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BGA焊接技术

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  • 日期: 2018-08-04
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标签: 焊接技术应用

焊接技术应用

BGA焊接技术的说明,希望大家能更好的掌握焊接技术

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pic 广州德佑电子科技有限公司 地 址: 广州市天河区龙苑大厦栋三楼室 电 话: 02085263929 87595673 传真:02087595673 H t t p wwwdeyoucc QQ 774263533 Email deyoudeyoucc 目 录 一 公司简介 0202 二 BGA返修工作站 0205 三 返修工作台的安装 0505 四 返修工作台安全注意事项 0606 五 返修台的外形结构介绍 0708 六 操作步骤 0808 七 可编程控制器 0919 八 曲线程序控制器 1921 九 相关资料 ......

[pic] 广州德佑电子科技有限公司 地 址: 广州市天河区龙苑大厦A2栋三楼B3383室 电 话: 020-85263929 87595673 传真:020-87595673 H t t p: www.deyou.cc QQ: 774263533 E-mail: deyou@deyou.cc 目 录 一 公司简介 02-02 二 BGA返修工作站 02-05 三 返修工作台的安装 05-05 四 返修工作台安全注意事项 06-06 五 返修台的外形结构介绍 07-08 六 操作步骤 08-08 七 可编程控制器 09-19 八 曲线程序控制器 19-21 九 相关资料 22-24 十 返修站操作注意事项 25-25 附 装箱清单. 26-26 一、公司简介 广州德佑电子科技有限公司,座落在广州最繁华的地段之一---- 广州市天河龙苑大厦A2栋三楼B3383室,交通极为方便。是一家专业从事BGA返修系列产 品的研发、生产和销售的中外技术合资企业。主要产品有: 热风BGA焊接返修系统;BGA各种耗材;BGA检测仪; 电子光学显微镜;预热台;点胶机;静电消除产品; 无铅温控焊台;拆焊器各种组合设备工具; 恒温焊台铬铁咀;拆焊器喷咀等各种配件; SMD装联设备工具;吸烟仪;充消磁 BGA系列的测试治具:电脑主板测试;显卡测试;数码相机测试;手机芯片测试;等各 种ICT.FCT.ATE精密气动.手动测试治具。 广州德佑电子科技有限公司。以超前的思维和开拓的理念拓展市场;以雄厚的技术实 力战领市场;以科学的现代化管理体系和成熟的先进的生产技术保障品质;以完善的销 售网络和高素质的销售人员为客户提供一流的销售服务。 我们真诚的希望:我们的产品是您提高经济效益、创造更多财富的重要源泉。 二、BGA返修工作站 (一) 对BGA的认识: BGA是英文Ball Grid array package的缩写(球栅阵列封装),它是集成电路采用有机载板的一种封装法。它具有以 下特点: ①封装面积减少; ②功能加大,引脚数目增多; ③PCB板溶焊时能自我居中,易上锡; ④可靠性高; ⑤导电性能好,整体成本低。 采用BGA技术封装的内存,可以使内存在体积不变的情况下,内存容量提高2- 3倍,BGA与TSOP相比,具有更小的体积,更好的散热性能和导电性能。 (二)BGA器件的种类和特性: 1、 BGA器件的种类 按照封装材料的不同,BGA器件主要有以下几种: 1. PBGA(Plastic BGA塑料封装的BGA) 2. CBGA(Ceramic BGA陶瓷封装的BGA) 3. CCBGA(Ceramic Column BGA陶瓷柱状封装的BGA) 4. TBGA(Tape BGA载带封装的BGA) 5. CSP(Chip Scale package芯片尺寸的封装或Μbga) 2、BGA器件的特性 与QFP相比,BGA的特性主要有以下几点。 (1) I/O端子间距大(如1.0mm、1.27mm、1.5mm、),可容纳的I/O数目多(如1.27mm间距 的BGA在25mm边长的面积上可空纳350个I/O端子,面0.5mm间距的QFP在40mm边长的面 积上只容纳304个I/O端子)。 (2) 封装可靠性高,焊点缺陷率低,焊点牢固。 (3) QFP芯片的对中通常由操作人员用肉眼来观察,当管脚间距小于0.4mm时,对中与焊接 十分困难。而BGA芯片的端子间距较大,借助对中放大系统,对中与焊接都不困难。 (4) 焊接共面性较QFP容易保证,因为焊料在熔化以后可以自动补偿芯片与PCB之间的平面 误差。 (5) 较好的电特性,由于端子小,导性的自感和互感很低,频率特性好。 (6) 回流焊时,焊点之间的张力产生良好的自对中效果,允许有5‰的贴片精度误差。 (7) 能与原有的SMT贴装工艺和设备兼容,原有的丝印机、贴装机和回流焊设备都可使用 。BGA与QFP特性比较见表1。BGA的缺点主要在于焊接后需X射线检测。 3、 BGA器件的焊接 BGA器件的焊点的成功与否与印制电路装配(PCB)有着密切的关系,所以在PCB布 局方面必须考虑三个特别关健的因素。 |特 性 |BGA |QFP | |封装尺寸S/m2 |525 |1600 | |脚 间 距L/mm |1.27 |0.50 | |组装损坏率(×10-6/器件) |0.60 |100 | 1)热管理: 当进行PCB的布局设计时,必须考虑印制电路装配的热管理问题。如果在PCB的一个 区域范围内,BGA器件聚集在一起则可能在回流炉中引起PCB的热不平衡。在PCB的某个 区域内集中放置许多大的BGA,可能会要求较长的加热周期,由此会造成PCB上较少元 件区域内元件的烧坏。