【航天工业行业标准(QJ)】 航天用印制电路板组装件修复和改装技术要求

中华人民共和国航天行业标准
FL5963
QJ2940A-2001
代替QJ2940-97
航天用印制电路板组装件
修复和改装技术要求
Therepairandmodificationof
printed circuit board assemblies for space use2001-11-15发布
国防科学技术工业委员会
2002—02—01实施
规范性引用文件
一般要求
其它限制条件.
材料、设备和工具
环境和安全预防措施
详细要求，
敷形涂层的清除.
焊点的清除及引线的矫直
受损镀金层的修复..
受损印制导线的修复.
隆起印制导线的修复
隆起焊盘的修复
接线端子的更换，
导线对导线的焊接.
元器件的增添.
轴向引线及多引线元器件的拆除及更换扁平封装元器件的拆除及更换
元器件连接的改装
多层印制电路板内层印制导线的切断质量保证
QJ2940A—2001
QJ2940A-2001
QJ2940A一2001《航天用印制电路板组装件修复和改装技术要求》，是对QJ2940一1997的第次修订：修订时参照采用了欧洲空间局标准ESAPSS一01一728第2版1991.3《空间用印制电路板组装件的修复和改装》，技术内容基本与ESAPSS一01一728相同。与QJ2940一1997相比，有如下变化：一一将QJ2940一1997中表述不具体，且与印制电路板组装件的修复和改装类同的整机的修复和改装部分册除
一一对印制电路板组装件的修复和改装，进行了全面、具体的规定，具有较强的可操作性一对违反本标准规定的修复和改装原则的情况，规定了具体的处理办法。本标准由中国航天科技集团公司提出。本标准由中国航天标准化研究所归口。本标准主要起草单位：中国航天科技集团公司二O○厂、中国航天标准化研究所。本标准主要起草人：华苇、宋久春。本标准于2001年11月第一次修订。I
1范围
航天用印制电路板组装件修复和改装技术要求本标准规定了航天用印制电路板组装件修复和改装的技术要求及详细的工艺方法。QJ2940A2001
本标准适用于航天用印制电路板组装件修复和改装。是生产、检验及验收的依据之一。2规范性引用文件
下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包含勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。QJ165A一1995航天电子电气产品安装通用技术要求QJ201A-1999
印制电路板通用规范
QJ831A一1998航天用多层印制电路板通用规范QJ2711-1995静电放电敏感器件安装工艺技术要求QJ3011-1998
航天电子电气产品焊接通用技术要求QJ3012-1998
航天电子电气产品元器件通孔安装技术要求航天电子电气产品手工焊接工艺技术要求QJ3117-1999
3一般要求
3.1总则
3.1.1本标准限于单面、双面和多层印制电路板组装件的修复和改装。由于修复和改装造成有缺陷的焊点应进行返工：未组装的（裸的）印制电路板不包括在本标准之内。组装后的印制电路板不允许校平。
3.1.2在本标准限制范围内所做的修复和改装，必须按有关规定经审批后方可进行。3.1.3产品的修复和改装应以技术文件为依据，并编制相应的工艺规程。3.1.4印制电路板的组装焊接操作应按QJ3011一1998、QJ3012-1998和QJ3117-1999的规定进行。3.1.5各种修复和改装工艺方法，在本标准的第5章中作详细说明3.1.6要提交作故障分析处理的元器件，应非常小心地从组装件上取下。3.1.7修复和改装完成后的产品其功能和技术指标必须满足产品技术条件和相关的质量标准要求。3.1.8修复和改装中每一道工序完成后均应进行检验。3.1.9在使用本标准规定的方法进行修复和改装时，如果出现问题，或者使用的方法超出本标准的限制范围，应将细节提交有关标准化和质量管理部门，当着手修订本标准时，能参考上述信息。3.2修复
