PCBA remonta process

PCBA (iespiedshēmas plates montāžas) pārstrādes process ir procedūra, kuras laikā tiek atrasti defekti montāžās ar sliktu lodējumu vai funkcionālām kļūmēm, noņemti bojāti komponenti un atkārtoti lodēti kvalificēti komponenti. Statistika liecina, ka aptuveni 5–15 % PCBA ir nepieciešama pārstrāde elektronisko izstrādājumu ražošanas laikā.

Pārstrāde risina tādus jautājumus kā lodēšanas defekti un komponentu atteices ražošanas laikā, un remontētajam produktam ir jāatbilst sākotnējiem ražošanas standartiem; remonts attiecas uz defektiem, ko izraisījusi novecošanās, nepareiza lietošana utt. jau lietotos produktos. Lielisks nozares standarts ir kontrolēt pārstrādes defektu līmeni 3% robežās.

Tipisks process ir: defektu noteikšana → defekta atrašanās vietas noteikšana → komponentu noņemšana → kontaktligzdu tīrīšana → jaunu komponentu lodēšana → pārbaude un verifikācija. Komponentu noņemšana un lodēšana aizņem 60–70 % no kopējā procesa laika.

Pat progresīvās SMT ražošanas līnijās lodēšanas defektu līmenis joprojām ir 0,1–1 % (piemēram, aukstā lodēšana un pārnešana). Pārstrāde var uzlabot produktu kvalifikācijas rādītājus, samazināt ražošanas izmaksas un izvairīties no visas plates utilizācijas.

Tas var uzlabot produkta pirmās kārtas ražu, samazināt ražošanas izmaksas, nodrošināt produkta kvalitāti un uzticamību, kā arī samazināt pēcpārdošanas apkopes izmaksas. Pētījumi liecina, ka labi pārstrādes procesi var palielināt produkta uzticamību par 20–30 %.

Galvenokārt ietver karstā gaisa pārstrādes stacijas, infrasarkanās pārstrādes stacijas, BGA pārstrādes stacijas, atlodēšanas sūkņus, mikroskopus utt. Starp tām BGA pārstrādes stacijām ir temperatūras kontroles precizitāte ±1 ℃, kas ir piemērota augstas precizitātes BGA komponentu pārstrādei.

Tas ģenerē karstu gaisu caur sildīšanas cauruli un pūš karsto gaisu uz apstrādājamajām detaļām caur sprauslu, izkausējot lodmetālu, lai to varētu noņemt vai lodēt. Karstā gaisa temperatūru parasti var regulēt no 200 līdz 450 ℃, ar gaisa ātrumu 5–50 l/min.

BGA pārstrādes stacijām ir neatkarīgas temperatūras kontroles funkcijas vairākām temperatūras zonām, kas nodrošina sarežģītu temperatūras līknes kontroli, kas ir piemērota iepakotām ierīcēm, piemēram, BGA un CSP; parastās karstā gaisa pārstrādes stacijas galvenokārt tiek izmantotas tradicionāliem iepakojumiem, piemēram, QFP un SOP. BGA pārstrādes stacijas cena ir aptuveni 3–5 reizes lielāka nekā parastās karstā gaisa pārstrādes stacijas cena.

Tos iedala manuālajos atlodēšanas sūkņos, elektriskajos atlodēšanas sūkņos un vakuuma atlodēšanas pistolēs. Manuālie atlodēšanas sūkņi ir piemēroti neliela skaita lodējumu noņemšanai, elektriskie atlodēšanas sūkņi ir efektīvāki, bet vakuuma atlodēšanas pistoles ir piemērotas daudzkontaktu komponentiem. Elektriskie atlodēšanas sūkņi noņem lodējumu 3–5 reizes ātrāk nekā manuālie sūkņi.

Nelielām iepakotām ierīcēm, piemēram, 0201 un 01005, ir nepieciešams mikroskops ar 50–100 reižu palielinājumu; parastajām iepakotajām ierīcēm pietiek ar 10–30 reižu palielinājumu. Mikroskopi ar lielu palielinājumu ir aptuveni 2–3 reizes dārgāki nekā mikroskopi ar mazu palielinājumu.

