PCBA remonto procesas

PCBA (spausdintinės plokštės mazgo) perdirbimo procesas – tai procedūra, skirta nustatyti mazgų, kuriuose yra prastas litavimas arba funkciniai sutrikimai, pašalinti defektinius komponentus ir perlituoti tinkamus komponentus. Statistika rodo, kad maždaug 5–15 % PCBA reikia perdirbti elektroninių gaminių gamybos metu.

Perdirbimas sprendžia tokias problemas kaip litavimo defektai ir komponentų gedimai gamybos metu, o suremontuotas produktas turi atitikti originalius gamybos standartus; remontas sprendžia jau naudotų produktų gedimus, atsiradusius dėl senėjimo, netinkamo naudojimo ir pan. Puikus pramonės standartas – kontroliuoti perdirbimo defektų rodiklį 3 % ribose.

Tipinis procesas yra toks: gedimų aptikimas → defekto vietos nustatymas → komponento išėmimas → litavimo trinkelių valymas → naujo komponento litavimas → patikrinimas ir patvirtinimas. Komponento išėmimas ir litavimas sudaro 60–70 % viso proceso laiko.

Net ir pažangiose SMT gamybos linijose litavimo defektų dažnis vis dar siekia 0,1–1 % (pvz., šaltas litavimas ir tiltelių susidarymas). Perdirbimas gali pagerinti produkto kvalifikacijos rodiklius, sumažinti gamybos sąnaudas ir išvengti visos plokštės atliekų.

Tai gali padidinti produkto pirmojo etapo našumą, sumažinti gamybos sąnaudas, užtikrinti produkto kokybę ir patikimumą bei sumažinti garantinio aptarnavimo išlaidas. Tyrimai rodo, kad geri perdirbimo procesai gali padidinti produkto patikimumą 20–30 %.

Daugiausia apima karšto oro perdirbimo stotis, infraraudonųjų spindulių perdirbimo stotis, BGA perdirbimo stotis, išlitavimo siurblius, mikroskopus ir kt. Tarp jų BGA perdirbimo stotys turi temperatūros reguliavimo tikslumą ±1 ℃, tinka didelio tikslumo BGA komponentų perdirbimui.

Jis generuoja karštą orą per kaitinimo vamzdį ir pučia karštą orą ant apdorojamų komponentų per antgalį, išlydydamas lydmetalį, kad būtų galima jį pašalinti arba lituoti. Karšto oro temperatūra paprastai reguliuojama nuo 200 iki 450 ℃, o oro greitis – nuo ​​5 iki 50 l/min.

BGA perdirbimo stotys turi nepriklausomas temperatūros reguliavimo funkcijas kelioms temperatūros zonoms, leidžiančias valdyti sudėtingą temperatūros kreivę, tinkančią supakuotiems įrenginiams, tokiems kaip BGA ir CSP; įprastos karšto oro perdirbimo stotys dažniausiai naudojamos įprastiems įrenginiams, tokiems kaip QFP ir SOP. BGA perdirbimo stoties kaina yra maždaug 3–5 kartus didesnė nei įprastos karšto oro perdirbimo stoties.

Jie skirstomi į rankinius išlitavimo siurblius, elektrinius išlitavimo siurblius ir vakuuminius išlitavimo pistoletus. Rankiniai išlitavimo siurbliai tinka nedideliam skaičiui lituotų jungčių pašalinti, elektriniai išlitavimo siurbliai yra efektyvesni, o vakuuminiai išlitavimo pistoletai tinka daugiakontaktiams komponentams. Elektriniai išlitavimo siurbliai pašalina lydmetalį 3–5 kartus greičiau nei rankiniai.

Mažiems supakuotiems prietaisams, tokiems kaip 0201 ir 01005, reikalingas 50–100 kartų didinantis mikroskopas; įprastiems supakuotiems prietaisams pakanka 10–30 kartų didinančio mikroskopo. Didelio didinimo mikroskopai yra maždaug 2–3 kartus brangesni nei mažo didinimo mikroskopai.

