Працэс рамонту друкаванай платы

Працэс пераробкі друкаваных плат (PCBA) — гэта працэдура выяўлення дэфектаў у вузлах з дрэннай пайкай або функцыянальнымі збоямі, выдалення дэфектных кампанентаў і паўторнай пайкі кваліфікаваных кампанентаў. Статыстыка паказвае, што прыблізна 5%-15% друкаваных плат патрабуюць пераробкі падчас вытворчасці электронных вырабаў.

Рамонт вырашае такія праблемы, як дэфекты пайкі і паломкі кампанентаў падчас вытворчасці, прычым адрамантаваны прадукт павінен адпавядаць першапачатковым вытворчым стандартам; рамонт тычыцца дэфектаў, выкліканых старэннем, няправільным выкарыстаннем і г.д. ва ўжо выкарыстаных прадуктах. Выдатным галіновым стандартам з'яўляецца кантроль узроўню дэфектаў рамонту ў межах 3%.

Тыповы працэс наступны: выяўленне няспраўнасцяў → вызначэнне месцазнаходжання дэфекту → выдаленне кампанента → ачыстка кантактных пляцовак → пайка новых кампанентаў → праверка і праверка. Сярод іх, выдаленне і пайка кампанентаў складаюць 60%-70% ад агульнага часу працэсу.

Нават на перадавых вытворчых лініях SMT узровень дэфектаў пайкі складае 0,1–1 % (напрыклад, пры халоднай пайцы і перамычках). Перапрацоўка можа палепшыць якасць прадукцыі, знізіць вытворчыя выдаткі і пазбегнуць браку ўсёй платы.

Гэта можа палепшыць выхад прадукцыі першага праходу, знізіць вытворчыя выдаткі, забяспечыць якасць і надзейнасць прадукцыі, а таксама знізіць выдаткі на пасляпродажнае абслугоўванне. Даследаванні паказваюць, што добрыя працэсы пераробкі могуць павысіць надзейнасць прадукцыі на 20%-30%.

У асноўным уключае станцыі рамонту гарачым паветрам, станцыі рамонту інфрачырвоным паветрам, станцыі рамонту BGA, помпы для адпайкі, мікраскопы і г.д. Сярод іх станцыі рамонту BGA маюць дакладнасць кантролю тэмпературы ±1℃, што падыходзіць для высокадакладнай рамонту кампанентаў BGA.

Ён генеруе гарачае паветра праз награвальную трубку і нагнетае яго праз сопла на кампаненты, якія падлягаюць перапрацоўцы, плавячы прыпой для выдалення або паяння. Тэмпература гарачага паветра звычайна рэгулюецца ў дыяпазоне 200-450℃, а хуткасць паветранага патоку — 5-50 л/мін.

Станцыі па перапрацоўцы BGA маюць незалежныя функцыі кантролю тэмпературы для некалькіх тэмпературных зон, што дазваляе кіраваць складанай тэмпературнай крывой, што падыходзіць для корпусных прылад, такіх як BGA і CSP; звычайныя станцыі па перапрацоўцы гарачым паветрам у асноўным выкарыстоўваюцца для традыцыйных корпусаў, такіх як QFP і SOP. Кошт станцыі па перапрацоўцы BGA прыкладна ў 3-5 разоў вышэйшы за кошт звычайнай станцыі па перапрацоўцы гарачым паветрам.

Яны падзяляюцца на ручныя паяльныя помпы, электрычныя паяльныя помпы і вакуумныя паяльныя пісталеты. Ручныя паяльныя помпы падыходзяць для выдалення невялікай колькасці паяных злучэнняў, электрычныя паяльныя помпы больш эфектыўныя, а вакуумныя паяльныя пісталеты падыходзяць для шматкантактных кампанентаў. Электрычныя паяльныя помпы выдаляюць прыпой у 3-5 разоў хутчэй, чым ручныя.

Для мініяцюрных корпусных прылад, такіх як 0201 і 01005, патрабуецца мікраскоп з павелічэннем у 50-100 разоў; для звычайных корпусных прылад дастаткова павелічэння ў 10-30 разоў. Мікраскопы з вялікім павелічэннем прыкладна ў 2-3 разы даражэйшыя за мікраскопы з малым павелічэннем.