Iestatiet atbilstoši komponentu iepakojumam un lodēšanas veidam. Sn63Pb37 lodēšanai noņemšanas temperatūra parasti ir 350–380 ℃, un lodēšanas temperatūra ir 320–350 ℃; bezsvina lodēšanai (piemēram, SAC305) noņemšanas temperatūra ir 380–420 ℃, un lodēšanas temperatūra ir 350–380 ℃. Pārāk augsta temperatūra viegli bojā komponentus, savukārt pārāk zema temperatūra neļauj lodēšanai izkust.

Parasti tajā ietilpst uzsildīšanas zona (sildīšanas ātrums 1–3 ℃/s, temperatūra 120–150 ℃), mērcēšanas zona (150–180 ℃, 60–120 s), atkārtotas kausēšanas zona (maksimālā temperatūra 217–235 ℃, uzturēta 30–60 s) un dzesēšanas zona (dzesēšanas ātrums 2–4 ℃/s). Nepareiza temperatūras līknes iestatīšana var radīt tādas problēmas kā BGA aukstā lodēšana un lodēšanas lodītes plaisāšana.

Pārāk liels gaisa ātrums var aizpūst mazus komponentus vai izraisīt lodmetāla šļakstīšanos; pārāk mazs gaisa ātrums rada nepietiekamu siltuma pārnesi. Parasti gaisa ātrums 0402 un augstākiem iepakojumiem ir iestatīts uz 10–20 l/min, bet 0201 un zemākiem iepakojumiem tas ir 5–10 l/min.

Ieteicams, lai viena lodējuma lodēšanas laiks nepārsniegtu 3 sekundes, un nepārtraukta lodēšana nepārsniegtu 10 sekundes. Pārāk ilgs lodēšanas laiks palielina PCB vara folijas lobīšanās risku par 30% un komponentu bojājumu varbūtību par 25%.

Pielāgojiet atbilstoši PCBA izmēram un komponentu blīvumam, parasti ar jaudas blīvumu 1–3 W/cm². Pārāk liela jauda var izraisīt PCB lokālu pārkaršanu un deformāciju, savukārt pārāk maza jauda rada zemu sildīšanas efektivitāti.

Izmantojiet karstā gaisa pārstrādes staciju, pavērsiet sprauslu pret tapām, karsējiet 350–380 ℃ temperatūrā ar gaisa ātrumu 15–20 l/min un pēc lodēšanas izkūstīšanas izņemiet komponentu ar pinceti. Pēc izņemšanas notīriet kontaktus ar atlodēšanas dakti.

Vispirms iestatiet atbilstošu temperatūras līkni. Pēc tam, kad lodēšanas lodītes ir pilnībā izkusušas, uzmanīgi noņemiet BGA ar vakuuma piesūcekni; notīriet atlikušo lodējumu uz kontaktligzdām un atkārtoti uzlieciet lodītes, izmantojot lodēšanas pastu. BGA noņemšanas veiksmes rādītājs ir 85%, pateicoties temperatūras līknes sakritībai.

Pierakstiet komponenta polaritātes virzienu, lai izvairītos no apgrieztas uzstādīšanas; demontāžas laikā pievērsiet uzmanību vienmērīgai sildīšanai, lai novērstu komponenta eksploziju lokālas pārkaršanas dēļ. Nepareiza polaritātes uzstādīšana palielina produkta atteices risku par 40%.

Šādos gadījumos lodējuma savienojumu pozīciju noteikšanai nepieciešama rentgena pārbaude, un noņemšanai tiek izmantotas lokālas sildīšanas metodes (piemēram, lāzera sildīšana). Tas ir diezgan sarežģīti, un veiksmes rādītājs ir tikai 60–70%.

Kontrolējiet sildīšanas temperatūru un laiku un izvairieties no atkārtotas vienas un tās pašas pozīcijas sildīšanas; izmantojiet atbilstošus instrumentus, piemēram, lauzni, lai palīdzētu noņemt lielus komponentus, lai samazinātu PCB vilkšanas spēku. Pareiza darbība var samazināt PCB bojājumu līmeni par 50%.

Notīriet lodēšanas paliktņus no lodēšanas dakts, izmantojot atlodēšanas dakti ar lodāmuru: iemērciet dakti fluksā, novietojiet to uz paliktņa un karsējiet ar lodāmuru, lai absorbētu lodāmuru. Pielāgojiet dakts platumu paliktņa platumam, lai izvairītos no pārmērīgas vai nepietiekamas tīrīšanas.