相反PCB的元件较少区域已达到焊接温度,而有的BGA的区域温 度还很低,助焊剂还来不及从BGA焊点中排出就完成了PCB的焊接周期,从而引起空洞 或者焊球在烛盘中未能熔化。 2)过孔: 组装BGA的PCB过孔位置的设计要严格按有关标准要求进行。任何与BGA元件焊盘相邻 的过孔必须很好的覆盖阻焊层,不覆盖阻焊层,会有过多的焊料从焊盘流到过孔中, 从而引起焊盘与相邻过孔的短路。 焊盘几何形状和直径: 器件封装引脚排列密度对焊盘几何形状和直径有直接的影响。同样,BGA元件具有不 同的尺寸、形状和复杂性。封装尺寸的不断减小,焊盘的几何形状和直径将要求检测 技术具备更高的清晰度。 (三)BGA器件的验收标准: 对于组装在印制电路组件上的BGA器件来说,验收标准是一个较重要的问题 。BGA元件未应用于产品设计之前,多数PCB制造商在其工艺检查中并未使用X光检测系 统,而使用传统的方法来测试PCB器件,如自动光学检查、人工视觉检查、制造缺陷分 析的电气测试以及在线与功能测试。可是这些方法并不能准确检测到所陷藏的焊接问 题,如空洞、冷焊和桥接。X射线检测技术可有效地发现这类问题,同时可以进行实时 监测、提供质量保证并且可以实现过程控制的即时反馈。 1、X射线评估: 在第一块组装BGA器件的PCB时,X射线可以通过焊盘边缘、开路、短路、桥接和空洞 附件粗糙的未焊接区域的情况来评估再流焊的程序。开路、不接触等情况表示焊膏未 能充分回流。短路桥接可能是由于太高的温度,焊料液化时间太长,使它流出焊盘并 存在于相邻焊盘之间从面造成短路。 需要客观地评估空洞。发现空洞不怕,关健是焊点还能够焊接在焊盘上。但是理想 的情况是焊点内无空洞。空洞可能是由于污染和锡/铅或助焊剂在焊膏内不均匀分布等 形成的。另外,翘曲的PCB可能造成不充分焊接。开路的焊接点也可能存在。 空洞的数量与尺寸是验收合格的关健因素。通常允许单个空洞尺寸最大为焊料球直 径的50%,如果焊料是由回流的焊料所包围,焊料球将附着在焊盘上,50%的空洞还允 许BGA工作,这虽然是一个非常临界的标准,电气性能可能会满足要求,但机械强度会 受到影响。 含有BGA的PCB必须使用能够分辨至少小于100μm直径孔的X光系统评估。X光系统必须 能够对在测单元从上往下和倾斜两个方向观察。X光检查是成功焊接BGA的可靠保证。 2、建议的验收标准: 接收标准将帮助X射线检查系统确认许多典型的焊接问题,这些问题会与BGA器件的 使用有关。包括几方面的内容: (1)空洞 焊接空洞是由于BGA加热期间焊料中夹杂的化合物膨胀所致的。有空洞的BGA焊接点可 能将来会引起失效等工艺问题。验收标准为,焊接点中的空洞不应该超过焊料球直径的 20%,并且没有单个空洞出现在焊接点外表。如果多个空洞可能出现在焊点中,空洞的 总和不应该超过焊料球直径的20%。 (2)脱焊焊点 不允许脱焊焊点。 (3)桥接和短路 当在焊接点有过量的焊料或者焊料放置不适当时,经常会发生桥接和短路。验收标准 要求焊点不能存在短路或桥接。 (4)不对准 X光图像将清楚地显示BGA焊料球是否准确地对准PCB上的焊盘。 (5) 断路和冷焊点 当焊料和相应的焊盘不接触或者焊料流动欠佳时,发生断路和冷焊点问 题这是坚决不允许的。 (四)BGA返修工艺: 多数半导体器件的耐热温度为240℃~600℃,对于BGA返修系统来说,加 温度和均匀性的控制显得非常重要。BGA返修工艺步骤如下。 1. 电路板、BGA预热: 电路板、芯片预热的主要目的是将潮气去除,如果电路板和BGA内的潮气 很小(如芯片刚拆封),这一步可以免除。 2、拆除BGA 拆除的BGA如果不打算重新使用,而且PCB可承受高温,拆除BGA可采用较高的温度( 较短的加热周期)。 3、 清洁焊盘 清洁焊盘主要是将拆除BGA后留在PCB表面的助焊剂、焊膏清理掉,必须使用符合要求 的清洗剂。为了保证BGA焊料可靠性,一般不能使用焊盘上的残留焊膏,必须将旧的焊 膏清除掉,除非BGA上重新形成BGA焊料球。由于BGA体积小,特别是CSP(或μBGA体积 更小,清洁焊盘比较困难,所以在返修CSP时,如果CSP的周围空间很小,就需使用免 清洗助焊剂。 4、 涂焊膏、助焊剂 在PCB上涂焊膏对于BGA的返修结果有重要影响。通过选取用与BGA相符的模板,可很 方便地将焊膏涂在电路板上。对于CSP,有3种焊膏可以先选:助焊膏,免清焊膏和水 溶性焊膏。使用助焊膏,回流时间可略长些,使用免清洗焊膏,回流温度应选的低些 。 (1)贴装:贴装的主要目的是使BGA上的每个焊料与PCB上的焊盘对准。必须使用专门的 设备来对中。 (2)热风回流焊:热风回流焊是整个返修工艺的关键。 A、 BGA返修回流焊的曲线应当与BGA的原始焊接曲线接近,热风回流焊曲线分成四个区 间:预热区、加热区、回流区和冷却区,四个区间的温度、时间参数可以分别设 定,通过计算机连接,可以将这些程序存储和随时调用。 B、在回流焊过程中要正确选择各区的加热温度和时间,同时应注意升温的速度。一般 ,在100℃以前,最大的升温速度不超过6℃/s,100℃以后最大温速度不超过3℃/s,在 冷却区,最大的冷却速度不超过6℃/s,因为过高的升温速度和降温速度都可能损坏 PCB和BGA,这种损坏有时是肉眼不能观察到的。不同的BGA,不同的焊膏,应选择 不同的加热温度和时间。如CBGA BGA的同流温度应高于PBGA的回流温度,90pb/10Sn,应该63 Sn/37 pb焊膏选用更高的回流温度。对免洗焊膏,其活性低于非免洗焊膏,因此,焊接温 度不宜过高,焊接时间不宜过长,以防止焊料颗粒的氧化。 C、热风回流焊中,PCB板的底部必须能够加热。这种加热的目的有二个:避免由于PC B板的单面受热而产生翘曲和变形;使焊膏熔化的时间缩短。对于尺寸板的BGA返修 ,这种底部加热尤其重要。BGA返修设备的底部加热方式有两种,一种是热风加热 ,一种是红外加热。热风加热的优点是加热均匀,一般返修工艺建议采用这种加热 。红外加热的缺点是PCB受热不均匀。 D、要选择好的热风回流吸嘴。