Усталёўваецца ў залежнасці ад упакоўкі кампанентаў і тыпу прыпою. Для прыпою Sn63Pb37 тэмпература выдалення звычайна складае 350-380℃, а тэмпература паяння — 320-350℃; для прыпою без свінцу (напрыклад, SAC305) тэмпература выдалення складае 380-420℃, а тэмпература паяння — 350-380℃. Занадта высокая тэмпература лёгка пашкоджвае кампаненты, а занадта нізкая тэмпература перашкаджае плаўленню прыпою.

Звычайна яна ўключае зону папярэдняга нагрэву (хуткасць нагрэву 1-3℃/с, тэмпература 120-150℃), зону вытрымкі (150-180℃, 60-120 с), зону паяння (пікавая тэмпература 217-235℃, падтрымліваецца на працягу 30-60 с) і зону астуджэння (хуткасць астуджэння 2-4℃/с). Няправільная ўстаноўка тэмпературнай крывой можа выклікаць такія праблемы, як халодная пайка BGA і расколіны ў шарыках прыпоя.

Занадта высокая хуткасць паветранага патоку можа здзьмуць дробныя кампаненты або выклікаць разбрызгванне прыпою; занадта нізкая хуткасць паветранага патоку прыводзіць да недастатковай цеплаперадачы. Як правіла, хуткасць паветранага патоку для корпусаў класа 0402 і вышэй усталёўваецца на ўзроўні 10-20 л/мін, а для корпусаў класа 0201 і ніжэй — 5-10 л/мін.

Рэкамендуецца, каб час паяння аднаго злучэння не перавышаў 3 секунд, а бесперапыннае паянне — 10 секунд. Занадта доўгі час паяння павялічвае рызыку адклейвання меднай фальгі друкаванай платы на 30% і верагоднасць пашкоджання кампанентаў на 25%.

Рэгулюйце ў залежнасці ад памеру друкаванай платы і шчыльнасці кампанентаў, звычайна са шчыльнасцю магутнасці 1-3 Вт/см². Занадта высокая магутнасць можа выклікаць лакальны перагрэў і дэфармацыю друкаванай платы, а занадта нізкая магутнасць прывядзе да нізкай эфектыўнасці нагрэву.

Выкарыстоўвайце станцыю для рамонту гарачым паветрам, накіруйце сопла на кантакты, нагрэйце да тэмпературы 350-380℃ з хуткасцю паветранага патоку 15-20 л/мін і выміце кампанент пінцэтам пасля таго, як прыпой расплавіцца. Пасля вымання ачысціце кантактныя пляцоўкі адпайвальнікам.

Спачатку ўсталюйце адпаведную тэмпературную крывую. Пасля таго, як шарыкі прыпою цалкам расплавяцца, асцярожна выдаліце ​​BGA з дапамогай вакуумнага прысоскі; ачысціце рэшткі прыпою на кантактных пляцоўках і зноў злучыце іх з дапамогай паяльнай пасты. Дзякуючы супадзенню тэмпературнай крывой, верагоднасць выдалення BGA складае 85%.

Запішыце кірунак палярнасці кампанента, каб пазбегнуць зваротнай усталёўкі; звяртайце ўвагу на раўнамерны нагрэў падчас зняцця, каб пазбегнуць выбуху кампанента з-за лакальнага перагрэву. Няправільная палярнасць усталёўкі павялічвае ўзровень адмоваў вырабу на 40%.

У такіх выпадках для вызначэння месцазнаходжання паяных злучэнняў патрабуецца рэнтгенаўскі кантроль, а для выдалення выкарыстоўваюцца лакальныя метады награвання (напрыклад, лазерны нагрэў). Гэта даволі складана, і ўзровень поспеху складае толькі 60%-70%.

Кантралюйце тэмпературу і час нагрэву і пазбягайце паўторнага нагрэву аднаго і таго ж месца; выкарыстоўвайце адпаведныя інструменты, такія як ламы, каб дапамагчы зняць буйныя кампаненты, каб паменшыць нацяжэнне друкаванай платы. Правільная эксплуатацыя можа знізіць узровень пашкоджання друкаванай платы на 50%.