Viegli noslīpējiet oksidēto slāni ar smalku smilšpapīru, uzklājiet fluksu un karsējiet, lai atjaunotu lodējamību. Neapstrādāti oksidēti kontakti var izraisīt 80% lodēšanas defektu.

Daļējai atvienošanai izmantojiet savienotājvadus; pilnīgai atvienošanai pārtaisiet kontaktligzdu (vara pārklājums, lodēšanas maskas pārklājums) un pēc remonta pārbaudiet elektrisko veiktspēju.

Izmantojiet kalta formas lodāmura uzgali, lai izlīdzinātu lieko lodējumu, un, ja nepieciešams, noslīpējiet. Plakanuma kļūdai jābūt ±0,05 mm robežās, lai izvairītos no lodēšanas problēmām.

Jā. Izmantojiet bezūdens etanolu vai specializētus tīrīšanas līdzekļus, lai noņemtu atlikušo plūsmu un piemaisījumus, novēršot lodēšanas defektu un PCB korozijas pieaugumu par 20 %.

Pārbaudiet detaļu specifikācijas, apstrādājiet spilventiņus ar alvu un sagatavojiet atbilstošus instrumentus un plūsmu. Nepietiekama sagatavošana var izraisīt 30% atkārtotas apstrādes biežumu.

Izmantojiet mikroskopu un karstā gaisa pārstrādes staciju vai lodāmuru ar smailu galu. Vispirms nofiksējiet vienu tapu, pēc tam pielodējiet pārējo, lai nodrošinātu precīzu pozicionēšanu.

Lodēto lodīšu savienojumu pārbaudei (tukšumu līmenis ≤5%) izmantojiet rentgena starus, bet elektriskās nepārtrauktības pārbaudei izmantojiet multimetru. Rentgena stari atklāj vairāk nekā 90% defektu.

Pirms lodēšanas piestipriniet komponentus ar līmi vai plūsmu un vienmērīgi uzsildiet, lai izvairītos no termiskā sprieguma. Nobīde veido 15–20 % no lodēšanas defektiem.

Vara vadi ir ļoti viegli lodējami; dzelzs vadiem nepieciešama iepriekšēja alvošana; sakausējuma vadiem nepieciešama atbilstoša plūsma. Neapstrādātiem dzelzs vadiem ir 70% lodēšanas defektu līmenis.

Ietver vizuālu pārbaudi, elektriskās veiktspējas testus (nepārtrauktības, izolācijas pretestības) un funkcionālo pārbaudi. Vizuālās pārbaudes laikā tiek atrasti 70–80 % acīmredzamu defektu.

Pārbaudiet, vai lodējuma savienojumi ir pilnīgi, gludi, bez aukstās lodēšanas, pārejām vai lāstekām; pārliecinieties, vai vadi ir pilnībā pielodēti un nebojāti. Nepieciešama atbilstība IPC-A-610 standartiem.

Nosaka BGA/CSP komponentu iekšējo lodējumu savienojumu kvalitāti, identificējot auksto lodēšanu, saplaisājušas lodēšanas lodītes un tukšumus, ar vairāk nekā 95% defektu noteikšanas līmeni iekšējo problēmu gadījumā.

Pārbauda elektrisko veiktspēju, izmantojot stiprinājumus ar naglu gultni, atklājot īssavienojumus, atvērtus savienojumus un komponentu parametru problēmas, aptverot 80–90 % elektrisko savienojumu.

Integrējiet PCBA sistēmā, lai simulētu reālus darba apstākļus un pārbaudītu funkcionalitāti, identificējot 90% metināšanas izraisītu funkcionālu kļūmju.

Cēloņi: netīras plāksnītes, nepietiekama temperatūra, neefektīva plūsma. Risinājumi: atkārtoti notīriet plāksnītes, noregulējiet temperatūru/laiku un nomainiet plūsmu ar augstas kvalitātes alternatīvām.

Noņemiet lieko lodējumu ar atlodēšanas dakti/dzelzi, noregulējiet lodēšanas temperatūru un gaisa ātrumu, lai novērstu šļakstīšanos. Pareiza rīcība nodrošina 95% remonta rādītāju.