Nustatykite pagal komponento pakuotę ir lydmetalio tipą. Sn63Pb37 lydmetalio pašalinimo temperatūra paprastai yra 350–380 ℃, o litavimo temperatūra – 320–350 ℃; bešvinio lydmetalio (pvz., SAC305) pašalinimo temperatūra yra 380–420 ℃, o litavimo temperatūra – 350–380 ℃. Pernelyg aukšta temperatūra lengvai pažeidžia komponentus, o per žema temperatūra neleidžia lydmetaliui išsilydyti.

Paprastai ją sudaro išankstinio pašildymo zona (kaitinimo greitis 1–3 ℃/s, temperatūra 120–150 ℃), mirkymo zona (150–180 ℃, 60–120 s), perlydymo zona (didžiausia temperatūra 217–235 ℃, palaikoma 30–60 s) ir aušinimo zona (aušinimo greitis 2–4 ℃/s). Netinkamas temperatūros kreivės nustatymas gali sukelti tokias problemas kaip šaltasis BGA litavimas ir litavimo rutulio įtrūkimai.

Per didelis oro greitis gali nupūsti mažus komponentus arba sukelti lydmetalio taškymąsi; per mažas oro greitis lemia nepakankamą šilumos perdavimą. Paprastai 0402 ir didesnių korpusų oro greitis nustatomas ties 10–20 l/min., o 0201 ir mažesnių – ties 5–10 l/min.

Rekomenduojama, kad vieno litavimo laikas neviršytų 3 sekundžių, o nepertraukiamas litavimas – 10 sekundžių. Per ilgas litavimo laikas padidina PCB vario folijos lupimosi riziką 30 %, o komponentų pažeidimo tikimybę – 25 %.

Reguliuokite pagal PCB dydį ir komponentų tankį, paprastai galios tankis turi būti 1–3 W/cm². Per didelė galia gali sukelti vietinį PCB perkaitimą ir deformaciją, o per maža galia lemia mažą šildymo efektyvumą.

Naudokite karšto oro perdirbimo stotelę, nukreipkite antgalį į kaiščius, kaitinkite 350–380 ℃ temperatūroje, oro greičiu 15–20 l/min., ir, lydmetaliui išsilydžius, pincetu išimkite komponentą. Išėmus, kontaktus nuvalykite litavimo dagtimi.

Pirmiausia nustatykite tinkamą temperatūros kreivę. Kai litavimo rutuliukai visiškai išsilydys, atsargiai išimkite BGA vakuuminiu rašikliu; nuvalykite likusį litavimo likutį nuo kontaktų ir vėl priklijuokite rutuliukus naudodami litavimo pastą. BGA pašalinimo sėkmės rodiklis yra 85 % dėl temperatūros kreivės sutapimo.

Užsirašykite komponento poliškumo kryptį, kad išvengtumėte atvirkštinio montavimo; atkreipkite dėmesį į tolygų kaitinimą išimant, kad išvengtumėte komponento sprogimo dėl vietinio perkaitimo. Neteisingas poliškumo montavimas padidina gaminio gedimo tikimybę 40 %.

Tokiais atvejais litavimo jungčių padėčiai nustatyti reikalingas rentgeno tyrimas, o jungčių pašalinimui naudojami vietinio kaitinimo metodai (pvz., lazerinis kaitinimas). Tai gana sudėtinga, sėkmės rodiklis siekia tik 60–70 %.

Kontroliuokite šildymo temperatūrą ir laiką ir venkite pakartotinio tos pačios padėties šildymo; naudokite tinkamus įrankius, pvz., laužtuvą, kad būtų lengviau nuimti didelius komponentus ir sumažinti spausdintinės plokštės tempimą. Tinkamas naudojimas gali sumažinti spausdintinės plokštės pažeidimo tikimybę 50 %.