Ачысціце рэшткі прыпою на кантактных пляцоўках з дапамогай кнота для адпаяння з дапамогай паяльніка: намачыце кнот у флюсе, пакладзеце яго на пляцоўку і нагрэйце паяльнікам, каб увабраць прыпой. Падбярыце шырыню кнота да шырыні пляцоўкі, каб пазбегнуць празмернай або недастатковай ачысткі.

Акуратна адшліфуйце акіслены пласт дробнай наждачнай паперай, нанёс флюс і нагрэйце, каб аднавіць паяльнасць. Неапрацаваныя акісленыя кантактныя пляцоўкі могуць выклікаць 80% дэфектаў паяння.

Для частковага адлучэння выкарыстоўвайце перамычкі; для поўнага адлучэння перарабіце кантактную пляцоўку (медзьце, нанясіце паяльную маску) і праверце электрычныя характарыстыкі пасля рамонту.

Выкарыстоўвайце наканечнік паяльніка ў форме зубіла, каб выраўнаваць лішні прыпой, і пры неабходнасці адшліфуйце. Памылка плоскаснасці павінна быць у межах ±0,05 мм, каб пазбегнуць праблем з пайкай.

Так. Выкарыстоўвайце бязводны этанол або спецыяльныя ачышчальныя сродкі для выдалення рэшткаў флюсу і прымешак, каб пазбегнуць павелічэння дэфектаў пайкі і карозіі друкаванай платы на 20%.

Праверце спецыфікацыі кампанентаў, апрацуйце пляцоўкі луджай і падрыхтуйце адпаведныя інструменты і флюс. Недастатковая падрыхтоўка можа прывесці да 30% пераробкі.

Выкарыстоўвайце мікраскоп і станцыю для рамонту гарачым паветрам або паяльнік з вострым канцом. Спачатку замацуйце адзін кантакт, а потым прыпаяйце астатнія, каб забяспечыць дакладнае пазіцыянаванне.

Выкарыстоўвайце рэнтгенаўскі аналіз для праверкі злучэнняў прыпоя (узровень пустотнасці ≤5%) і мультыметр для праверкі электрычнай бесперапыннасці. Рэнтгенаўскі аналіз выяўляе больш за 90% дэфектаў.

Перад пайкай зафіксуйце кампаненты клеем або флюсам і раўнамерна награвайце іх, каб пазбегнуць цеплавога напружання. Зрушэнне складае 15%-20% дэфектаў пайкі.

Медныя правады добра паяюцца; жалезныя правады патрабуюць папярэдняга луджэння; легаваныя правады патрабуюць адпаведнага флюсу. Неапрацаваныя жалезныя правады маюць 70% дэфектаў пайкі.

Уключае візуальны агляд, выпрабаванні электрычных характарыстык (цэласнасць, супраціўленне ізаляцыі) і функцыянальныя выпрабаванні. Візуальны агляд выяўляе 70%-80% відавочных дэфектаў.

Праверце наяўнасць поўных, гладкіх паяных злучэнняў без халоднай пайкі, перамычак або ледзяшоў; пераканайцеся, што правады цалкам прыпаяны і не пашкоджаны. Патрабуецца адпаведнасць стандартам IPC-A-610.

Выяўляе якасць унутраных паяных злучэнняў кампанентаў BGA/CSP, ідэнтыфікуючы халодную пайку, трэшчыны ў шарыках прыпою і пустэчы, з узроўнем выяўлення ўнутраных дэфектаў больш за 95%.

Правярае электрычныя характарыстыкі з дапамогай прыстасаванняў з цвікамі, выяўляе кароткія замыканні, абрывы і праблемы з параметрамі кампанентаў, ахопліваючы 80%-90% электрычных злучэнняў.

Інтэграваць друкаваную плату ў сістэму для мадэлявання рэальных умоў працы і праверкі функцыянальнасці, выяўляючы 90% функцыянальных паломак, выкліканых зваркай.

Прычыны: брудныя электроды, недастатковая тэмпература, неэфектыўны флюс. Рашэнні: паўторна ачысціць электроды, адрэгуляваць тэмпературу/час і замяніць флюс на высакаякасныя альтэрнатывы.

Выдаліце ​​лішні прыпой з дапамогай прыпою/пражэктара, адрэгулюйце тэмпературу паяння і хуткасць паветранага патоку, каб пазбегнуць разбрызгвання. Пры правільным абыходжанні ўзровень рамонту складае 95%.

