Proceso de reparación de PCBA

O proceso de retraballo de PCBA (montaxes de placas de circuíto impreso) é un procedemento para localizar fallos en montaxes con mala soldadura ou fallos funcionais, eliminar compoñentes defectuosos e resoldar compoñentes cualificados. As estatísticas mostran que aproximadamente entre o 5 % e o 15 % das PCBA requiren retraballo durante a fabricación de produtos electrónicos.

A reelaboración aborda problemas como defectos de soldadura e fallos de compoñentes durante a produción, e o produto reparado debe cumprir os estándares de produción orixinais; a reparación trata os fallos causados ​​polo envellecemento, o uso inadecuado, etc., en produtos xa usados. Un excelente estándar da industria é controlar a taxa de defectos de reelaboración dentro do 3 %.

O proceso típico é: detección de fallos → localización de defectos → eliminación de compoñentes → limpeza de almofadas → soldadura de novos compoñentes → inspección e verificación. Entre eles, a eliminación e soldadura de compoñentes representan entre o 60 % e o 70 % do tempo total do proceso.

Mesmo nas liñas de produción SMT avanzadas, aínda hai unha taxa de defectos de soldadura do 0,1 % ao 1 % (como a soldadura en frío e a ponte). O retraballo pode mellorar as taxas de cualificación do produto, reducir os custos de produción e evitar o desperdicio de toda a placa.

Pode mellorar o rendemento na primeira pasada do produto, reducir os custos de produción, garantir a calidade e a fiabilidade do produto e diminuír os custos de mantemento posvenda. Os estudos amosan que os bos procesos de retraballo poden aumentar a fiabilidade do produto entre un 20 % e un 30 %.

Inclúe principalmente estacións de retraballo de aire quente, estacións de retraballo de infravermellos, estacións de retraballo de BGA, bombas de desoldado, microscopios, etc. Entre elas, as estacións de retraballo de BGA teñen unha precisión de control de temperatura de ±1 ℃, axeitada para retraballos de compoñentes BGA de alta precisión.

Xera aire quente a través dun tubo de quecemento e sopra o aire quente sobre os compoñentes que se van reelaborar a través dunha boquilla, fundindo a soldadura para lograr a eliminación ou soldadura. A temperatura do aire quente xeralmente é axustable de 200 a 450 ℃, cunha velocidade do aire de 5 a 50 L/min.

As estacións de retraballo de BGA teñen funcións de control de temperatura independentes para múltiples zonas de temperatura, o que permite un control complexo da curva de temperatura, axeitado para dispositivos empaquetados como BGA e CSP; as estacións de retraballo de aire quente comúns úsanse principalmente para encapsulados convencionais como QFP e SOP. O prezo dunha estación de retraballo de BGA é aproximadamente de 3 a 5 veces maior que o dunha estación de retraballo de aire quente común.

Divídense en bombas desoldadoras manuais, bombas desoldadoras eléctricas e pistolas desoldadoras de baleiro. As bombas desoldadoras manuais son axeitadas para eliminar un pequeno número de unións de soldadura, as bombas desoldadoras eléctricas son máis eficientes e as pistolas desoldadoras de baleiro son axeitadas para compoñentes de varios pines. As bombas desoldadoras eléctricas eliminan a soldadura de 3 a 5 veces máis rápido que as manuais.

Para dispositivos empaquetados diminutos como o 0201 e o 01005, requírese un microscopio cun aumento de 50 a 100 veces; para dispositivos empaquetados convencionais, abonda cun aumento de 10 a 30 veces. Os microscopios de gran aumento son aproximadamente 2 ou 3 veces máis caros que os de baixo aumento.

Axustar segundo o empaquetado dos compoñentes e o tipo de soldadura. Para a soldadura Sn63Pb37, a temperatura de eliminación é xeralmente de 350-380 ℃ e a temperatura de soldadura é de 320-350 ℃; para a soldadura sen chumbo (como SAC305), a temperatura de eliminación é de 380-420 ℃ e a temperatura de soldadura é de 350-380 ℃. Unha temperatura excesivamente alta dana facilmente os compoñentes, mentres que unha temperatura demasiado baixa impide que a soldadura se funda.