Likučių likučius nuo kontaktų nuvalykite litavimo dagtimi ir lituokliu: pamirkykite dagtį sraute, uždėkite ją ant kontakto ir kaitinkite geležimi, kad sugertų lydmetalį. Dagties plotį pasirinkite pagal kontaktą, kad išvengtumėte per didelio arba nepakankamo valymo.

Švelniai pašlifuokite oksiduotą sluoksnį smulkiu švitriniu popieriumi, užtepkite fliuso ir pakaitinkite, kad atkurtumėte litavimo kokybę. Neapdorotos oksiduotos kontaktinės dėmės gali sukelti 80 % litavimo defektų.

Daliniam atjungimui naudokite trumpiklio laidus; visiškam atjungimui perdarykite kontaktą (vario padengimą, litavimo kaukės dangą) ir po remonto patikrinkite elektros veikimą.

Lituoklio pertekliui išlyginti naudokite kalto formos lituoklio antgalį ir, jei reikia, nušlifuokite. Plokštumo paklaida turi būti ±0,05 mm ribose, kad būtų išvengta litavimo problemų.

Taip. Naudokite bevandenį etanolį arba specializuotas valymo priemones, kad pašalintumėte likusį fliusą ir priemaišas, taip išvengdami 20 % padidėjusių litavimo defektų ir spausdintinės plokštės korozijos.

Patikrinkite komponentų specifikacijas, alavuokite pagalvėles ir paruoškite tinkamus įrankius bei fliusą. Netinkamas paruošimas gali lemti 30 % pakartotinio darbo dažnumą.

Naudokite mikroskopą ir karšto oro lituoklį arba smailų lituoklį. Pirmiausia pritvirtinkite vieną kaištį, o tada prilituokite likusius, kad užtikrintumėte tikslų padėties nustatymą.

Litavimo rutulinių jungčių (tuštumų dažnis ≤5 %) patikrinimui naudokite rentgeno spindulius, o elektros laidumo nutrūkimui – multimetrą. Rentgeno spinduliai aptinka daugiau nei 90 % defektų.

Prieš litavimą pritvirtinkite komponentus klijais arba fliusu ir tolygiai kaitinkite, kad išvengtumėte terminio įtempio. Poslinkis sudaro 15–20 % litavimo defektų.

Vario laidai yra labai lengvai lituojami; geležies laidus reikia iš anksto alavoti; legiruotų laidų atveju reikalingas atitinkamas fliusas. Neapdorotų geležies laidų litavimo defektų rodiklis yra 70 %.

Apima vizualinę apžiūrą, elektros charakteristikų bandymus (tęstinumo, izoliacijos varžos) ir funkcinius bandymus. Vizualinės apžiūros metu aptinkama 70–80 % akivaizdžių defektų.

Patikrinkite, ar litavimo jungtys yra pilnos, lygios, be šaltojo litavimo, tiltelių ar varveklių; įsitikinkite, kad laidai yra visiškai lituoti ir nepažeisti. Būtina atitikti IPC-A-610 standartus.

Aptinka BGA/CSP komponentų vidinę litavimo jungčių kokybę, identifikuodamas šaltąjį litavimą, įtrūkusius litavimo rutuliukus ir tuštumas, o vidinių defektų aptikimo rodiklis viršija 95 %.

Testuoja elektrinį veikimą naudojant tvirtinimo detales su vinimis, aptikdamas trumpuosius jungimus, nutrūkimus ir komponentų parametrų problemas, apimantis 80–90 % elektros jungčių.

Integruokite PCBA į sistemą, kad imituotumėte realias darbo sąlygas ir patikrintumėte funkcionalumą, nustatydami 90 % suvirinimo sukeltų funkcinių gedimų.

Priežastys: nešvarūs įklotai, nepakankama temperatūra, neefektyvus fliusas. Sprendimai: iš naujo išvalykite įklotus, sureguliuokite temperatūrą / laiką ir pakeiskite fliusą aukštos kokybės alternatyvomis.

