PCBA-korjausprosessi

Piirilevyjen (PCBA) uudelleentyöstöprosessi on menetelmä, jolla paikannetaan vikoja huonosti juotetuista tai toiminnallisista häiriöistä kärsivistä kokoonpanoista, poistetaan vialliset komponentit ja juotetaan uudelleen hyväksytyt komponentit. Tilastot osoittavat, että noin 5–15 % piirilevyistä vaatii uudelleentyöstöä elektroniikkatuotteiden valmistuksen aikana.

Uudelleentyöstössä käsitellään esimerkiksi juotosvirheitä ja komponenttivikoja tuotannon aikana, ja korjatun tuotteen on täytettävä alkuperäiset tuotantostandardit; korjaus puolestaan ​​käsittelee jo käytettyjen tuotteiden ikääntymisestä, virheellisestä käytöstä jne. johtuvia vikoja. Erinomainen alan standardi on pitää uudelleentyöstövirheiden määrä 3 prosentin sisällä.

Tyypillinen prosessi on: vianmääritys → vian paikantaminen → komponentin poisto → juotosalustan puhdistus → uuden komponentin juottaminen → tarkastus ja varmennus. Näistä komponentin poisto ja juottaminen muodostavat 60–70 % prosessin kokonaisajasta.

Edistyneilläkin SMT-tuotantolinjoilla on edelleen 0,1–1 %:n juotosvirheprosentti (kuten kylmäjuotos ja siltaus). Uudelleentyöstö voi parantaa tuotteiden kelpoisuusastetta, alentaa tuotantokustannuksia ja välttää koko piirilevyn romuttamista.

Se voi parantaa tuotteen ensikierron saantoa, alentaa tuotantokustannuksia, varmistaa tuotteen laadun ja luotettavuuden sekä alentaa jälkimarkkinointikustannuksia. Tutkimukset osoittavat, että hyvät uudelleenkäsittelyprosessit voivat lisätä tuotteen luotettavuutta 20–30 %.

Sisältää pääasiassa kuumailmatyöstöasemia, infrapunatyöstöasemia, BGA-työstöasemia, juotteenpoistopumppuja, mikroskooppeja jne. Näistä BGA-työstöasemien lämpötilan säätötarkkuus on ±1 ℃, mikä soveltuu erittäin tarkkaan BGA-komponenttien työstöön.

Se tuottaa kuumaa ilmaa lämmitysputken läpi ja puhaltaa kuumaa ilmaa suuttimen kautta työstettävien komponenttien päälle, sulattaen juotteen irrotusta tai juottamista varten. Kuuman ilman lämpötilaa voidaan yleensä säätää välillä 200–450 ℃ ja ilmannopeutta 5–50 l/min.

BGA-muokkausasemilla on itsenäiset lämpötilan säätötoiminnot useille lämpötila-alueille, mikä mahdollistaa monimutkaisen lämpötilakäyrän säädön ja sopii näin ollen pakatuille laitteille, kuten BGA:lle ja CSP:lle. Tavallisia kuumailmamuokkausasemia käytetään enimmäkseen perinteisille paketeille, kuten QFP:lle ja SOP:lle. BGA-muokkausaseman hinta on noin 3–5 kertaa tavallisten kuumailmamuokkausasemien hinta.

Ne jaetaan manuaalisiin juotenpoistopumppuihin, sähköisiin juotenpoistopumppuihin ja tyhjiökäyttöisiin juotenpoistopistooleihin. Manuaaliset juotenpoistopumput soveltuvat pienen määrän juotosliitosten poistamiseen, sähköiset juotenpoistopumput ovat tehokkaampia ja tyhjiökäyttöiset juotenpoistopistoolit sopivat moninastaisille komponenteille. Sähköiset juotenpoistopumput poistavat juotteen 3–5 kertaa nopeammin kuin manuaaliset.

Pienille pakatuille laitteille, kuten 0201 ja 01005, tarvitaan 50–100-kertainen suurennus mikroskooppi; perinteisille pakatuille laitteille riittää 10–30-kertainen suurennus. Suurella suurennuksella varustetut mikroskoopit ovat noin 2–3 kertaa kalliimpia kuin pienellä suurennuksella varustetut.