Normalmente inclúe unha zona de prequecemento (velocidade de quecemento de 1 a 3 ℃/s, temperatura de 120 a 150 ℃), unha zona de remollo (de 150 a 180 ℃, de 60 a 120 s), unha zona de refluxo (temperatura máxima de 217 a 235 ℃, mantida durante 30 a 60 s) e unha zona de arrefriamento (velocidade de arrefriamento de 2 a 4 ℃/s). Un axuste incorrecto da curva de temperatura pode causar problemas como a soldadura en frío de BGA e o rachado das bólas de soldadura.

Unha velocidade do aire excesivamente alta pode soprar compoñentes de pequeno tamaño ou provocar salpicaduras de soldadura; unha velocidade do aire demasiado baixa resulta nunha transferencia de calor insuficiente. Xeralmente, a velocidade do aire para encapsulados 0402 e superiores establécese en 10-20 L/min, e para 0201 e inferiores, é de 5-10 L/min.

Recoméndase que o tempo de soldadura para unha soa unión de soldadura non supere os 3 segundos e que a soldadura continua non supere os 10 segundos. Un tempo de soldadura excesivamente longo aumenta o risco de que a lámina de cobre da placa de circuíto impreso se desprenda nun 30 % e a probabilidade de danos nos compoñentes nun 25 %.

Axuste segundo o tamaño da placa de circuíto impreso (PCA) e a densidade dos compoñentes, xeralmente cunha densidade de potencia de 1-3 W/cm². Unha potencia excesivamente alta pode causar un sobrequecemento local e deformación da PCB, mentres que unha potencia demasiado baixa resulta nunha baixa eficiencia de quecemento.

Usa unha estación de reparación de aire quente, apunta a boquilla aos pines, quenta a 350-380 ℃ cunha velocidade do aire de 15-20 L/min e retira o compoñente con pinzas despois de que a soldadura se derreta. Despois de retiralo, limpa as almofadas cunha mecha desoldadora.

Primeiro, axuste unha curva de temperatura axeitada. Despois de que as bólas de soldadura estean completamente fundidas, retire con coidado o BGA cunha ventosa; limpe a soldadura residual nas almofadas e volva a facer a bóla con pasta de soldadura. A taxa de éxito da eliminación de BGA é do 85 % debido á coincidencia da curva de temperatura.

Rexistre a dirección de polaridade do compoñente para evitar a instalación inversa; preste atención a un quecemento uniforme durante a extracción para evitar a explosión do compoñente debido ao sobrequecemento local. Unha instalación con polaridade incorrecta aumenta a taxa de fallo do produto nun 40 %.

Nestes casos, requírese unha inspección con raios X para determinar as posicións das unións de soldadura e utilízanse métodos de quentamento local (como o quentamento con láser) para a súa eliminación. É bastante difícil, cunha taxa de éxito de só o 60 %-70 %.

Controle a temperatura e o tempo de quecemento e evite o quecemento repetido da mesma posición; use ferramentas axeitadas, como unha palanca, para axudar a retirar compoñentes de gran tamaño e reducir a tracción na placa de circuíto impreso. Un funcionamento correcto pode reducir a taxa de danos na placa de circuíto impreso nun 50 %.

Limpa os restos de soldadura nas almofadas usando unha mecha desoldadora cun soldador: mergulla a mecha no fluxo, colócaa na almofada e quéntaa co soldador para absorber a soldadura. Adapta o ancho da mecha á almofada para evitar unha limpeza excesiva ou insuficiente.

Lixa suavemente a capa oxidada con papel de lixa fino, aplica fluxo e calor para restaurar a soldabilidade. As almofadas oxidadas sen tratar poden causar unha taxa de defectos de soldadura do 80 %.

Para un desprendemento parcial, use cables de puente; para un desprendemento completo, refaca a almofada (cobreado, revestimento de máscara de soldadura) e comproba o rendemento eléctrico despois da reparación.

Usa a punta dun soldador con forma de cincel para nivelar o exceso de soldadura e lixa se é necesario. O erro de planitude debe estar dentro de ±0,05 mm para evitar problemas de soldadura.