Магчымыя прычыны: пашкоджанне кампанентаў, перагрэў падчас паяння, няправільная палярнасць. Статыстыка паказвае, што пашкоджанне кампанентаў складае 40%, перагрэў — 30%.

Выпраўце нязначную дэфармацыю награваннем; заменіце друкаваныя платы пры значнай дэфармацыі. Кантроль тэмпературы/часу зніжае хуткасць дэфармацыі на 60%.

Выкарыстоўвайце статычныя рабочыя сталы, бранзалеты і пінцэты; падтрымлівайце адноснай вільготнасці 40–60 %, каб знізіць пашкоджанне ад статычнага разраду на 90 %.

Аператары павінны насіць ахоўныя акуляры/пальчаткі, каб пазбегнуць апёкаў; зазямляць абсталяванне, каб пазбегнуць паражэння электрычным токам; пазначаць абсталяванне, якое працуе з высокай тэмпературай, папераджальнымі знакамі.

Адходы, прыпой і флюс з'яўляюцца небяспечнымі адходамі, якія патрабуюць утылізацыі кваліфікаванымі службамі; ачыстка сцёкавых вод павінна адпавядаць стандартам скіду GB 8978.

Большасць флюсаў лёгкаўзгаральныя і павінны захоўвацца ў прахалодных, вентыляваных памяшканнях удалечыні ад крыніц агню; пазбягайце кантакту са скурай/вачамі і неадкладна прамыйце вадой у выпадку траплення.

Рэгулярна чысціце абсталяванне ад рэшткаў прыпою і флюсу; усталюйце абарону ад перагрэву, каб аўтаматычна адключаць харчаванне пры перавышэнні тэмпературных абмежаванняў.

Павінна адпавядаць дырэктывам RoHS, абмяжоўваць выкарыстанне небяспечных рэчываў, такіх як свінец/ртуць/кадмій, мінімізаваць выпарэнне флюсу і выкарыстоўваць экалагічна чыстыя ачышчальныя сродкі.

Аптымізуйце працэсы, укараняйце аўтаматызаванае абсталяванне і навучайце аператараў. Аўтаматызаванае абсталяванне можа павысіць эфектыўнасць на 30–50 %.

Скараціць колькасць другаснай дапрацоўкі з-за няправільнай эксплуатацыі, рацыянальна выбіраць інструменты/матэрыялы і аптымізаваць працэсы для зніжэння першапачатковага ўзроўню дэфектаў. Другасная дапрацоўка складае 25%-35% ад агульных выдаткаў.

Аптымізацыя параметраў працэсу, выбар адпаведнага флюсу/прыпою, а таксама паляпшэнне кантролю першага вырабу і адбору проб у працэсе вытворчасці. Паляпшэнні працэсу могуць знізіць узровень дэфектаў на 40–60 %.

Паляпшае стабільнасць якасці, памяншае колькасць памылак з-за чалавечага фактару, спрыяе навучанню новых супрацоўнікаў і павышае эфектыўнасць. Стандартызацыя можа скараціць ваганні ўзроўню дэфектаў на 50%.

Правядзіце выпрабаванні на старэнне (24-100 гадзін) і выпрабаванні на ўздзеянне навакольнага асяроддзя (высокая тэмпература/вільготнасць/вібрацыя) на перапрацаваных вырабах для ацэнкі іх доўгатэрміновай надзейнасці.

Неабходна ўлічваць патрабаванні да перапрацоўкі як SMT-, так і THT-кампанентаў. Пры дэмантажы THT-кампанентаў варта звярнуць увагу на ўплыў на SMT-прылады. Складанасць перапрацоўкі на 30–50 % вышэйшая, чым у выпадку з чыстымі SMT-платамі.

Матэрыял мяккі і лёгка дэфармуецца, таму для мацавання патрабуюцца спецыяльныя прыстасаванні; тэмпература нагрэву павінна быць на 10-20℃ ніжэй, чым у цвёрдай друкаванай платы, каб пазбегнуць пашкоджання падкладкі.