Aseta komponentin pakkauksen ja juotostyypin mukaan. Sn63Pb37-juotteelle poistolämpötila on yleensä 350–380 ℃ ja juotoslämpötila 320–350 ℃; lyijyttömälle juotteelle (kuten SAC305) poistolämpötila on 380–420 ℃ ja juotoslämpötila 350–380 ℃. Liian korkea lämpötila vahingoittaa helposti komponentteja, kun taas liian matala lämpötila estää juotteen sulamisen.

Se sisältää yleensä esilämmitysvyöhykkeen (lämmitysnopeus 1–3 ℃/s, lämpötila 120–150 ℃), liotusvyöhykkeen (150–180 ℃, 60–120 s), uudelleenjuotosvyöhykkeen (huippulämpötila 217–235 ℃, ylläpidetään 30–60 s) ja jäähdytysvyöhykkeen (jäähdytysnopeus 2–4 ℃/s). Lämpötilakäyrän virheellinen asetus voi aiheuttaa ongelmia, kuten BGA-kylmäjuottamisen ja juotospallojen halkeilun.

Liian suuri ilmannopeus voi puhaltaa pois pieniä komponentteja tai aiheuttaa juotteen roiskumista; liian pieni ilmannopeus johtaa riittämättömään lämmönsiirtoon. Yleensä 0402- ja sitä suurempien pakkausten ilmannopeus asetetaan arvoon 10–20 l/min ja 0201- ja sitä pienempien pakkausten 5–10 l/min.

Yksittäisen juotoskohdan juotosaikaa ei suositella ylitettävän yli 3 sekuntia eikä jatkuvaa juottamista ylitetä 10 sekuntia. Liian pitkä juotosaika lisää piirilevyn kuparifolion irtoamisen riskiä 30 % ja komponenttien vaurioitumisen todennäköisyyttä 25 %.

Säädä piirilevyn koon ja komponenttitiheyden mukaan, yleensä tehotiheydellä 1–3 W/cm². Liian suuri teho voi aiheuttaa piirilevyn paikallista ylikuumenemista ja muodonmuutoksia, kun taas liian pieni teho johtaa alhaiseen lämmitystehokkuuteen.

Käytä kuumailmatyöstöasemaa, suuntaa suutin nastoihin, kuumenna 350–380 ℃:ssa 15–20 l/min ilmannopeudella ja poista komponentti pinseteillä juotteen sulamisen jälkeen. Puhdista irrottamisen jälkeen juotoskohdat juotoslangalla.

Aseta ensin sopiva lämpötilakäyrä. Kun juotospallot ovat täysin sulaneet, poista BGA varovasti imukynällä; puhdista jäännösjuote padeista ja aseta pallot takaisin juotospastalla. BGA:n poiston onnistumisprosentti on 85 % lämpötilakäyrän vastaavuuden ansiosta.

Kirjaa komponentin napaisuussuunta väärinpäin asennuksen välttämiseksi; kiinnitä huomiota tasaiseen lämmitykseen irrotuksen aikana, jotta komponentti ei räjähdy paikallisen ylikuumenemisen vuoksi. Väärä napaisuusasennus lisää tuotteen vikaantumisriskiä 40 %.

Tällaisissa tapauksissa juotosliitosten sijainnin määrittämiseksi tarvitaan röntgentarkastus, ja poistamiseen käytetään paikallisia lämmitysmenetelmiä (kuten laserlämmitystä). Se on melko vaikeaa, ja onnistumisprosentti on vain 60–70 %.

Hallitse lämmityslämpötilaa ja -aikaa ja vältä saman kohdan toistuvaa lämmittämistä. Käytä sopivia työkaluja, kuten sorkkarautaa, suurten komponenttien irrottamiseen, jotta piirilevyyn kohdistuva veto vähenee. Oikea käyttö voi vähentää piirilevyn vaurioitumisriskiä 50 %.