Si. Use etanol anhidro ou axentes de limpeza especializados para eliminar o fluxo residual e as impurezas, evitando un aumento do 20 % nos defectos de soldadura e na corrosión das placas de circuíto impreso.

Comprobe as especificacións dos compoñentes, estanne as almofadas e prepare as ferramentas e o fluxo axeitados. Unha preparación inadecuada pode provocar unha taxa de retraballo do 30 %.

Usa un microscopio e unha estación de retraballo de aire quente ou un soldador de punta. Fixa primeiro un pin e despois solda o resto para garantir un posicionamento preciso.

Emprega raios X para inspeccionar as conexións de bólas de soldadura (taxa de baleiros ≤5 %) e un multímetro para a continuidade eléctrica. Os raios X detectan máis do 90 % dos defectos.

Fixe os compoñentes con adhesivo ou fundente antes de soldar e quéntaos uniformemente para evitar a tensión térmica. O desprazamento representa o 15 %-20 % dos defectos de soldadura.

Os chumbos de cobre son moi soldables; os chumbos de ferro requiren preestañado; os chumbos de aliaxe necesitan fluxo axeitado. Os chumbos de ferro sen tratar teñen unha taxa de defectos de soldadura do 70 %.

Inclúe inspección visual, probas de rendemento eléctrico (continuidade, resistencia de illamento) e probas funcionais. A inspección visual detecta entre o 70 % e o 80 % dos defectos evidentes.

Comprobe que as unións de soldadura estean completas e lisas, sen soldaduras en frío, pontes ou xeo de xeo; asegúrese de que os cables estean completamente soldados e sen danos. É necesario o cumprimento das normas IPC-A-610.

Detecta a calidade da soldadura interna dos compoñentes BGA/CSP, identificando soldaduras en frío, bólas de soldadura rachadas e ocos, cunha taxa de detección de defectos de máis do 95 % para problemas internos.

Proba o rendemento eléctrico mediante dispositivos de fixación con leito de cravos, detectando curtocircuítos, aberturas e problemas nos parámetros dos compoñentes, cubrindo entre o 80 % e o 90 % das conexións eléctricas.

Integrar a PCBA nun sistema para simular condicións reais de traballo e probar a funcionalidade, identificando o 90 % dos fallos funcionais inducidos pola soldadura.

Causas: almofadas sucias, temperatura insuficiente, fluxo ineficaz. Solucións: volver limpar as almofadas, axustar a temperatura/tempo e substituír o fluxo por alternativas de alta calidade.

Elimina o exceso de soldadura cunha mecha/ferrón desoldador, axusta a temperatura de soldadura e a velocidade do aire para evitar salpicaduras. Cunha manipulación axeitada, conséguese unha taxa de reparación do 95 %.

Posibles causas: danos nos compoñentes, sobrequecemento durante a soldadura, polaridade inversa. As estatísticas mostran que os danos nos compoñentes representan o 40 % e o sobrequecemento o 30 %.

Corrixir as deformacións menores mediante quecemento; substituír as placas de circuíto impreso en caso de deformacións graves. O control da temperatura/tempo reduce a taxa de deformación nun 60 %.

Use bancos de traballo, correas de pulso e pinzas seguras para descargas electrostáticas; manteña unha humidade relativa do 40 % ao 60 % para reducir os danos causados ​​polas descargas electrostáticas nun 90 %.

Os operadores deben usar lentes/luvas de protección para evitar queimaduras; conectar os equipos a terra para evitar descargas eléctricas; marcar os equipos de alta temperatura con sinais de advertencia.

Os compoñentes de refugallo, a soldadura e o fluxo son residuos perigosos que requiren a súa eliminación por parte de unidades cualificadas; as augas residuais de limpeza deben cumprir as normas de vertido GB 8978.

A maioría dos fundentes son inflamables e deben almacenarse en zonas frescas e ventiladas, lonxe de fontes de lume; evite o contacto coa pel e os ollos e enxágüe con auga inmediatamente se está exposto.

Limpe regularmente os residuos de soldadura e o fluxo do equipo; instale unha protección contra o sobrequecemento para que se apague automaticamente cando se superen os límites de temperatura.