3.2.1修复的准则
QJ2940A-2001
印制电路板组装件在组装或测试过程中受损，有必要恢复其功能时，应允许进行修复。修复包括更换元器件及其相关的连接部分，以及固定隆起的焊盘和线条，或本标准中阐述的任何相似工艺过程。
3.2.2有限制的修复
印制电路板组装件的修复应不降低产品的质量，应不碍印制板组装件符合所有相关的技术要求。3.2.3修复总数
对任何一块印制电路板组装件，修复（包括焊接和粘结）的总数应限于六处。一处修复是指一个元器件或一个连接器的修复，并应包括在其一根引线或多根引线上的操作。任意25cm面积内，涉及焊接操作的修复应不超过三处。任意25cm面积内，涉及粘结的修复应不超过二处。3.3改装
3.3.1改装的准则
印制电路板组装件的改装是指连接特性的改变。这种特性的改变是通过切断印制导线、增加元器件以及切断和增加导线（引线）连接来实现的，一个元器件或一个连接器多个连接点的改变，应认为是一处改装。增添一个元器件应认为是一处改装。3.3.2改装的总数
任何一块印制电路板组装件上任意25cm面积内，改装总数应不超过二处。3.4返工
3.4.1返工的准则
由于修复和改装造成的有缺陷的焊点允许返工，而且不能认为是修复。所有返工后的焊点特性应符合焊接要求。
3.4.2返工的次数
任何一个焊点充许最多有三次返工。3.5其它限制条件
3.5.1由于工作不正常或机械损坏，或由于元器件邻近导线的损坏，必须拆除并更换元器件。拆除下来的元器件一般不应该再使用，应该用相同的新元器件替换。3.5.2拆除元器件，只应在安装密度足以保证其它相邻元器件完整性的情况下，方可进行。3.5.3每一个印制电路的焊盘，应以解焊操作不超过一次为限制条件（即只允许更换一次元器件）3.5.4凡未列入本标准的修复和改装的方法，或超出3.2.2、3.3.2和3.4.2给定准则的，必须经本单位技术主管领导批准方可实施。必要时经评审并报上级主管部门备案。3.6材料、设备和工具
3.6.1材料
所有用于修复和改装并成为最终产品中一部分的材料，应满足产品技术条件的要求。焊料、焊剂及清洗用溶剂应符合有关规定。3.6.2设备和工具
所有设备和工具应满足QJ165A一1995的要求。3.7环境和安全预防措施
3.7.1修复和改装的环境条件应符合QJ165A一1995的要求。3.7.2修复和改装过程中，应采取安全预防措施，并符合国家有关规定。4详细要求
敷形涂层的清除
4.1.1总则
QJ2940A2001
从印制电路板组装件拆除元器件之前，任何敷形涂层必须清除，应暴露出要修复处焊盘上的焊料，并不得污染需复焊的焊点。
4.1.2限制条件
4.1.2.1不得用电烙铁清除涂层。高温将会造成涂层炭化，也有可能使层压基板分层。4.1.2.2用来切割修复焊盘周围的工具不应太锋利，以避免损坏印制电路板组装件。4.1.2.3使用热割端头时必须小心，避免熔融邻近的焊点；4.1.2.4溶剂往往可能使涂层介质膨胀，也可能使邻近修复、改装的电子元器件的涂层破坏。为此，溶剂使用时间最长应限于15min之内。4.1.3工具及材料
合适的切割工具
带有端头的热割装置；
刷子；
相应的溶剂；
真空吸尘器。
e）真
4.1.4工艺方法