Puhdista juotosjäämät juotosalustoista juotoslangan avulla ja juotinkolvilla: kasta lanka juoksuteessa, aseta se juotosalustaan ​​ja kuumenna lankaa käyttäen, jotta juotos imeytyy. Sovita langan leveys juotosalustaan, jotta vältät liiallisen tai riittämättömän puhdistuksen.

Hio hapettunut kerros varovasti hienolla hiekkapaperilla, levitä juoksutetta ja kuumenna juotettavuuden palauttamiseksi. Käsittelemättömät hapettuneet juotoskohdat voivat aiheuttaa 80 %:n juotosvirheprosentin.

Osittaiseen irrotukseen käytä hyppyjohtimia; täydelliseen irrotukseen tee kosketuspinta uudelleen (kuparointi, juotosmaskipinnoite) ja testaa sähköinen suorituskyky korjauksen jälkeen.

Käytä taltan muotoista juotinkolvin kärkeä ylimääräisen juotteen tasoittamiseen ja hio tarvittaessa. Tasomaisuusvirheen on oltava ±0,05 mm:n sisällä juotosongelmien välttämiseksi.

Kyllä. Käytä vedetöntä etanolia tai erikoispuhdistusaineita jäännösfluksin ja epäpuhtauksien poistamiseen, jotta juotosvirheiden ja piirilevyjen korroosion määrä kasvaa 20 %.

Tarkista komponenttien tekniset tiedot, tinaa tyynyt ja valmistele asianmukaiset työkalut ja juoksute. Riittämätön valmistelu voi aiheuttaa 30 %:n uudelleentyömäärän.

Käytä mikroskooppia ja kuumailmatyöasemaa tai teräväkärkistä juotinta. Kiinnitä ensin yksi tappi ja juota sitten loput varmistaaksesi tarkan sijoituksen.

Tarkista juotospalloliitokset röntgenillä (tyhjiöprosentti ≤5 %) ja sähköinen jatkuvuus yleismittarilla. Röntgen havaitsee yli 90 % vioista.

Kiinnitä komponentit liimalla tai juoksuttimella ennen juottamista ja lämmitä tasaisesti lämpöjännityksen välttämiseksi. Siirtyminen aiheuttaa 15–20 % juotosvirheistä.

Kuparijohtimet ovat erittäin helposti juotettavia; rautajohtimet vaativat esitinan ja seosjohtimet vastaavan juoksutteen. Käsittelemättömien rautajohtimien juotosvirheprosentti on 70 %.

Sisältää silmämääräisen tarkastuksen, sähköiset suorituskykytestit (jatkuvuus, eristysvastus) ja toiminnalliset testit. Silmämääräisessä tarkastuksessa havaitaan 70–80 % ilmeisistä vioista.

Tarkista, että juotokset ovat täydelliset ja sileät ilman kylmäjuottamista, oikosulkuja tai jääpuikkoja; varmista, että johdot on juotettu kokonaan ja vahingoittumattomina. IPC-A-610-standardin noudattaminen vaaditaan.

Havaitsee BGA/CSP-komponenttien sisäisen juotosliitoksen laadun, tunnistaen kylmäjuottamisen, säröilleet juotospallot ja ontelot, ja yli 95 %:n vianhavaintoaste sisäisissä ongelmissa.

Testaa sähköistä suorituskykyä naulakiinnitysten avulla, havaitsemalla oikosulut, avoimet johdot ja komponenttiparametreihin liittyvät ongelmat, kattaen 80–90 % sähköliitännöistä.

Integroi piirilevy järjestelmään simuloidaksesi todellisia työolosuhteita ja testataksesi toiminnallisuutta, tunnistaen 90 % hitsauksen aiheuttamista toiminnallisista häiriöistä.

Syyt: likaiset tyynyt, riittämätön lämpötila, tehoton juoksute. Ratkaisut: puhdista tyynyt uudelleen, säädä lämpötilaa/aikaa ja vaihda juoksute korkealaatuiseen vaihtoehtoon.

