。如果需要，可用焊条或带助焊剂芯的焊丝补充焊料。

由于焊膏、印刷、贴装或回流焊的问题，分立器件上可能会出现过多的焊珠或焊球。形成焊珠和焊球的两个最常见的原因是快速排气和热塌落。可用带齿的小工具刮掉这些焊球，不过，这要视助焊剂特性、焊珠/焊球大小及发生的范围而定。

贴装错误或部件上润湿程度的差异，可能会使分立组件漏贴、错贴或贴偏。对于有引脚的器件，返修人员常常使用助焊剂、焊丝和烙铁修复或增补分立组件。

如果出现电气故障或封装毁坏的情况，就必须替换组件。对于大多数器件，可采用烙铁拆除；但对于数组器件，如PBGA，情况就复杂了。在数组器件中，一般的缺陷，如开路、桥接和焊球都可能会发生。此外，要特别注意孔洞。鉴于数组器件的特性，需要用局部、热风或红外回流焊设备来拆除它们。大多数返修需要藉由印刷或点涂焊膏来补充焊膏。
 

基本的返修方法

基本的返修方法包括：烙铁、聚焦IR和热风。热风和聚焦IR通常由底板和炉膛组成，底板的功用是将热量辐射至印制板上，而炉膛的功用是在零配件的上方形成局部加热。对于大多数局部回流焊设备，采用特高温度的热压缩空气或氮气。

所有的加热方法，均应避免过度加热或对不同热膨胀系数(CTE)的不良补偿，以防止焊盘翘起、零配件损坏、内部金属形成及烧焦。相反，如果助焊剂加热不充分，就会对制程过程造成损害，形成虚焊点。

补充焊料的方法包括点涂或印刷焊膏、施加助焊剂、采用实心焊丝(solid-core wire)或预制焊片(preform)。多数情况下，不需要补充焊膏。例如，在桥接的情况下，只需重新分配现有焊膏即可，而不用补充焊膏。

注意：开始印刷时所使用的焊膏，可能并不适用于返修。可使用不同、却相互兼容的焊膏。一些制造商使用低熔点合金来避免过热。如果返修时所用的合金无害，助焊剂受热充分(能够被活化)，而且留下的残留物不会造成破坏(免清洗)，这也不失为一种好方法。

即使在同一个车间、同一道工序内，助焊剂发配方法也大不相同。常见的方法有涂刷、喷射瓶(squirt bottle)、喷雾(spray)、感测笔(felt pen)等。另外，助焊剂类型也不同，有活性助焊剂和低活性氮气波峰助焊剂。因此，返修过程中混合了多种化学物质。随返修材料和方法的不同，免清洗、水洗或皂化/溶剂漂洗等制造制程可能会产生有害的化学反应。

金属焊接点

返修方法是确保获得稳固的金属焊接点的关键。根据最初组装后留下的残留物数量和修复类型，可以确定修复方法。

要尽可能减少组件中所使用的变量数目。例如，如果在初始的SMT制程中使用中/高残留物???、免清洗或RMA焊膏，那么在修复桥接、虚焊或球形引脚等缺陷时，便不再需要补充助焊剂。残留物所具有的助焊能力，通常足以形成焊点。因而，烙铁只要稍微碰一下焊点，即可完成返修工作。

如果有足够的热量熔化焊料并活化助焊剂，就能形成可靠的焊点。过量的热会形成大量的锡铜金属间化合物，使焊点脆化。使用烙铁时，这种问题很常见。作业者为了提高效率，常常把烙铁温度调至最高。返修工程师在报告中指出，烙铁的实际温度通常比所需或建议的温度高50℃至100℃。除了形成金属间化合物，还会降低助焊剂的活性，或导致焊盘翘起、 助焊剂烧焦以及零配件/印制板损坏。

回流不充分的情况在采用烙铁的作业中不常见，但却是局部热风回流焊系统的一个问题。加热不足除了会使焊接不充分，还会产生热应力和腐蚀性残留物。一般不必使用氮气，因为助焊剂外罩已将系统包围起来，而且大多数返修都没有粉末存在。但在补充焊膏时，氮气可提供较好的润湿性和接合性(coalescence)。

返修时使用的合金与最初组装时使用的合金相同。但是，为了尽量减少加热需求，并避免合格焊点的局部回流，可使用低温合金。采用不同合金系统的主要问题是可能会形成低熔点中介物。

助焊剂的选择会影响焊点的形成和长期可靠性。在大多数采用烙铁的返修作业中，芯式焊丝、波峰、焊膏和助焊剂使润湿充分。助焊剂无论是液体还是膏状，对清除氧化物的要求都比焊膏要低。由于覆有焊料粉的表面不会产生氧化物，因此，只需要少量活化剂，就可清洁焊盘、引脚和焊接表面。因助焊剂作用不充分而引起的虚焊和不良润湿等问题，可能由不正确的构成、过热的烙铁咀、不完全的回流或不兼容的化合物造成。
 