4.1.4.1方法一聚氨酯和聚硅酮类涂层的清除4.1.4.1.1使用合适的切割工具，小心分割开要更换元器件周围的敷形涂层。4.1.4.1.2铲去分割开的涂层，操作时，要用真空吸尘器吸取切割处所有细小疏松的敷形涂层颗粒。4.1.4.1.3焊点解焊前，使用相应的溶剂，彻底清洗已经露的地方。使用最少量的溶剂，并防止溶剂侵入敷形涂层暴露的边缘下侧，4.1.4.2方法二环氧树脂类涂层的清除4.1.4.2.1选择一种与组装件结构相匹配的合适的热割端头，并设定端头温度。4.1.4.2.2热割端头作用于涂层时要有一定的压力。端头温度应调整到在该温度下涂层可以有效地铲除，但不会烧焦或炭化（见图1）4.1.4.2.3逐步减薄元器件周围涂层的厚度。尽可能多地清除元器件引线周围的涂层，便于将引线拆除但不要碰及印制电路板表面。先剪断要拆除的元器件的引线，这使得下一步拆除元器件本体与其引线和焊点分离成为可能。热割过程中，为避免无意损坏印制电路板，应及时采用真空吸尘器和硬毛刷清除废料。
4.1.4.2.4当足够的涂层被清除后，留下的只是元器件和印制电路板之间不大的连接面，用热割装置或小功率电熔铁加热元器件本体，降低元器件和环氧树脂界面的结合力，然后使元器件脱离印制电路板。4.1.4.2.5最后用热割装置将其余的涂层清除，并用第4章中所述的一种合适的吸锡方法，将留下的引线和焊料除去。
QJ2940A-2001
4.1.5合格标准
真空吸尘器
热割装置
图1用热割装置清除涂层
要修复的焊盘处的焊料应暴露，同时下列情况的任何一种都不应发生：熔融邻近焊点或电路；
涂层起泡、白斑和变焦；
层压基材起泡、分层、白斑和焦化；印制线路割坏、刮伤或其它损伤。d)
4.2焊点的清除及引线的矫直
4.2.1总则
修复一个电子电路的基本要求是清除使元器件固定就位的焊料。有各种各样的方法达到这个要求，在元器件更换过程中这些方法应避免焊点受到热和机械的损伤。以下阐述的几种焊料的清除方法，可根据设备、工具和条件加以采用。4.2.2限制条件
进行本操作之前，已经涂敷在印制电路板上的敷形涂层，必须按4.1条中规定的工艺方法清除，4.2.3工具及材料
a）电烙铁或热气流吹送装置（适用而定）：b）
连续真空吸锡装置、手动吸锡器和吸锡绳（适用而定）：热割装置、镊子和钳子（适用而定）。c）
4.2.4工艺方法
4.2.4.1方法一连续真空吸锡
使用带真空泵的连续吸锡装置其效果最好，它可直接通过吸嘴把焊料从焊点吸走。将加热的吸嘴4
垂直作用于焊点，焊料熔融时，启动真空泵，使焊料从焊点吸走，并沉积在收集器内。只要操作正确，该方法基本上可以避免过热的问题。吸嘴的正确定位如图2所示。真空吸锡装置吸嘴
图2连续真空吸锡用于直立引线
4.2.4.2方法二用手动吸锡器吸锡QJ2940A-2001
手动吸锡器有多种不同的形式：它是一种用手动吸锡清除熔融焊料的方法。这种方法是以短脉动方式施加真空，操作过程需要重复多次。此外，吸锡工作有时同时使用两种不同的工具来完成，即电烙铁和吸锡器，见图3。该方法只得到有限的应用。手动吸锡器
图3使用中的手动吸锡器
4.2.4.3方法三热气流除锡
本方法依靠一股热气流（200℃～300℃）熔融焊点，特别适合于扁平封装的集成电路。由于对气流范围的控制，能够单个地解焊连接线而不影响其它焊点，熔融的焊料可用吸锡绳或真空吸锡器清除，如图4所示。该方法只得到有限的应用5
QJ2940A-2001
4.2.4.4方法四吸锡绳吸锡
防护套管
图4用热气流法提起单根引线
热气流喷嘴
本方法使用浸透焊剂的多股编织导线，在加热的情况下接触焊点。利用虹吸作用使熔融的焊料吸入吸锡绳，见图5。这种方法用于大面积焊点和通孔焊点，或用于吸取更为困难的打弯引线与焊盘之间的焊料。随着吸锡量的增加，虹吸作用变差，因此，含大量焊料的焊点，往往需要重复加热，从而产生过热的危险。
吸锡绳
元器件
图5虹吸法的横断面图
4.2.4.5方法五打弯引线的矫直