Poista ylimääräinen juote juotoslangalla/-raudalla ja säädä juotoslämpötilaa ja ilmannopeutta roiskumisen estämiseksi. Asianmukaisella käsittelyllä saavutetaan 95 %:n korjausaste.

Mahdollisia syitä: komponenttien vaurioituminen, ylikuumeneminen juottamisen aikana, käänteinen napaisuus. Tilastojen mukaan komponenttien vaurioituminen on syynä 40 %:iin ja ylikuumeneminen 30 %:iin.

Korjaa pienet muodonmuutokset lämmittämällä; vaihda vakavat piirilevyt. Lämpötilan/ajan kontrollointi vähentää muodonmuutosnopeutta 60 %.

Käytä ESD-turvallisia työpöytiä, rannehihnoja ja pinsettejä; pidä suhteellinen kosteus 40–60 %:ssa vähentääksesi ESD-vaurioita 90 %:lla.

Käyttäjien on käytettävä suojalaseja/käsineitä palovammojen välttämiseksi; maadoita laitteet sähköiskun välttämiseksi; merkitse korkean lämpötilan laitteet varoitusmerkeillä.

Jätekomponentit, juote ja fluksiini ovat vaarallista jätettä, jonka hävittämiseen on käytettävä päteviä yksiköitä; jäteveden puhdistuksessa on täytettävä GB 8978 -päästöstandardit.

Useimmat fluksit ovat syttyviä ja ne tulee säilyttää viileässä, tuuletetussa tilassa, poissa avotulesta. Vältä iho- ja silmäkosketusta ja huuhtele välittömästi vedellä, jos ainetta joutuu silmiin.

Puhdista juotosjäämät ja juoksutusaine säännöllisesti laitteista; asenna ylikuumenemissuoja, joka sammuttaa laitteet automaattisesti, kun lämpötilarajat ylittyvät.

On noudatettava RoHS-direktiivejä, rajoitettava vaarallisten aineiden, kuten lyijyn/elohopean/kadmiumin, käyttöä, minimoitava juoksuttimen haihtuminen ja käytettävä ympäristöystävällisiä puhdistusaineita.

Optimoi prosesseja, ota käyttöön automatisoituja laitteita ja kouluta kuljettajia. Automatisoidut laitteet voivat lisätä tehokkuutta 30–50 %.

Vähennä virheellisestä käytöstä johtuvaa toissijaista uudelleentyöstöä, valitse työkalut/materiaalit rationaalisesti ja optimoi prosessit alkuperäisten vikamäärien pienentämiseksi. Toissijainen uudelleentyöstö muodostaa 25–35 % kokonaiskustannuksista.

Optimoi prosessiparametrit, valitse sopiva juoksute/juotos ja tehosta ensimmäisen kappaleen tarkastusta ja prosessinaikaista näytteenottoa. Prosessien parannukset voivat vähentää vikamääriä 40–60 %.

Parantaa laadun vakautta, vähentää inhimillisiä virheitä, helpottaa uusien työntekijöiden koulutusta ja parantaa tehokkuutta. Standardointi voi kaventaa vikamäärän vaihteluita 50 %:lla.

Suorita muokatuille tuotteille ikääntymistestit (24–100 tuntia) ja ympäristötestit (korkea lämpötila/kosteus/tärinä) pitkäaikaisen luotettavuuden arvioimiseksi.

Sekä SMT- että THT-komponenttien uudelleentyöstövaatimukset on otettava huomioon. THT-komponentteja irrotettaessa on kiinnitettävä huomiota SMT-laitteisiin kohdistuviin vaikutuksiin. Uudelleentyöstön vaikeus on 30–50 % suurempi kuin puhtaiden SMT-levyjen.

Materiaali on pehmeää ja helposti muovautuvaa, joten kiinnittämiseen tarvitaan erityisiä kiinnikkeitä; lämmityslämpötilan tulisi olla 10–20 ℃ alhaisempi kuin jäykän piirilevyn lämpötilan, jotta alusta ei vahingoitu.