Debe cumprir as directivas RoHS, restrinxir substancias perigosas como chumbo/mercurio/cadmio, minimizar a volatilización do fluxo e usar axentes de limpeza respectuosos co medio ambiente.

Optimice os procesos, adopte equipos automatizados e forme os operadores. Os equipos automatizados poden aumentar a eficiencia entre un 30 % e un 50 %.

Reducir os retraballos secundarios debidos a un funcionamento incorrecto, seleccionar as ferramentas/materiais de forma racional e optimizar os procesos para reducir as taxas de defectos iniciais. Os retraballos secundarios representan entre o 25 % e o 35 % dos custos totais.

Optimizar os parámetros do proceso, seleccionar o fluxo/soldadura axeitado e reforzar a inspección do primeiro artigo e a mostraxe durante o proceso. As melloras no proceso poden reducir as taxas de defectos entre un 40 % e un 60 %.

Mellora a estabilidade da calidade, reduce o erro humano, facilita a formación de novos empregados e mellora a eficiencia. A estandarización pode reducir as flutuacións da taxa de defectos nun 50 %.

Realizar probas de envellecemento (24-100 horas) e probas ambientais (alta temperatura/humidade/vibración) en produtos reelaborados para avaliar a fiabilidade a longo prazo.

É necesario ter en conta os requisitos de retraballo tanto dos compoñentes SMT como dos THT. Ao retirar compoñentes THT, débese prestar atención ao impacto nos dispositivos SMT. A dificultade de retraballo é entre un 30 % e un 50 % maior que a das placas SMT puras.

O material é brando e doado de deformar, polo que se requiren accesorios especiais para a súa fixación; a temperatura de quecemento debe ser 10-20 ℃ máis baixa que a da PCB ríxida para evitar danar o substrato.

O circuíto interno é complexo e a transferencia de calor é desigual durante o quecemento, o que é propenso a causar curtocircuítos ou circuítos abertos na capa interior; a reparación da almofada é difícil e a taxa de éxito da reparación é só do 50%-60%.

Retire primeiro a cuberta de blindaxe e protexa os compoñentes internos. Volva a instalala despois de volver traballar para garantir o efecto de blindaxe. Un funcionamento incorrecto afectará á compatibilidade electromagnética.

Ten boa condutividade térmica e alta fraxilidade. Necesita un quentamento rápido para evitar que se rache pola concentración de tensión local, e a velocidade de quentamento contrólase preferentemente a 5-10 ℃/s.

Necesitan dominar habilidades como a identificación de compoñentes, a tecnoloxía de soldadura, o funcionamento de equipos e a análise de fallos, e estar familiarizados con normas como a IPC-A-61. A taxa de defectos do persoal con formación profesional é un 40 % menor que a dos novatos.

Inclúe formación teórica (coñecemento de procesos, especificacións estándar) e formación práctica (operación de equipos, práctica de soldadura), con avaliación posterior á formación, e o ciclo adoita ser de 1 a 2 semanas.

Inclúe instrucións do proceso de retraballo, manuais de funcionamento do equipo, estándares de inspección de calidade, rexistros de retraballo, etc., que poden mellorar a trazabilidade e a eficiencia da análise de problemas.

Estableza puntos de control clave (como a extracción de compoñentes, a limpeza das almofadas, a soldadura, etc.) e realice a inspección da primeira peza, a inspección de patrulla e a inspección do produto acabado, o que pode reducir a taxa de defectos entre un 30 % e un 40 %.

Recompilar datos de retraballo para analizar problemas, realizar probas de proceso para optimizar parámetros e introducir novas tecnoloxías e equipos, que poden aumentar a eficiencia entre un 10 % e un 15 % anual.

Selecciona segundo o tipo de soldadura orixinal da PCBA, dá prioridade a produtos con composición similar e considera o rendemento como o punto de fusión, a mollabilidade e a fiabilidade.

Divídense en fluxo sen limpeza, fluxo soluble en auga e fluxo a base de resina. O fluxo sen limpeza é axeitado para ocasións con baixos requisitos de limpeza e o fluxo soluble en auga é conveniente para a limpeza, pero débese ter en conta os residuos.