4.2.4.5.1原有焊料的清除。首先用方法一或方法四，最低限度要清除打弯引线和焊盘表面的焊料。根据观察到的打弯引线与焊盘接触的实际情况，以及它们之间残留焊锡的大小进行有效的矫直。4.2.4.5.2焊料从打弯部位清除后，要使焊点冷却几秒钟，用薄塑料条或类似工具小心地抬起引线。图6所示的方法是为防止损伤焊盘而设计的，可以使用镊子或钳子替代热割装置，只要这些工具不接触焊盘。
4.2.4.5.3一旦打弯的引线矫直，就可以按方法一进行清除焊点6
4.2.5合格标准
热割装置
图6用热割装置加热矫直
焊盘上不应留有多余的焊料，同时不应发生下列任何一种情况：熔融邻近焊点或电路；
焊盘和印制导线隆起；
层压基板分层；
印制导线、焊点和焊盘割坏、刮伤或其它损伤。d)
4.3受损镀金层的修复
4.3.1总则
镀金层可能受损是由于焊料溅到镀金层上或刮伤镀层。4.3.2限制条件
拒收。
如果导体电流通过能力不能满足要求，刮伤部位应加以修复。QJ2940A-2001
剥落、起皮、锈蚀或其它不合格的镀层被认为是不可修复的，有这些缺陷的印制电路板应该工具及材料
温控电烙铁；
吸锡器、吸锡绳和笔型真空吸尘器；安全眼镜（或类似保护装置）：橡胶手套；
玻璃纤维刷；
清洁用织物
QJ2940A-2001
g）相应的溶剂。
4.3.4工艺方法
4.3.4.1方法一
清除溅落在镀金层上的焊料
4.3.4.1.1用真空吸锡器或浸透焊剂的吸锡绳（见4.2.4）来清除焊料。适当加热，使焊料熔融并除去。4.3.4.1.2用玻璃纤维刷或类似工具，同时用真空吸尘器清除残留焊料。4.3.4.1.3用相应的溶剂清洗修复处。4.3.4.2方法二修复厚度不足或刮伤的镀金层修复工艺过程与4.4详述的受损印制导线的修复相同，只是根据QJ3117一1999的要求应在焊接前清除镀金层。
4.3.5合格标准
4.3.5.1方法一
镀金层上应无多余焊料，镀金层不应损坏。由于金锡合金会造成的导体表面颜色改变是允许的。4.3.5.2方法二
修复后，应根据QJ3011一1998的接收和拒收标准来检验焊点。应对焊盘和线条进行特别细致的检验，确保没有发生隆起和基材没有遭到损坏。4.4受损印制导线的修复
4.4.1总则
印制导线受损可能是完全断裂或刮痕、刻痕使导线的电流通过能力低于标准要求。4.4.2限制条件
无论哪一种形式的损坏（见4.4.1），导线受损长度都不应超过导体宽度的五倍。4.4.3工具及材料
温控电烙铁及焊料；
镊子；
环氧树脂胶；
相应的溶剂；
玻璃纤维刷；
清洁用织物；
根据表1选择的镀锡铜线。
印制导线宽度
镀锡铜线直径最小值
注：表中所列为已知印制导线宽度所推荐的镀锡铜线直径。规定的数值系对厚度不小于30um的印制导线而言。最大镀锡铜线直径应不大于印制导线宽度的三分之二8
4.4.4工艺方法
QJ2940A-2001
4.4.4.1先用纤维刷擦拭受损导线，然后用相应的溶剂清洗印制导线断裂处的两端，每端至少要有3mm长被擦拭。
4.4.4.2切割一小段所选用线规的镀锡铜线，至少要比断裂处长6mm4.4.4.3用一把镊子将镀锡铜线固定于印制导线中心线上，并焊接就位。4.4.4.4
用相应的溶剂清洁该处。
用少量环氧树脂胶，涂满全部修复处，并固化。4.4.5合格标准
修复后，应根据QJ3011一1998的接收和拒收标准检验焊点。应对焊盘和线条进行特别细致的检验，确保没有发生隆起、基材没有遭受破坏。4.5隆起印制导线的修复
4.5.1总则
本工艺过程适用于部分印制导线自基板隆起，但并未断裂的场合（见图7）.最大2cm
隆起的导线
层压基板
图7隆起的印制导线
4.5.2限制条件
要修复的隆起印制导线的长度，应不超出两焊盘间印制导线长度的一半或2cm，取较小值。每块印制电路板组装件的修复总数应不超过3.2.3中规定的要求4.5.3工具及材料
热风枪；
相应的溶剂；
环氧树脂胶（与基板环氧树脂相容)：c）
塑料牙签；
聚四氟乙烯薄膜带；
小质量的重块。
工艺方法