Унутраны ланцуг складаны, і цеплаперадача падчас награвання нераўнамерная, што можа выклікаць кароткае замыканне або разрыў ланцуга ўнутранага пласта; рамонт пракладкі складаны, і ўзровень поспеху пераробкі складае толькі 50%-60%.

Спачатку зніміце экрануючую крышку і абараніце ўнутраныя кампаненты. Пасля рамонту ўсталюйце яе назад, каб забяспечыць эфект экранавання. Няправільная эксплуатацыя паўплывае на электрамагнітную сумяшчальнасць.

Ён мае добрую цеплаправоднасць і высокую далікатнасць. Патрабуе хуткага нагрэву, каб пазбегнуць расколін, выкліканых лакальнай канцэнтрацыяй напружанняў, і хуткасць нагрэву пераважна кантралюецца на ўзроўні 5-10℃/с.

Ім неабходна авалодаць такімі навыкамі, як ідэнтыфікацыя кампанентаў, тэхналогія зваркі, эксплуатацыя абсталявання і аналіз няспраўнасцей, а таксама быць знаёмымі са стандартамі, такімі як IPC-A-61. Узровень дэфектаў прафесійна падрыхтаванага персаналу на 40% ніжэйшы, чым у пачаткоўцаў.

Яна ўключае ў сябе тэарэтычную падрыхтоўку (веданне працэсаў, стандартныя спецыфікацыі) і практычную падрыхтоўку (эксплуатацыя абсталявання, практыка зваркі) з ацэнкай пасля навучання, і цыкл звычайна складае 1-2 тыдні.

Ён уключае інструкцыі па працэсе пераробкі, інструкцыі па эксплуатацыі абсталявання, стандарты кантролю якасці, запісы па пераробцы і г.д., што можа палепшыць адсочванне і эфектыўнасць аналізу праблем.

Усталюйце ключавыя кантрольныя пункты (напрыклад, зняцце кампанентаў, ачыстка пляцоўкі, зварка і г.д.) і правядзіце кантроль першых дэталяў, патрульны кантроль і кантроль гатовай прадукцыі, што можа знізіць узровень дэфектаў на 30%-40%.

Збірайце дадзеныя аб перапрацоўцы для аналізу праблем, праводзьце тэхналагічныя выпрабаванні для аптымізацыі параметраў і ўкараняйце новыя тэхналогіі і абсталяванне, што можа павысіць эфектыўнасць на 10%-15% штогод.

Выбірайце ў адпаведнасці з тыпам прыпою для друкаванай платы, аддавайце перавагу прадуктам з падобным складам і ўлічвайце такія характарыстыкі, як тэмпература плаўлення, змочвальнасць і надзейнасць.

Яны падзяляюцца на флюсы, якія не патрабуюць ачысткі, водарастваральныя і флюсы на аснове каніфолі. Флюсы, якія не патрабуюць ачысткі, падыходзяць для выпадкаў з нізкімі патрабаваннямі да чысціні, а водарастваральныя флюсы зручныя для ачысткі, але варта ўлічваць іх рэшткі.

Ён выкарыстоўваецца для фіксацыі дробных кампанентаў або прадухілення зрушэння падчас зваркі і павінен мець добрую трываласць злучэння (≥5 Н/мм²) і тэмпературную ўстойлівасць.

Выбірайце ў залежнасці ад тыпу флюсу (напрыклад, ізапрапілавы спірт для флюсу на аснове каніфолі), а таксама ўлічвайце ахову навакольнага асяроддзя, карозію і лятучасць.

Неабходна праверыць мадэль, спецыфікацыю, знешні выгляд, электрычныя характарыстыкі і г.д., каб забяспечыць адпаведнасць зыходным кампанентам. Няякасныя ўваходныя матэрыялы павялічваюць узровень адмоваў пры пераробцы на 20%.

Ачышчайце паветраную фарсунку ад прымешак, каб прадухіліць закаркаванне, рэгулярна правярайце стан награвальнай трубкі і калібруйце тэмпературу, а таксама змазвайце механічныя кампаненты. Закаркаванне паветранай фарсункі павялічвае ўзровень дэфектаў зваркі прыкладна на 15%.

Тэмпература калібруецца раз на месяц (хібнасць ≤±1℃), а вышыня восі Z калібруецца раз на квартал (дакладнасць ≤±0,05 мм). Адсутнасць каліброўкі можа павялічыць колькасць пустот пры зварцы на 20%.