PCB及零配件的损坏

在返修中，印制板和零配件的损坏很常见，损坏的类型包括塑料外层熔化、阻焊膜烧焦、零配件移位或裂纹、焊盘翘起。藉由适当设置烙铁温度和培训返修技术人员，可把大多数缺陷降至最低。

由于CTE不同，并且需要在器件底部加热，因此修复数组零配件相当困难。要充分加热顶部和底部，以尽量减少移位和裂纹。陶瓷零配件的返修相当难。低熔点合金的一个优点是最大限度地减少了因CTE不同和烙铁过热而产生的问题。

SIR ??? 和腐蚀

返修中最容易忽视的问题，特别是对于免清洗组件，是明确规定一个制程中要使用的化学物质。在生产现场，助焊剂或焊丝往往被随便地堆放在一些板上。许多不知名的化合物混在一起，在返修制程中可能产生化学反应。选择一种返修助焊剂并不困难，但要确保这种助焊剂是唯一能用的，就要将生产现场的材料清理干净。如果返修后立即进行彻底的清理，就不会产生不良的化学反应。

助焊剂应具有足够的活性，以便进行返修。大多数返修只需很少甚至不需要活化剂。高活化性助焊剂，常常会引起可靠性问题。如果助焊剂没有加热至200℃，这一点特别明显。大多数免清洗助焊剂，特别是用于焊膏的助焊剂，应适当地暴露在高温下，以使其残留物无害。助焊剂本身通常是导电的，且具有轻微的腐蚀性。

截留在组件内或远离引脚的助焊剂，不会受到烙铁的加热。因而，如果返修中使用了焊膏所用的助焊剂，就可能会出现SIR和腐蚀等可靠性问题。

返修助焊剂的化学成份不必与初始焊膏相同，但要互相兼容。兼容性可定义为有相似的活化剂、树脂和溶剂。但真正的测试需要SIR评价，包括所有能发配到印制板上的化学成分。严格的评价不要求对返修助焊剂加热。无害的返修助焊剂中的溶剂能使免清洗残留物变软，它可以使离子运动，从而降低SIR值并减缓枝晶的成长。

如果使用有助焊剂芯的焊丝或焊膏，则需完全加热，因为焊膏要求局部热风回流焊制程，而焊丝中的助焊剂会得到烙铁的全部热量。如果需要补充相同的焊膏或助焊剂，记住，很多焊膏助焊剂的黏度不够，因此不能用在芯式焊丝中，而且许多模板印刷用的焊膏或助焊剂不能充分点涂。再强调一次，这些助焊剂的关键特性是兼容性。所使用的活化剂、树脂和溶剂不必完全相同，但要相似。在制程中，可以藉由SIR测试，使多种化学物质暴露在尽可能低的温度下，来检查兼容性。

假定初始组装和返修兼容，并能产生可靠的焊点，那么剩下的唯一问题就是后续制程。例如，对于返修的电路板来说，清洗制程很常见。但是返修中过多的热量会烧焦残留物，使残留物难以清洗。另外，在DI水洗系统中混入免清洗或RMA返修助焊剂，会使印制板上留下残留物。结合了免清洗和水洗技术的制造设备，很可能会引起不完全兼容的问题。

在线测试在世界各地已经很普及。免清洗残留物必须使探针易于穿透，返修后留下的残留物必须满足相似的指标。返修后进行在线测试时，助焊剂的选择、接受的热量和助焊剂的量都将对测试结果产生影响。

免清洗残留物上的敷形涂覆也将得到认可。在接受该制程之前，要对涂层和残留物之间的黏接力和兼容性进行例行的评价。但是，返修助焊剂和返修方法必须列入测试项目中，以确保得到合格的性能。

应正式研究与返修相关的缺陷，以确定哪一种返修的结果最差。要想获得满意的焊点，必须注意返修制程所造成的化学影响。
成功返修的关键

 

返修是电子组装制程中一道很可靠的工序。除必须对作业者进行培训外，建立或重新设计返修制程还必须遵循下列步骤：

返修中只使用适于所有组件的助焊剂???。
在制程中尽可能采用活性低的助焊剂。
使烙铁温度尽可能低。
返修中所使用的化学物质不必与初始组装完全相同，否则可能导致返修失败。
使用局部热风回流焊时，应按建议的温度曲线对印制板和零配件进行同步均匀加热。
对所有加在PCB上的化学物质进行彻底的可靠性研究。
不要忽视返修后续工序。