热风回流喷嘴属于非接触式加热,加热时依靠高温空气 对流使BGA上的各焊点的焊料同时熔化。保证在整个回流过程中有稳定的温度环境 ,同时可保护相邻件不被对流热空气回热损坏。 三、返修工作台的安装 (一)安装场地要求: 为了确保返修台的有效使用寿命、安装返修台必须符合下列条件: 1、远离易燃、易爆物; 2、不会溅到水或其它液体的地方; 3、通风良好、干燥的地方; 4、 稳定、平坦不易受到震动的地方 5、少尘埃的场所;  6、不会受到空调机、加热器或者通风机直接气流影响的地方; 8、返修站背面预留30CM以上的空间,以便机体散热; (二)电源要求: 使用电压波动较小的电源 电压波动: 220V±10 频率波动:50Hz±3 四、返修工作台安全注意事项 1、返修站工作时不要直接用电扇或其他设备对返修站吹风,否则会导致加热板表面 形成负差,烧坏工件;  2、 开机后,高温发热区不能直接接触任何物体,否则可能会引起火灾或爆炸,加工件 PCB板应放在PCB板支撑架上; 3、不要震动返修站,搬运时应轻搬轻放; 4、工作时不要用手触摸高温发热区,否则会烫伤; 5、开机后,在返修站附近不要使用可燃喷、液化或可燃性气体; 6、不要试图改装返修站,否则会引起火灾或触电; 7、机箱中有高压部件,不要擅自拆卸; 8、如在工作中有金属物体或液体落入返修站,立即断开电源,拔下电源线,待机器冷 却后,再彻底清除落物、污垢;如上面留有污垢,重新开机工作时可能会发出异味 ; 9. 当返修站异常升温或冒烟时,立即断开电源,并通知技术服务人员维修。搬运时要将 电箱和机器部份的电线断开,拔下电线时要握住插头,否则会导致接触不良,无法 正常工作; 10. 停止使用时,要将电源断开; 11. 注意返修站不要压在或辗过其它电气设备的电源线或通讯缆上,否则可能会引起设备                     故障或引起火灾或电击。 12. 在操作返修台前,必须认真阅读此说明书。 注意:在返修站正常使用生产中会产生微量臭气,为保证舒适、健康的安全的操作环境 , 请保持室内外空气流通。 五、返修台的外形结构介绍 ZM-R380B系列返修站的外形尺寸如图: [pic] 1、上部温控器 2下部温控器 3、上部微风调节 4起动按钮 5、运行指示 6停止按钮 7、冷风手/自动开关 8电源开关 9 发热箱 10 PCB,固定器 11 发热板 主要规格及技术参3000W数: 1. 总 功 率:3000W-3200W 2. 上部加热功率:600W-800W 3. 底部加热功率:2400W 4. 使 用 电 源 :单相220V/230V 50/60Hz 3.2KVA 5. 外 形 尺 寸 :机体部分450×400×580mm 6.温 度 控 制 : 高精度K型热电偶 7.定 位 方 式 : V字型卡槽PCB定位,最大适应PCB尺寸280×320mm 8.机 器 重 量 : 约20kg 特 点: 1. 采用高精度进口原材料(温控仪表、PLC、加热器)精确控制BGA的拆焊过程。 2. 上下温区独立加热,可同时设置8段升温+8段恒温控制,能同时储存4组以上温度设定。 3. 选用进口高精度热电偶,实现对温度的精密检测。 4. 采用上部加热与底部加热单独走温度曲线方式,横流风机迅速冷却原理,保证PCB在焊 接过程中,不会变形。 5. 拆焊和焊接完毕具有报警功能,配有真空吸笔,方便拆焊后吸走BGA。 6. PCB定位采用V字型卡槽,灵活方便的可移动式万能夹具,对PCB起到保护作用。 7. 对于大热容量PCB及其它高温要求、无铅焊接等都可以轻松处理。 六、操作步骤 1、预热: PCB和BGA在返修前预热,恒温烘箱温度一般设定在80℃- 100℃,时间为12小时至24小时,以去除PCB和BGA内部的潮气,杜绝返修加热时产生爆 裂现象。 2、拆卸: 将PCB放到返修站定位支架上,选择合适的热风回流喷嘴,设定合适的焊接温度曲线 ,点动启动开关,待程序运行结束后,手动移动开热风头,然后用真空吸笔将BGA吸 走。 3、清理焊接: PCB的BGA焊盘清理,一是用吸锡线来拖平,二是用烙铁直接拖平;最好在BGA拆 下的较短时间内去除焊锡,这时BGA还未完全冷却,温差对焊盘的损伤较小;在去除 焊锡的过和中使用助焊剂,可提高焊锡活性,有利于焊锡的去除。特别要注意PCB焊 盘不要损坏,为了保证BGA的焊接可靠性,在清洗焊盘残留焊膏时尽量使用一些挥发性 较强的溶剂,洗板水、工业酒精。 4、BGA植珠: 在BGA焊盘上用毛笔均匀涂上助焊膏,选择对应的植珠钢网,用植珠台将BGA锡珠种植 在BGA对应的焊盘上。 5、BGA锡珠焊接: 在锡珠焊接台或返修台的底部加热区上加热,将锡珠焊接在BGA的焊盘上。 6、涂助焊膏: 在PCB的焊盘上用毛笔涂上一层助焊膏,如涂过多会造成连焊,反之,则容易空焊, 所以焊膏涂布一定要均匀适量,以去除BGA锡球上的灰尘杂质,增强焊接效果。 7、贴装: 将BGA对正贴装在PCB上;采用手工对位时,经丝印框线作为辅助对位,锡球与焊盘上 的锡面可以通过手感确认BGA是否对位中贴装,同时使再流熔化时焊点之间的张力产 生良好的自对中效果。 8、焊接: 将贴装BGA的PCB放到定位支架上,将热风头下移到工作位置,选择合适的热风回流喷嘴 和设定合适的焊接温度曲线,启动加热点动开关,运行焊接程序,待程序运行后结束 后,此时正方冷却风扇开始对BGA进行冷却,此时将上方热风头提升,使热风喷嘴底 部距离BGA上表面8-10MM,并保持冷却30- 40秒,或者待启动开关灯灭后,移开热风头,再将PCB板从下加热区定位上平稳取走 。 (1) 空焊:由于手工对位会使芯片与焊盘之间产生偏位,锡球的表面张力作用会使BGA芯片 和焊盘之间有个自动校正的过程。因为加热的不均匀落下,导致芯片不均匀地下降, 或过早抵过回流的一边或一角倾斜,如果在此时停止回焊,该芯片将不能正常落下,产 生不共面性导致空焊假焊的现象,因此需要延长第三第四段区的温度的时间,或者增 加底部的预热温度,让锡球熔化均匀地下降。 (2)短路:当锡球达到熔点时是处于液体状态的,如果过长时间或过高的温度和压力都会 造成锡球的表面张力和支撑作用被破坏,从而导致在回焊时芯片完全落在PCB焊盘上 而出现短路现象,因此我们需要适当减少第三第四温区的焊接温度和时间,或者降低 底部预热温度。 七、温控器介绍 (一)上部可编程温控器: 1、面板介绍: 型号: PC410 分段式温度控制器 [pic] [pic] 2、面板显示 仪表上电时,上行显示器显示仪表的基本型号,下行显示器显示仪表的软件版本号(对 客户定制的仪表,客户应特别留意软件版本号,以便今后订购)。 上电3秒钟后,上行显示器显示测量值(PV),下行显示器将显示设定值(SV)。 仪表面板上有两排数码管显示器,上排显示器主要用来显示测量值(PV)及各种参数 代码,下排显示器主要用来显示设定值(SV),输出值(MV)或运行段的剩余时间(T IME)及各种参数值,当按DISP SELECT键时,下排显示器中的显示项目以SV,MV,TIME的顺序进行显示。当仪器设置为 曲线程序控制器时(ctrl设置为prog),TIME显示运行某一段程序的剩余时间,当仪器 设置为恒温控制器时,TIME显示cont代码。在某此特型仪表中,TIME显示第2路输入信 号的测量值或特殊含义。 仪表面板上有PTN,STEP两个数码管显示窗,有PROFILE及RUN四个批示灯,这两个数 码管及四个指示灯用来指示多条曲线运行的状态,当仪表设置为曲线程序控制器时( ctrl设置为prog),PTN为曲线程序编号显示窗,用PTN键选择需要运行或修改的曲线 ,当曲线程序运行时,RUN灯亮,STEP显示窗显示正在运行的曲线段号,当运行在斜坡 上升段时,显示灯“/”点亮,当运行在平台段时,显示灯“- ”点亮,当运行在斜坡下降段时,显示灯“﹨”点亮。 当仪器设置为恒温控制器时,PTN,STEP两个显示窗、PROFILE及RUN四个指示灯均熄 灭。 OUT1用来指示输出1的工作状态,有输出时点亮。 OUT2用来指示输出2的工作状态,有输出时点亮。 SV灯:当下行显示窗显示设置值时,SV灯点亮。 MV灯:当下行显示窗显示输出值时,MV灯点亮。 TIME灯:当下行显示窗显示曲线程序运行段的剩余时间时,TIME灯点亮。 AL1用来指示报警1的工作状态,当AL1处于报警状态时,该灯点亮。 MAN用来指示手动工作状态,当工作在手动状态时,MAN灯点亮。 COM用来指示仪表通讯状态,当仪表发送数据时,COM灯点亮。 AT用来指示PID自整定状态,当处于PID自整定状态时,AT灯点亮。 OP3用来指示第3输出的状态,或者一些特殊型号中作为特殊指示灯使用。 3、按键操作 仪表具有8个按键,其中PTN,RUN PROG,SET PROG三个按键专用于多条曲线程序参数的设置,当仪表设置为曲线程序控制器时( ctrl设置为prog),PTN键用来设置曲线程序编号,SET/PROG用来设置曲线程序运行 参数,RUN/PROG用来启动曲线程序运行。当仪器设置为恒温控制器时,RUN/PROG, SET PROG三个按键不起作用。 DISP/SELECT为显示项目切换键,当按DISP SELECT键时,下行显示窗顺序显示设定值,输出值或运行段的剩余时间,对应的指示 灯SV,MV,TIME点亮。 AUTO/HAND为自动/手动切换键,当切换为手动输出时,MAN灯点亮。 PAR键为参数设置键,▲键为数值增加健。▼键为数值减小键。 (1)设定值的修改 当仪表处于测量值显示状态时,仪表的上行显示窗显示实测量值,用DISP/SELEC T键选择下行显示窗显示设定值时(SV灯点亮),按▲或▼键可修改设定值。 设定值的修改范围为最小设定值(代码为SPL)~最大设定值(代码为SPH)。 当仪器设置为曲线程序控制器时(ctrl设置为prog),如处于曲线运行状态,设定值 不能被修改。(2)自动/手动无扰切换 当AUTO/HAND键可实现自动/手动控制方式的双向无扰切换。 当工作在手动控制方式时,手动控制指示灯(MAN)点亮,用来DISP/SELECT键选择 下行显示窗显示输出的功率值时(MV点亮),按▲或▼键可修改手动输出功率值。 输出功率值的最大值为输出功率限制值(代码为HPL)。 将自动/手动切换参数(代码为A H)设置为Auto,则禁止自动/手动切换。 将自动/手动切换参数(代码为A H)设置为HAnd,则仪有允许自动/手动无忧切换。 (3)调节参数显示及修改 当仪表处于测量值(PV)显示状态,连续按下PAR键3秒种,仪表将进入参数修改模 式,仪表上行显示器显示出第一个参数的代码,下行显示器显示出该参数的值,这 时用按▲键或▼键可修改参数的值,修改完毕,再按下PAR键,仪表将按顺序显示下一 个参数的代码及该参数的值,修改的数据已保存在仪表的存储器中。 显示完最后一个参数或在16秒钟内无按键操作,仪表将回到测量值(PV)显示状 态。 (4)调节参数代码及含义 |序号 |参数代码 |参数名称 |调整范围 |说明 | |1 |C F |测量单位显示 | |(只读参数)摄氏度或华氏度 | |2 |Prog |曲线程序控制 |ldLE |停止曲线程序运行 | | | | |Run |启动曲线程序运行 | | | | |Hold |暂停曲线程序运行 | |3 |SP |基本设定值 |SPH-SPL | | |4 |TunE |PID自整定 |OFF |停止PId自整定 | | | | |ON |启动PId自整定 | |5 |AU |第1报警值 |输入信号量程 | | |6 |AL2 |第2报警值 |输入信号量程 | | |7 |HyS1 |第1报警回差值 |1~300℃ |☆可选功能 | |8 |HyS2 |第2报警回差值 |1~300℃ |☆可选功能 | |9 |ProP |加热比例带 |1~2000℃ | | |10 |Intt |积分时间 |OFF,1~8000秒 |当Ctrl设置为on,off时不显示 | |11 |dErと |微分时间 |OFF,1~999秒 |当Ctrl设置为on,off时不显示 | |12 |rElc |冷却系数 |0.1~10.0 |加热/冷却控制时显示 | |13 |Db |静区系数 |0.1~10.0 |加热/冷却控制时显示 | |14 |Hcと |加热动作周期 |0.1~240.0秒 |当Ctrl设置为on,off时不显示 | |15 |ccと |冷却动作周期 |0.1~240.0秒 |加热/冷却控制时显示 | |16 |Loc |组态密码 |0~9999 | | 4、PID自整定 仪表投入正式运行前,应设置最佳PID调节参数(加热比例带PropP.