Pašalinkite lydmetalio perteklių litavimo dagtimi/litavimo geležimi, sureguliuokite litavimo temperatūrą ir oro greitį, kad išvengtumėte taškymosi. Tinkamai elgiantis, pasiekiamas 95 % taisymo rodiklis.

Galimos priežastys: komponentų pažeidimas, perkaitimas litavimo metu, atvirkštinis poliškumas. Statistika rodo, kad komponentų pažeidimai sudaro 40 %, o perkaitimas – 30 %.

Nedidelę deformaciją ištaisykite kaitinant; esant didelei deformacijai, pakeiskite spausdintines plokštes. Temperatūros / laiko kontrolė sumažina deformacijos greitį 60 %.

Naudokite ESD apsaugotus darbastalius, riešo dirželius ir pincetus; palaikykite 40–60 % santykinę drėgmę, kad ESD žala sumažėtų 90 %.

Operatoriai privalo dėvėti apsauginius akinius / pirštines, kad išvengtų nudegimų; įžeminti įrangą, kad išvengtų elektros smūgio; pažymėti aukštos temperatūros įrangą įspėjamaisiais ženklais.

Atliekų komponentai, lydmetalis ir fliusas yra pavojingos atliekos, kurias turi šalinti kvalifikuoti įrenginiai; nuotekų valymo vanduo turi atitikti GB 8978 išleidimo standartus.

Dauguma fliusų yra degūs ir turėtų būti laikomi vėsioje, vėdinamoje vietoje, atokiau nuo ugnies šaltinių; venkite patekimo ant odos / į akis ir, jei pateko ant odos, nedelsiant praplaukite vandeniu.

Reguliariai valykite įrangą nuo litavimo likučių ir fliuso; įrenkite apsaugą nuo perkaitimo, kuri automatiškai išsijungtų, kai viršijamos temperatūros ribos.

Privalo atitikti RoHS direktyvas, riboti pavojingų medžiagų, tokių kaip švinas, gyvsidabris, kadmis, kiekį, kuo labiau sumažinti fliuso garavimą ir naudoti ekologiškas valymo priemones.

Optimizuokite procesus, diegkite automatizuotą įrangą ir apmokykite operatorius. Automatizuota įranga gali padidinti efektyvumą 30–50 %.

Sumažinti dėl netinkamo veikimo atsirandantį antrinį perdirbimą, racionaliai parinkti įrankius / medžiagas ir optimizuoti procesus, siekiant sumažinti pradinį defektų skaičių. Antrinis perdirbimas sudaro 25–35 % visų sąnaudų.

Optimizuokite proceso parametrus, pasirinkite tinkamą fliusą/litavimo medžiagą ir sustiprinkite pirmojo gaminio patikrinimą bei mėginių ėmimą proceso metu. Proceso patobulinimai gali sumažinti defektų skaičių 40–60 %.

Pagerina kokybės stabilumą, sumažina žmogiškųjų klaidų skaičių, palengvina naujų darbuotojų mokymą ir padidina efektyvumą. Standartizavimas gali sumažinti defektų dažnio svyravimus 50 %.

Atlikite senėjimo bandymus (24–100 valandų) ir aplinkos bandymus (aukšta temperatūra / drėgmė / vibracija) su perdirbtais gaminiais, kad įvertintumėte ilgalaikį patikimumą.

Būtina atsižvelgti į SMT ir THT komponentų perdirbimo reikalavimus. Išimant THT komponentus, reikia atkreipti dėmesį į poveikį SMT įtaisams. Perdirbimo sudėtingumas yra 30–50 % didesnis nei grynų SMT plokščių.

Medžiaga yra minkšta ir lengvai deformuojama, todėl tvirtinimui reikalingi specialūs tvirtinimo elementai; šildymo temperatūra turi būti 10–20 ℃ žemesnė nei standaus PCB, kad nebūtų pažeistas pagrindas.