Sisäinen piiri on monimutkainen ja lämmönsiirto on epätasaista lämmityksen aikana, mikä on altis sisäkerroksen oikosululle tai avoimelle piirille; tyynyn korjaus on vaikeaa ja uudelleentyöstön onnistumisprosentti on vain 50–60 %.

Irrota ensin suojakansi ja suojaa sisäiset komponentit. Asenna se takaisin uudelleenkäsittelyn jälkeen suojauksen varmistamiseksi. Virheellinen käyttö vaikuttaa sähkömagneettiseen yhteensopivuuteen.

Sillä on hyvä lämmönjohtavuus ja korkea hauraus. Se vaatii nopeaa lämmitystä paikallisen jännityskonsentraation aiheuttaman halkeilun välttämiseksi, ja lämmitysnopeutta on mieluiten säädettävä 5–10 ℃/s:iin.

Heidän on hallittava taitoja, kuten komponenttien tunnistaminen, hitsaustekniikka, laitteiden käyttö ja vika-analyysi, sekä oltava perehtyneitä standardeihin, kuten IPC-A-61. Ammattitaitoisen henkilöstön vikaantumisaste on 40 % pienempi kuin aloittelijoiden.

Se sisältää teoreettisen koulutuksen (prosessitietämys, standardien eritelmät) ja käytännön koulutuksen (laitteiden käyttö, hitsauskäytäntö), ja koulutuksen jälkeen on arviointi. Koulutusjakso on yleensä 1–2 viikkoa.

Se sisältää uudelleenkäsittelyprosessien ohjeet, laitteiden käyttöoppaat, laaduntarkastusstandardit, uudelleenkäsittelytietueet jne., jotka voivat parantaa jäljitettävyyttä ja ongelma-analyysin tehokkuutta.

Aseta keskeiset tarkastuspisteet (kuten komponenttien poisto, tyynyjen puhdistus, hitsaus jne.) ja suorita ensimmäisen kappaleen tarkastus, partiointitarkastus ja valmiin tuotteen tarkastus, mikä voi vähentää vikaprosenttia 30–40 %.

Kerää uudelleenkäsittelydataa ongelmien analysoimiseksi, suorita prosessitestejä parametrien optimoimiseksi ja ota käyttöön uusia teknologioita ja laitteita, jotka voivat lisätä tehokkuutta 10–15 % vuodessa.

Valitse alkuperäisen piirilevyjen juotostyypin mukaan, anna etusija saman koostumuksen omaaville tuotteille ja ota huomioon suorituskyky, kuten sulamispiste, kostuvuus ja luotettavuus.

Ne jaetaan puhdistamattomiin juoksutteisiin, vesiliukoisiin juoksutteisiin ja hartsipohjaisiin juoksutteisiin. Puhdistamaton juoksute sopii tilanteisiin, joissa puhtausvaatimukset ovat alhaiset, ja vesiliukoinen juoksute sopii puhdistukseen, mutta jäämien määrä on huomioitava.

Sitä käytetään pienten komponenttien kiinnittämiseen tai siirtymisen estämiseen hitsauksen aikana, ja sillä on oltava hyvä liitoslujuus (≥5 N/mm²) ja lämmönkestävyys.

Valitse juoksutusaineen tyypin mukaan (kuten isopropyylialkoholi hartsipohjaisille materiaaleille) ja ota huomioon ympäristönsuojelu, korroosio ja haihtuvuus.

On tarpeen tarkistaa malli, tekniset tiedot, ulkonäkö, sähköinen suorituskyky jne. varmistaaksesi yhdenmukaisuuden alkuperäisten komponenttien kanssa. Huonolaatuiset saapuvat materiaalit lisäävät uudelleentyöstön epäonnistumisastetta 20 %.

Puhdista ilmasuuttimen sisällä olevat epäpuhtaudet tukosten estämiseksi, tarkista lämmitysputken kunto ja kalibroi lämpötila säännöllisesti sekä voitele mekaaniset komponentit. Ilmasuuttimen tukkeutuminen lisää hitsausvirheiden määrää noin 15 %.