积分时间Intt,微 分时间dErと),只有设置了系统的最佳PID调节参数,才能实现理想的控制精度。 从理论上说,系统在不同设定值上的最佳PID的参数值不完全相同,因此在启动PID自 整定前,应将设定值(SV)设置为用户需要精确控制的设定值。 当仪表处于自动控制方式。将PID自整定参数(参数代码为tunE)设置为on,则将启动 PID自整定运行,此时AT灯点亮。 在PID自整定过程序中,将PID自整定(参数代码为tunE)设置为OFF,将中止PID自整 定过程,系统在PID自整定过程中,执行位式调节,测量值将出现振荡,经过1.5个振 荡周期后,完成PID自整定,此时,AT灯熄灭。根据振荡的周期及振幅,仪表将计算出 最佳的PID调节参数(加热比例带Prop.积分时间lntt,微分时间dErと),并将其存储 在仪表的电可擦存储器中。 如果在PID自整定过程中,系统不能出现振荡响应,那么PID自整定将不能成功完成, 根据各个系统的响应周期不同,PID自整定需要的时间可从数秒至数小时不等,PID自 整定需要的时间与用户系统有关,与仪表无关。 在PID自整定过程中,请不要修改设定值,因为每修改一次设定值相当于重新启动一次 PID自整定,延长PID自整定的时间。 当用户使用具有曲线程序控制功能的仪表时,由于在曲线程序运行过程中不能进行PI D自整定,因此必须首先停止曲线程序运行,按照上述步骤PID自整定,然后才能运行 曲线程序控制。 如用户只选择PID调节方式(比例积分调节)请在启动PID自整定前将微分时间(参数 代码为 dErと)设置为OFF,则仪表在PI自整定过程中将不会改变微分时间。在不充许输出信号 频繁变化的应用系统中,应选择PI调节方式,如在控制变频器、控制气动调节阀、可 控硅移相控制等系统中都应采用PI调节方式。 5、故障显示 当输入传感器断路或输入信号大于最大量程时,上行显示器将显示故障代码Snb, 当热电阻短路或输入信号小于最小量程时,上行显示器将显示故障代码ur。 仪表工作在自动控制方式,当仪表显示Snb或ur故障时,仪表立即转入开始控制, 输出功率(代码为Snbp)、,此时可用▲键或▼键调整输出功率值,同时手动指示灯( MAN指示灯)闪烁,一旦故障消除,将恢复到自动控制方式。 6、软件组态(功能参数代码及含义) 将组态密码设置为808(参数代码为Loc),当仪表处于测量值(PV)显示状态,按 下PAR键和▲保持3秒钟(先按下PAR键不松开,再按下▲键保持3秒钟)仪表可进入软件 组态菜单,仪表上行显示器显示出第一个参数的代码,下行显示器显示出该参数的值 ,这时用停止状态(ldLE)可修改该参数的值,修改完毕后,再按一下PAR键仪表将 按顺序显示下一个参数的代码及该参数的值,同时,修改的数据已保存在仪表的存储 器中。 显示完最后一个参数或在16秒钟内无按键操作,仪表将回到测量值(PV)显示状态 。 组态完成后,应将组态密码参数(参数代码Loc)设置为808以外的其它数据,以保 护参数不被现场操作人员无意修改。 7、功能参数代码及含义: |序号 |参数代码 |参数名称 |调整范围 |说明 | |1 |SPH |设定值最大值 |输入信号量程 |350 | |2 |SPL |设定值最小值 |输入信号量程 |0 | |3 |HPL |最大输出功率 |0.0~100.0 |100 | |4 |Snbp |故障输出功率 |0.0~100.0 |0 | |5 |DFSと |输入误差修正值 |-19.99~99.99 | | |6 |C—F |测量单位 |c(摄氏度) |当Sn为线性输入时不显示 | | | | |F(华氏度) | | |7 |Sn |输出信号 |JとC |J型热电偶 | | | | |[RとC |K型热电偶 | | | | |EとC |E型热电偶 | | | | |rとc |R型热电偶 | | | | |sとc |S型热电偶 | | | | |bとc |B型热电偶 | | | | |ととc |T型热电偶 | | | | |rとd |Pt100铂电阻 | | | | |cu |Pt100铂电阻(带小数) | | | | |cu |Cu50铜电阻 | | | | |L1n |Cu50铜电阻(带小数) | | | | |L1m |线性过程输入 | | | | |PrE |线性过程输入(带小数) | | | | |PrE |远传压力电阻信号 | | | | | |远传压力电阻信号(带小数)| |8 |Rddr |本机通讯地址 |0--99 | | |9 |bRud |通讯波特率 |600 1200 | | | | | |2400 4800 | | | | | |9600 19.2KB | | |10 |Ctrl |调节方式 |On.of |开关调节(on.off调节) | | | | |PLd |比例积分微分调节(Pld调节) | | | | |rSP |上电升温速率控制 | | | | |Prog |曲线程序控制 | |11 |SPll |上电升温速率值 |0.01~99.99 |当Ctrl设置为rSP时显示(℃/min) | |12 |Op1 |第一输出(主输出|とP |时间比例输出 | | | |) |0-20 |0-20mA输出 | | | | |4-20 |4-20mA输出 | |13 |OP1 |第二输出(冷却)|FRn |风冷 | | | | |olL |油冷 | | | | |H20 |水冷 | | | | |0.05 |压缩机制冷 | | | | |RL02 |第2报警输出 | | | | |on |动作(吸合) | |14 |RL01 |第1报警输出模式 |LoRL |欠下限报警 |当OP2作为第2报警输 | | | |(AL1) |HdR |超上偏差报警 |出时AL02才显示(OP2| | | | |LdR |欠下偏差报警 |设置为AL02 | | | | |ndRo |偏差外报警 | | | | | |Pout |偏差内报警 | | | | | | |曲线运行结束 | | | | | | |时报警 | | |15 |RL02 |第二报警输出模式| | | | | | |(AL2) | | | | |16 |R—H |自动/手动 |Auto |禁止自动/手动切换 | | | | |Hand |允许自动/手动切换 | |17 |Prt |曲线程序运行时间|Nln |分钟 | | | |单位 |Sec |秒钟 | |18 |Rct |控制方式 |rEu |反控制 | | | | |Dlr |正控制 | |19 |H,L |线性输入最大量程|-1999~9999 |当输入信号为线性输入时才显示(SN | | | | | |设为L1n或L1n,PrE或,PrE) | |20 |LOL |线性输入最小量程|-1999~9999 | | |21 |FIL |数字滤波系统 |P1 | | |22 |Proc |线性输入编程校验|P2 | | 8、软件组态注意事项 基本参数Sn,ctrl,OP1,OP2 Sn(输入信号),Ctrl(调节方式)。OP1(第一输出),OP2(第二输出)4个参 数是基本参数,这4对其它很多参数都有影响,因此,应根据具体使用要求,首先对 这4个基本参数进行设置。 输出参数OP1,OP2,Hct.cct 对OP1(输出1)。对OP2(输出2)进行设置时,应注意与所选择的输出模块匹配, 如输出模块为继电器,逻辑电平模块、可控硅过零模块,则OP1应设置为时间比例输 出,如输出模块为电流输出模块,则OP1应设置为4~20mA或4~20mA输出。 采用时间比例输出方式时,应对动作周期Hc,t.cc,t进行设置。如采用固态继电器 或可控硅作输出,动作周期可设置为2秒,采用继电器输出时,动作周期应大于或等 于20秒。 调节参数ProP.lnと, と,dEr, と,rEL.c ProP(加热比例带),lnとと(积分时间),dErと(微分时间)。rELc(冷却系数 )4个参数是调节参数,直接影响控制精度。 当系统为加热/冷却控制方式时,,rEL.c(冷却系数)才显示。 在PID自整定过程中,只能整定出ProP(加热比例带)lnと。と(积分时间)。dE rと(微分时间),冷却系数rEL.c必须人工设置。 如调节方式(代码为Ctrl)设置为位式调节方式,(On,oF),ProP(加热比例带)作 为位式调节的回差。 当Pbd设置为C—F时,ProP单位为摄氏度或华氏度;当Pbd设置为Pct时,ProP的单位 为百分数,此时加热比例带等于ProP乘以加热比例系数PH- L。冷却系数越大冷却输出功率越大,冷却输出功率等于温差除以加热比例带再乘以 冷却系数。 控制方式参数Rcと 当Rcと设置为rEu时,控制方式为反作用控制,指当仪表输入信号增大时,调节输 出趋向减小的控制。如在加热控制系统中,当测量温度升高时,要求输出加热功率趋 向减小少,故控制方式应选择反作用控制。 当Rcと设置为dlr时,控制方式为正作用控制,指当仪表输入信号增大时,调节输 出趋向增大的控制。如在冷却控制系统中,当测量系统中,当测量温度升高时,要求 输出制冷功率趋向增大。故控制方式应选择正作用控制。 (二)下部温控器 1、面板介绍 型号: REX-C10 分段式温度控制器 1、POWER: 电源开与关闭 2、SV: 自设定温度值 3、PV: 现在实际温度值 4、OUT: 输出 5、AT: 自整定 6、AL1: 报警界限1 7、AL2: 报警界限2 8、 : 设定数字递增键 9: 设定数字递减键 10、 : 设定位移位键 11、SET: 流程设定键 12、时间调节控制 13、启动按钮 注: DH48S数显时间继电器延时范围(通过面板上编码开关设定) |开关位置 |H |M |S | |延时范围 |1M~99H99M |1S~99M99S |0.01S~99.99S | [pic] 4, REX-C10时间调节操作流程 [pic]八、曲线程序控制器 (一)曲线程序的参数设置 [pic]1、Pn0:存储的曲线程序(0~3、4组曲线); r1:斜坡1的斜率。设置范围;End;StEP;0.01~99.9°C/min; 斜率设为End:当曲线程序运行到此斜坡段时,结束曲线运行; 斜率设为StEP:当曲线程序运行到此斜坡段时,跳过此斜坡段,直接运行下一 个平台段。 L1:平台1的目标设定值。调整范围:输入信号全量程范围,受SPH,SPL的限制。 将跳过此段运行。一条曲线程序含有多个斜坡和多个平台段,因此要根据具 体要求正确设置每个参数。 2. 调节方式(参数代码为ctrl) 设置为曲线程序控制功能(代码Prong),当仪表处于测量值/设定值(PV/SV)显示 状态,按下PAR键和↓键保持3秒钟(先按PAR键不松开,再按下↓键保持3秒钟),仪 表可进入曲线程序参数菜单,仪表上行显示器显示第一个参数的代码,下显示器显 示出该参数的值,这时使用↑键或↓键可修改该参数的值,修改完毕后,再按一个P AR键仪表将按顺序显示下一个参数的代码及该参数的值,同时,修改的数据已保存 在仪表的存储器中。 显示完最后一个参数或在16秒钟内无按键操作,仪表将回到测量值/设定值(PV/ SV)显示状态。 3、 运行曲线程序时的工作状态 (1) 停止状态(idIE) 当仪表工作在停止状态(idIE)时仪表用为恒温控制器器使用,设定值为基本设定值 (SP)基本设定值(SP)在下行显示器中显示,当仪表完成曲线程序控制后,自动转入 停止状态(idIE)。 (2)运行状态(run) 仪表处于运行状态(run)时,仪表按照设定的曲线不断地修改设定值(SV),使测 量值(PV)按照设定的曲线程序变化,达到曲线程序控制的目的。 (3)暂停状态(Hold) 仪表处于暂停状态(Hold)时,计时器停止计时,设定目标值(SV)维持不变,仪 表设置在暂停状态将延长曲线程序的运行时间。 4. 运行曲线程序时的显示 1. RAMP指示灯的显示 当仪表运行在停止状态(ldIE)时,曲线程序运行指示灯RAMP熄灭; 当仪表运行在运行状态(run)时,曲线程序运行指示灯RAMP点亮; 当仪表运行在暂停状态(Hold)或自动暂停状态(Hb)时,曲线程序运行指示灯RA MP闪烁。 注:当Ctrl设置为rSP时,在运行斜率段时,指示灯RAMP点亮。 (2)、运行程序段的显示 当仪表正运行在run ,Hb或 Hold状态时,按一下PAR键,下行显示器中显示当前运行段的代码r1,d1,r2,d2,……Hb 及显示单位的代码。 (3)剩余时间的显示 当仪表正运行在平台段(d1或d2)时,在该段参数显示代码下显示的值为该段运行的 剩余时间,而不是该段总的运行时间。 (4)设定值的显示 当仪表运行在run ,Hold或 Hb状态时,在下行显示器中的显示值为正在执行的设定值(SV)而不是基本设定值(S P)。在SP参数代码下显示的值是基本设定值(SP)。 当仪表正处于停止状态(ldIE)时,在下行显示器中显示基本设定值(SP)。 (二)运行曲线程序时的参数修改 1、当仪表工作在运行状态(run)时,不能修改曲线程序参数LC,r1,L1,d1,r2,L2 .d2……其它参数均可修改并保存。 2.当仪表工作在暂停状态(Hold),修改曲线程序参数LC,r1,d1,r2,L2.d2……将只 对本次运行有效,但不永久保存。其它参数均可修改并保存。  3.当仪表工作在停止状态(ldIE),曲线程序参数LC,r1,L1,d1,r2,L2.d2……及其它 参数均可修改并永久保存。 4、曲线程序时的断电处理: 在曲线程序运行过程中,当电源失电时,仪表将记录并保持此时的运行参数及运 行态。一旦恢复供电,仪表将从断电处继续运行曲线程序,而不是.从曲线起绐 点处于开绐运行。 5. 曲线程序运行结束的处理:当某条曲线运行结束时,仪表将根据(P.End)的设定值进行相应 的处理;当P.End设为OFF时, 仪表停止输出.结束程序运行。 下图仅供参考: [pic] 九、相关资料 (一)、如何解决有铅 BGA 用于无铅焊料过程中产生的 Voids 问题 随着无铅工艺技术应用的深入,越来越多的 SMT 加工企业在制造过程中遇到了无铅混合装配时出现的 Voids 难题,混装过程中有效控制 Voids 的产生。   有铅 BGA 用于无铅焊料的技术在行业内很多厂家是尽量避免的,因为有铅 BGA 锡球的熔点比无铅的锡膏熔点低;回流时锡球先熔融把锡膏都包住了,使得锡膏里面的 FLUX 无法挥发出来,在里面形成气泡;如果焊盘有 Via ,这种情况更容易产生气泡。 [pic] 使用无铅焊料拆除和更换BGA/CSP元件的步骤: 设定温度曲线; 拆除有缺陷的元器件; 返工区域的清理和准备; 使用焊剂和焊膏重新贴装元器件; 回流焊接的检验; 1. 返工对工艺设备的要求: BGA/CSP元器件的返工方法是对流而不是辐射,焊烙铁也不是理想的选择,在常规的BGA 返工中,使用IR也很难,这是因为陶瓷加热器不能很快冷却,从而高于回流温度的时间 很难控制,而使用对流容易进行严的控制,有利于建立良好的、可重复的温度曲线,不 会造成元件的过分加热,或高于回流温度的时间持续过长。 标准的回流由三个温区构成:预热区;保温区和回流区。回流区过后是PCB冷却至于 100℃以下的过程。使用无铅组装时,焊接工艺更为重要,无铅需要的温度高(达235℃) 以及BGA/CSP对高温的敏感性,使得不正确的温度上升很容易烧坏元件。 半自动对流修复系统是常常提供存储大量“温度曲线”的功能。清楚地理解温度曲 线的作用。在生产机器中,精确的温度曲线是过程控制的关键,它可确保所有焊点统 一加热并达到充分的峰值温度。设置生产参数的起始点是实际的板子的温度。通过分 析实际的材料温度,工艺师可以调整机器的加热区域参数,以便获得希望的板子温度 曲线。 可以存储大量加热元件的温度曲线和/或气流温度的对流返修机器,只是为板子上 热量情况近似指示。更精确的方法是在回流过程中连接一个K型热偶到PCB来检验PCB板 或者元件的实际温度曲线。另外,过程控制的最终形式是在过程中对焊点进行实际检 查,也就是观看回流点。参见下图。 [pic] 红外线回流焊炉和修复设备并不是新面孔。然而,由于以前使用的短波长IR有限的物 理效应,红外线已失去了一些市场。当热幅射均一地分布时,颜色深或者浅的物体吸收 和反射热辐射并不均衡。虽然这样的热源对PCB预热是完全可以接受的,但是对回流使用 短波长IR常常在反射引线达到合适的回流温度前使颜色深的元件体和FR4基底材料过热。 面阵列封装返修站的购买决定必须从技术要求的可靠基础开始,过程控制非常重要。 该设备必需能够让每个操作员始终确保质量,同时提高易用性。为获得高的投资回报, 在灵活性方面,它应当能够完成SMD、TH、塑料连接等等。这将以最小的成本提供最大的 用途。 2. 元器件的兼容性 焊接技术正向无铅焊料过渡,共晶焊料球在美国仍是标准选择,元器件厂家己经将 使用无铅焊球作为标准。 3. 温差设置 元器件表面的温差,是高质量返工和组装所必须考虑的一个因素。10℃增量通常认为可以 接受,器件上下部的温差是另一个重要因素 。 4. 温度曲线控制 为确保焊点不出现脆裂,温度要更好的控制,特别是对板子底部的加温过程。加热板 不能快速升温和降温,所以不适合于无铅焊接工艺的运用。 (二)维修曲线的设定与调整 BGA器件的维修(Rework),首当其冲的莫过于温度曲线(Themal Profiling)的设定,与正常生产的再流焊(Reflow)温度曲线相比,维修过程对温 度控制的要求则要高得多。