Vidinė grandinė yra sudėtinga, o šilumos perdavimas kaitinant yra netolygus, todėl vidinis sluoksnis gali būti trumpasis jungimas arba nutrūkęs; trinkelių remontas yra sudėtingas, o pakartotinio remonto sėkmės rodiklis yra tik 50–60 %.

Pirmiausia nuimkite ekranavimo dangtelį ir apsaugokite vidinius komponentus. Po pakartotinio apdorojimo vėl jį sumontuokite, kad užtikrintumėte ekranavimo efektą. Netinkamas veikimas turės įtakos elektromagnetiniam suderinamumui.

Jis pasižymi geru šilumos laidumu ir dideliu trapumu. Norint išvengti įtrūkimų dėl vietinės įtempių koncentracijos, reikia greitai kaitinti, o kaitinimo greitis pageidautina kontroliuojamas 5–10 ℃/s greičiu.

Jie turi įvaldyti tokius įgūdžius kaip komponentų identifikavimas, suvirinimo technologijos, įrangos valdymas ir gedimų analizė, taip pat būti susipažinę su tokiais standartais kaip IPC-A-61. Profesionaliai apmokyto personalo defektų rodiklis yra 40 % mažesnis nei pradedančiųjų.

Tai apima teorinius mokymus (procesų žinios, standartų specifikacijos) ir praktinius mokymus (įrangos valdymas, suvirinimo praktika), po kurių atliekamas vertinimas, o ciklas paprastai trunka 1–2 savaites.

Tai apima perdirbimo proceso instrukcijas, įrangos naudojimo vadovus, kokybės kontrolės standartus, perdirbimo įrašus ir kt., kurie gali pagerinti atsekamumą ir problemų analizės efektyvumą.

Nustatykite pagrindinius kontrolės taškus (pvz., komponentų nuėmimą, trinkelių valymą, suvirinimą ir kt.) ir atlikite pirmojo gabalo patikrinimą, patruliavimo patikrinimą ir gatavo gaminio patikrinimą, o tai gali sumažinti defektų rodiklį 30–40 %.

Rinkti perdirbimo duomenis problemoms analizuoti, atlikti procesų bandymus parametrams optimizuoti ir diegti naujas technologijas bei įrangą, kurios gali padidinti efektyvumą 10–15 % per metus.

Pasirinkite pagal originalų PCBA litavimo tipą, pirmenybę teikite panašios sudėties produktams ir atsižvelkite į tokias charakteristikas kaip lydymosi temperatūra, drėkinamumas ir patikimumas.

Jie skirstomi į nešvarius fliusus, vandenyje tirpius fliusus ir kanifolijos pagrindu pagamintus fliusus. Nešvarus fliusas tinka tais atvejais, kai švaros reikalavimai yra maži, o vandenyje tirpus fliusas patogus valymui, tačiau reikia atkreipti dėmesį į likučius.

Jis naudojamas mažiems komponentams tvirtinti arba išvengti poslinkio suvirinimo metu ir turi pasižymėti geru sukibimo stiprumu (≥5 N/mm²) bei atsparumu temperatūrai.

Pasirinkite pagal fliuso tipą (pvz., izopropilo alkoholį dervoms su derva) ir atsižvelkite į aplinkos apsaugą, koroziją ir lakumą.

Būtina patikrinti modelį, specifikaciją, išvaizdą, elektrines charakteristikas ir kt., kad būtų užtikrintas atitikimas originaliems komponentams. Prastos kokybės tiekiamos medžiagos padidins pakartotinio apdirbimo gedimų skaičių 20 %.

Išvalykite oro purkštuko viduje esančias priemaišas, kad jis neužsikimštų, reguliariai tikrinkite kaitinimo vamzdžio būklę ir kalibruokite temperatūrą, taip pat sutepkite mechaninius komponentus. Užsikimšus oro purkštukui, suvirinimo defektų skaičius padidės maždaug 15 %.