Lämpötila kalibroidaan kerran kuukaudessa (virhe ≤±1 ℃) ja Z-akselin korkeus neljännesvuosittain (tarkkuus ≤±0,05 mm). Kalibroimaton mittaus voi lisätä hitsaushuokosten määrää 20 %.

Riittämätön imuteho: vaihda manuaalisen juotospumpun tiivisterengas, tarkista tyhjiöpumppu tai puhdista tukos sähköisessä juotospumpussa; juotos ei onnistu: tarkista, onko suutin vaurioitunut tai tukossa, vaihda ja puhdista jäännösjuote.

Yleensä se vaihdetaan 1–2 vuoden välein käyttötiheyden mukaan. Vanhenemisen myötä lämpötilan tasaisuus heikkenee ja hitsausvirheiden määrä kasvaa noin 12 %.

Puhdista linssi säännöllisesti erityisellä linssipaperilla, vältä törmäyksiä optisten komponenttien siirtymisen estämiseksi ja kalibroi polttoväli vuosittain selkeän kuvan varmistamiseksi.

Kapselointimateriaali liuotetaan ensin kemiallisilla liuottimilla (kuten asetonilla), minkä jälkeen materiaali työstetään uudelleen tavanomaisen prosessin mukaisesti ja kapseloidaan uudelleen valmistumisen jälkeen kiinnittäen huomiota materiaalin juoksevuuteen ja kovettumisolosuhteisiin.

Etusijalla on suurten ja paljon lämpöä tuottavien komponenttien poistaminen, jotta vältetään korjattavien osien vaurioituminen; noudata periaatetta helposta vaikeaan riskien minimoimiseksi.

Tarvitaan erikoislaitteita (kuten flipchip-jäljitysasema), ja käytetään laserlämmitystä tai ultraäänihitsaustekniikkaa. Parametrit määritetään esitestauksen avulla, ja onnistumisprosentti on yleensä 60–70 %.

Käytä yleismittaria jatkuvuustestaukseen oikosulkukohdan paikantamiseen ja tarkista ja ratkaise ongelmia, kuten juotosjäämien siltautumista, komponenttien nastojen virheasentoja ja piirilevyn vaurioita.

Tarkista, onko maadoitus kunnossa ja onko suojakansi asennettu paikalleen, tarkista, onko signaalilinja vaurioitunut hitsauksen aikana, käytä spektrianalysaattoria häiriölähteen havaitsemiseen ja ryhdy toimenpiteisiin, kuten suojaukseen ja suodatukseen.

Analysoi muokkausdataa koneoppimisen avulla ennustaaksesi vikoja, käytä visuaalista tunnistusta viallisten komponenttien automaattiseen paikantamiseen ja säädä laitteiden parametreja älykkäästi tehokkuuden ja laadun parantamiseksi.

Se kehittyy kohti tarkkaa ja monitoimista integrointia (kuten röntgentarkastuksen, automaattisen pallon istutuksen, hitsauksen jne. integrointi) ja toteuttaa yhteenliittämisen MES-järjestelmän kanssa älykkään hallinnan parantamiseksi.

Edistää ympäristöystävällisten juoksutusaineiden ja puhdistusaineiden käyttöä, kehittää vähän energiaa kuluttavia laitteita ja tutkia rikkomatonta uudelleenkäsittelyteknologiaa saasteiden ja resurssien tuhlauksen vähentämiseksi.

Se voi nopeasti valmistaa kiinnittimiä uudelleentyöstöä varten kustannusten vähentämiseksi, ja sitä käytetään piirilevyjen paikallisten vaurioiden korjaamiseen (kuten johtavien viivojen tulostamiseen) monimutkaisten prosessien yksinkertaistamiseksi.

Toteuta uudelleentyöstölaitteiden digitaalinen ohjaus ja etävalvonta, optimoi prosesseja suurten tietomäärien analysoinnin avulla ja luo tuotteiden uudelleentyöstön jäljitettävyysjärjestelmät laadunvalvonnan parantamiseksi.