Úsase para fixar compoñentes diminutos ou evitar o desprazamento durante a soldadura e debe ter unha boa forza de unión (≥5 N/mm²) e resistencia á temperatura.

Selecciona segundo o tipo de fluxo (como alcohol isopropílico para os que se basean en resina) e ten en conta a protección ambiental, a corrosión e a volatilidade.

É necesario comprobar o modelo, as especificacións, o aspecto, o rendemento eléctrico, etc. para garantir a coherencia cos compoñentes orixinais. Os materiais entrantes de mala calidade aumentarán a taxa de fallo da reparación nun 20 %.

Limpe as impurezas do interior da boquilla de aire para evitar obstrucións, comprobe o estado do tubo de quecemento e calibre a temperatura regularmente, e lubrique os compoñentes mecánicos. A obstrución da boquilla de aire aumentará a taxa de defectos de soldadura nun 15 % aproximadamente.

A temperatura calíbrase unha vez ao mes (erro ≤±1℃) e a altura do eixe Z calíbrase unha vez ao trimestre (precisión ≤±0,05 mm). Se non se calibra, a taxa de baleiros de soldadura pode aumentar nun 20 %.

Succión insuficiente: substituír o anel de selado da bomba desoldadora manual, comprobar a bomba de baleiro ou limpar o bloqueo da bomba desoldadora eléctrica; non se pode desoldar: comprobar se a boquilla está danada ou bloqueada, substituír e limpar os restos de soldadura.

Xeralmente, substitúese cada 1 ou 2 anos segundo a frecuencia de uso. Despois do envellecemento, a uniformidade da temperatura diminúe e a taxa de defectos de soldadura aumenta aproximadamente un 12 %.

Limpe a lente regularmente con papel especial para lentes, evite colisións para evitar o desprazamento dos compoñentes ópticos e calibre a distancia focal cada ano para garantir unha imaxe nítida.

Primeiro use solventes químicos (como a acetona) para disolver o material de encapsulación, reelabore segundo o proceso convencional despois da retirada e volva encapsular despois de completar, prestando atención á fluidez e ás condicións de curado do material.

Dáse prioridade á eliminación de compoñentes de gran tamaño e que xeran moita calor para evitar afectar as pezas reparadas; siga o principio de fácil a difícil para reducir os riscos.

Requírese equipamento especial (como unha estación de retraballo de chips invertidos) e utilízase tecnoloxía de quecemento por láser ou soldadura por ultrasóns. Os parámetros determínanse mediante probas previas e a taxa de éxito adoita ser do 60 % ao 70 %.

Emprega un multímetro para realizar probas de continuidade para localizar o punto de curtocircuíto e comprobar e resolver problemas como a ponte de residuos de soldadura, o desalineamento dos pines dos compoñentes e os danos no circuíto da placa de circuíto impreso.

Comprobe se a conexión a terra é boa e se a cuberta de blindaxe está instalada no seu lugar, comprobe se a liña de sinal está danada durante a soldadura, use un analizador de espectro para detectar a fonte de interferencia e tome medidas como o blindaxe e o filtrado.

Analiza os datos de retraballo mediante aprendizaxe automática para predicir defectos, usa o recoñecemento visual para localizar automaticamente compoñentes defectuosos e axusta intelixentemente os parámetros do equipo para mellorar a eficiencia e a calidade.

Desenvolverase cara a unha integración de alta precisión e multifunción (como a integración da inspección de raios X, a plantación automática de bólas, a soldadura, etc.) e realizará a interconexión co sistema MES para mellorar a xestión intelixente.

Promover fluxos e axentes de limpeza respectuosos co medio ambiente, desenvolver equipos de baixo consumo enerxético e explorar tecnoloxía de retraballo non destrutivo para reducir a contaminación e o desperdicio de recursos.

Pode fabricar rapidamente accesorios para retraballos para reducir custos e úsase para reparar danos locais da PCB (como a impresión de liñas condutoras) para simplificar procesos complexos.

Realizar o control dixital e a monitorización remota dos equipos de retraballo, optimizar os procesos mediante a análise de big data e establecer sistemas de trazabilidade de retraballos de produtos para mellorar o control de calidade.