Temperatūra kalibruojama kartą per mėnesį (paklaida ≤±1 ℃), o Z ašies aukštis – kartą per ketvirtį (tikslumas ≤±0,05 mm). Nesukalibravus, suvirinimo tuštumų skaičius gali padidėti 20 %.

Nepakankamas siurbimas: pakeiskite rankinio litavimo siurblio sandarinimo žiedą, patikrinkite vakuuminį siurblį arba išvalykite užsikimšimą, jei naudojate elektrinį litavimo siurblį; nepavyksta išlituoti: patikrinkite, ar antgalis nepažeistas ar užsikimšęs, pakeiskite ir išvalykite likusį litavimą.

Paprastai jis keičiamas kas 1–2 metus, atsižvelgiant į naudojimo dažnumą. Senstant, temperatūros vienodumas mažėja, o suvirinimo defektų dažnis padidėja apie 12 %.

Reguliariai valykite objektyvą specialiu lęšių valymui skirtu popieriumi, venkite susidūrimų, kad optiniai komponentai nepasislinktų, ir kasmet kalibruokite židinio nuotolį, kad užtikrintumėte aiškų vaizdą.

Pirmiausia ištirpinkite kapsulės medžiagą cheminiais tirpikliais (pvz., acetonu), po pašalinimo perdirbkite įprastu būdu ir, baigus darbą, vėl kapsuliuokite, atkreipdami dėmesį į medžiagos takumą ir kietėjimo sąlygas.

Pirmenybė teikiama didelių ir daug šilumos generuojančių komponentų šalinimui, kad nebūtų paveiktos suremontuotos dalys; siekiant sumažinti riziką, vadovaukitės principu nuo lengvų iki sudėtingų.

Reikalinga speciali įranga (pvz., apversto lustų perdirbimo stotis), naudojama lazerinio kaitinimo arba ultragarsinio suvirinimo technologija. Parametrai nustatomi atliekant išankstinius bandymus, o sėkmės rodiklis paprastai yra 60–70 %.

Norėdami nustatyti trumpojo jungimo vietą ir patikrinti bei išspręsti tokias problemas kaip litavimo likučių sujungimas, komponentų kontaktų nesutapimas ir PCB grandinės pažeidimai, naudokite multimetrą tęstinumo bandymui.

Patikrinkite, ar įžeminimas geras ir ar ekranavimo dangtelis sumontuotas, patikrinkite, ar suvirinimo metu nepažeista signalo linija, naudokite spektro analizatorių trukdžių šaltiniui aptikti ir imkitės priemonių, tokių kaip ekranavimas ir filtravimas.

Analizuokite perdirbimo duomenis naudodami mašininį mokymąsi, kad numatytumėte defektus, naudokite vizualinį atpažinimą, kad automatiškai rastumėte defektinius komponentus, ir išmaniai koreguokite įrangos parametrus, kad pagerintumėte efektyvumą ir kokybę.

Jis bus plėtojamas siekiant didelio tikslumo ir daugiafunkcinės integracijos (pvz., rentgeno spindulių patikros, automatinio rutulių sodinimo, suvirinimo ir kt. integravimo) ir sujungs su MES sistema, siekiant pagerinti intelektualų valdymą.

Skatinti aplinkai nekenksmingų fliusų ir valymo priemonių naudojimą, kurti mažai energijos vartojanti įrangą ir tyrinėti neardomojo perdirbimo technologijas, siekiant sumažinti taršą ir išteklių švaistymą.

Jis gali greitai pagaminti įrenginius pakartotiniam apdirbimui, siekiant sumažinti išlaidas, ir yra naudojamas vietiniams PCB pažeidimams (pvz., spausdinti laidžias linijas) taisyti, siekiant supaprastinti sudėtingus procesus.

Įdiegti skaitmeninį perdirbimo įrangos valdymą ir nuotolinį stebėjimą, optimizuoti procesus atliekant didelių duomenų analizę ir įdiegti gaminių perdirbimo atsekamumo sistemas, siekiant pagerinti kokybės kontrolę.