Недастатковае ўсмоктванне: заменіце ўшчыльняльнае кольца ручнога помпы для адпаяння, праверце вакуумную помпу або ачысціце засор электрычнага помпы для адпаяння; не атрымліваецца адпаяць: праверце, ці не пашкоджана або не забіта сопла, заменіце і ачысціце рэшткі прыпою.

Звычайна яго замяняюць кожныя 1-2 гады ў залежнасці ад частаты выкарыстання. Пасля старэння аднастайнасць тэмпературы памяншаецца, а ўзровень дэфектаў зваркі павялічваецца прыкладна на 12%.

Рэгулярна чысціце аб'ектыў спецыяльнай паперай для лінзаў, пазбягайце сутыкненняў, каб прадухіліць зрушэнне аптычных кампанентаў, і штогод калібруйце фокусную адлегласць, каб забяспечыць выразнае выява.

Спачатку выкарыстоўвайце хімічныя растваральнікі (напрыклад, ацэтон) для растварэння матэрыялу для капсуляцыі, пасля выдалення апрацуйце ў адпаведнасці з традыцыйным працэсам і пасля завяршэння зноў капсулюйце, звяртаючы ўвагу на цякучасць і ўмовы зацвярдзення матэрыялу.

Прыярытэт аддаецца выдаленню буйных кампанентаў, якія вылучаюць вялікую колькасць цяпла, каб пазбегнуць уздзеяння на адрамантаваныя дэталі; прытрымлівайцеся прынцыпу зніжэння рызык ад лёгкага да цяжкага.

Патрабуецца спецыяльнае абсталяванне (напрыклад, станцыя перапрацоўкі фліп-чыпаў), а таксама выкарыстоўваецца тэхналогія лазернага нагрэву або ультрагукавой зваркі. Параметры вызначаюцца шляхам папярэдняга тэсціравання, і ўзровень поспеху звычайна складае 60%-70%.

Выкарыстоўвайце мультыметр для праверкі цэласнасці цеплаправоднасці, каб знайсці кропку кароткага замыкання, а таксама праверце і вырашыце такія праблемы, як перамычка рэшткамі прыпою, няправільнае размяшчэнне кантактаў кампанентаў і пашкоджанне схемы друкаванай платы.

Праверце, ці добрае зазямленне і ці ўсталявана экраніруючая вечка, ці не пашкоджана сігнальная лінія падчас зваркі, выкарыстоўвайце аналізатар спектру для выяўлення крыніцы перашкод і прыміце такія меры, як экранаванне і фільтрацыя.

Аналізуйце дадзеныя пераробкі з дапамогай машыннага навучання, каб прагназаваць дэфекты, выкарыстоўвайце візуальнае распазнаванне для аўтаматычнага вызначэння дэфектных кампанентаў і інтэлектуальна карэктуйце параметры абсталявання для павышэння эфектыўнасці і якасці.

Ён будзе развівацца ў напрамку высокадакладнай і шматфункцыянальнай інтэграцыі (напрыклад, інтэграцыя рэнтгенаўскага кантролю, аўтаматычнай пасадкі шарыкаў, зваркі і г.д.), а таксама рэалізаваць узаемасувязь з сістэмай MES для паляпшэння інтэлектуальнага кіравання.

Прасоўваць экалагічна чыстыя флюсы і ачышчальныя сродкі, распрацоўваць абсталяванне з нізкім спажываннем энергіі і вывучаць тэхналогіі неразбуральнай перапрацоўкі для скарачэння забруджвання і страт рэсурсаў.

Ён можа хутка вырабляць прыстасаванні для пераробкі, каб знізіць выдаткі, і выкарыстоўваецца для рамонту лакальных пашкоджанняў друкаванай платы (напрыклад, друку праводзячых ліній) для спрашчэння складаных працэсаў.

Рэалізаваць лічбавае кіраванне і дыстанцыйны маніторынг абсталявання для перапрацоўкі, аптымізаваць працэсы з дапамогай аналізу вялікіх дадзеных і стварыць сістэмы адсочвання перапрацоўкі прадукцыі для паляпшэння кантролю якасці.