因为在常规的再流焊炉腔内,温度流失几乎为零。而对 于维修而言,一般情况都是将PBA暴露在空气中对单个器件实施高温处理,在这种情 况下,温度的流失相当严重,对比,绝不能单靠升温来达到温度的补偿。这是因为 一方面对于器件体而言,过高的温度显然会损坏器件本身,而另一方面,升温必然 造成PBA的受热不均匀引起弯曲变形等负面影响,因此,设定合适的温度曲线是BGA 维修的关键。另外,由于PBA的材质,厚度及散热情况都不同,对应BGA的温度敏感 程度也各不相同。为了达到满意的维修效果,也就是对不同的PBA上的每一种器件设 定一条专用的温度曲线。 为了获得一条较为精确的温度曲线,热电偶的使用是必不可少的,一般说来, 都是要将热电偶放到BGA中心部位的焊盘上。但这样做主要问题在于很难保证将热电 偶连线能穿过焊球间的空隙非军事区以器件中心部件,特别是随着μBGA等超小形器 件的出现难测更大。另外,热电偶和焊盘的接触也存在很大问题,没有人可以保证 得到数据究竟是从焊球还是空隙处获得的。另一种方法是在贴放BGA的PBA反面,既 BGA中心的某个焊盘位置开一个孔,将热电偶从PBA底部伸进小孔并贴在焊盘的反面 用高温焊锡固定。这样基本可以保证热电偶和焊盘的接触,导热性也可以有所保证 。现大部分厂家采用的几乎都是这种方法。 (三)助焊膏的使用 一般情况,在贴放一个新的BGA器件之前,应使用专用的微型丝网在PCB焊盘上涂上 焊膏。但对于PBGA,MBGA等常用器件,也可以用直接涂抹焊膏的办法,利用焊球自 身的熔化进行焊接。当然,对于CBGA(Ceramic BGA),丝网和焊膏还是必须,因为CBGA的焊球熔点远比普通焊膏(Sn63/pb27)熔点 要高得金多。 (四)残留焊锡的去除和BGA器件的贴放 除了温度曲线之外,残留焊锡的去除和BGA器件的贴放也是维修中比较敏感的问 题,一般情况下,人们可能觉得这些问题还没有达到如此重要地步,但要实际操作 中,往往说是这些看似不是问题的问题,给BGA维修的一次成功率带来很大的负面影 响。 对于焊锡的去除,一般都采用吸锡铜线。但在实际操作过程中,往往由于操作 工的疏忽造成焊盘的损坏,而焊盘的损坏又会导致BGA维修的彻底失败,以致于PBA 未能修复而报废,因此,也就需要特别注意。这里提供两条小经验:一是可以在BG A拆下的较短时间内去除焊锡,因为这时候PBA还未完全冷却,温差对焊盘的损伤相 对较小;另一条是在去除焊锡的过程中可以使用一些助焊剂,这样可以提高焊锡“活 性”,更利于残留焊锡的去除。操作中切忌吸锡铜线在烙铁的重压下移动。而BGA的 重新贴放必然需要除锡达到“精加工”的程度,而这个“精加工”就目前的设备情况而 言,这只能由具备一定的技能的操作工完成。 (五)喷嘴的使用 所有热风加热的返修设备,对不同大小的BGA器件都要选用合适的喷嘴,那什 么才是最合适的呢。应该尽可能选用大于器件喷嘴,最好是喷嘴边缘离器件边缘2- 5mm左右,这样就能将器件完全覆盖,加热时才可能降低BGA器件中心及周边温差, 保证焊接。 [pic] [pic] 十、返修站操作注意事项 1. 打开返修站电源总开关后,首先检查上方热风嘴是否有冷风吹出,若无风吹出,严禁点 动启动开关,否则会烧毁上方主加热器;并根据PCB大小使用发热面积) 2. 返修不同的BGA,需设定不同的温度曲线,各段温度设定最高不能超过250℃;采用无铅 返修时可根据BGA锡珠的焊接温度曲线参考设定。 3. 进行BGA拆卸时,先将冷却风扇档位调到自动档,当温度曲线运行结束时,蜂鸣器自动 报警,此时用真空吸笔迅速将BGA吸离PCB板,然后再将PCB板从定位架上取走。 4. 进行BGA焊接时,先把冷却风扇调到自动档,当温度曲线运行结束时,蜂鸣器自动报警 ,冷却风扇开始对BGA和下加热区进行冷却,热风头同时吹冷风。此时将上方主加热器 提升,使热风喷嘴底部距离BGA上表面8~10MM,并保持冷却30~40秒,或者待启动开 关灯灭后,移开主加热器,再将PCB板从架上平移取走。 5. BGA安装前,必须逐片检查PCB板焊盘和BGA锡珠是否良好;BGA焊接后需逐片进行外观检 查,如发现异常,应停止安装BGA并检测温度,待调整正常后方可进行焊接,否则可能 会损坏BGA或PCB板。 6. 机器表面需定时清洗洁,特别是要保持红外发热板面的清洁,防止污物积留在上面而影 响正常热量幅射,导致焊接质量不良,并明显缩短红外发热体的使用寿命。 如因此原因而烧坏发热体,本公司将不负责免费更换。 7. 使用光学对位系统时,必须要使自锁限位开关(风头自锁、吸嘴自锁)处于自动工作状 态,否则吸嘴和热风头会被卡住而无法旋转。 未经本公司培训的操作人员不得随意更改各设定参数或擅自拆开机箱。 结 束 语 在电子产品尤其是电脑和通信类电子产品的生产领域,元器件向微小型化、多功 能化、绿色化发展,各式封装技术不断涌现,BGA/CSP是当今封装技术的主流。 为满足迅速增长的对BGA器件电路组装需求,制造者需选择更安全、更快、更便捷 的组装与返修设备工艺。 附: 装箱清单 |序号 |名 称 |规格及型号 |单位 |数量 |备 注 | |1 |BGA返修台 |DY-380B |台 |1 | | |2 |真空吸笔 | |支 |1 | | |3 |真空吸盘 | |只 |2 | | |4 |热风喷嘴 |DY-380B |个 |3 | | |5 |电源线 |220V |条 |1 | | |6 |产品说明书 |DY-380B |本 |1 | | | | | | | | | ----------------------- [pic] [pic] BGA返修台DY-380B使用说明书 0 0 S 0 0 12 13 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 AL2 AL1 AT OUT
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