Iespējamie cēloņi: komponentu bojājumi, pārkaršana lodēšanas laikā, apgriezta polaritāte. Statistika liecina, ka komponentu bojājumi veido 40%, pārkaršana — 30%.

Nelielas deformācijas var novērst, karsējot; stipras deformācijas gadījumā PCB jānomaina. Temperatūras/laika kontrole samazina deformācijas ātrumu par 60 %.

Izmantojiet ESD drošus darbagaldus, plaukstu siksnas un pincetes; uzturiet 40–60 % relatīvo mitrumu, lai samazinātu ESD radītos bojājumus par 90 %.

Operatoriem jāvalkā aizsargbrilles/cimdi, lai izvairītos no apdegumiem; jāiezemē aprīkojums, lai izvairītos no elektriskās strāvas trieciena; jāmarķē augstas temperatūras aprīkojums ar brīdinājuma zīmēm.

Atkritumu komponenti, lodmetāls un plūsma ir bīstamie atkritumi, kuru utilizācija jāveic kvalificētām vienībām; notekūdeņu attīrīšanai jāatbilst GB 8978 izplūdes standartiem.

Lielākā daļa plūsmu ir viegli uzliesmojošas un jāuzglabā vēsās, vēdināmās telpās, prom no uguns avotiem; izvairieties no saskares ar ādu/acīm un nekavējoties skalojiet ar ūdeni, ja nokļūst acīs.

Regulāri notīriet aprīkojumu no lodēšanas atlikumiem un plūsmas; uzstādiet aizsardzību pret pārkaršanu, lai tā automātiski izslēgtos, ja tiek pārsniegti temperatūras ierobežojumi.

Jāievēro RoHS direktīvas, jāierobežo bīstamo vielu, piemēram, svina/dzīvsudraba/kadmija, lietošana, jāsamazina plūsmas iztvaikošana un jāizmanto videi draudzīgi tīrīšanas līdzekļi.

Optimizējiet procesus, ieviesiet automatizētu aprīkojumu un apmāciet operatorus. Automatizēts aprīkojums var palielināt efektivitāti par 30–50 %.

Samazināt nepareizas darbības radīto atkārtoto apstrādi, racionāli izvēlēties instrumentus/materiālus un optimizēt procesus, lai samazinātu sākotnējo defektu līmeni. Otrreizējā apstrāde veido 25–35 % no kopējām izmaksām.

Optimizējiet procesa parametrus, izvēlieties atbilstošu plūsmu/lodmetālu un stiprināt pirmās artikula pārbaudi un paraugu ņemšanu procesa laikā. Procesa uzlabojumi var samazināt defektu līmeni par 40–60 %.

Uzlabo kvalitātes stabilitāti, samazina cilvēciskās kļūdas, atvieglo jaunu darbinieku apmācību un palielina efektivitāti. Standartizācija var samazināt defektu līmeņa svārstības par 50 %.

Veikt novecošanās testus (24–100 stundas) un vides testus (augsta temperatūra/mitrums/vibrācija) pārstrādātiem produktiem, lai novērtētu ilgtermiņa uzticamību.

Jāņem vērā gan SMT, gan THT komponentu pārstrādes prasības. Noņemot THT komponentus, jāpievērš uzmanība ietekmei uz SMT ierīcēm. Pārstrādes grūtības ir par 30–50 % lielākas nekā tīru SMT plates gadījumā.

Materiāls ir mīksts un viegli deformējams, tāpēc stiprināšanai nepieciešami īpaši stiprinājumi; lai nesabojātu pamatni, sildīšanas temperatūrai jābūt par 10–20 ℃ zemākai nekā cietajai PCB.

Iekšējā ķēde ir sarežģīta, un siltuma pārnešana sildīšanas laikā ir nevienmērīga, kas var izraisīt iekšējā slāņa īssavienojumu vai atvērtu ķēdi; spilventiņu remonts ir sarežģīts, un pārstrādes panākumu līmenis ir tikai 50–60%.

Vispirms noņemiet ekranēšanas vāku un aizsargājiet iekšējās sastāvdaļas. Pēc atkārtotas apstrādes uzstādiet to atpakaļ, lai nodrošinātu ekranēšanas efektu. Nepareiza darbība ietekmēs elektromagnētisko saderību.

Tam ir laba siltumvadītspēja un augsts trauslums. Lai izvairītos no plaisāšanas lokālas sprieguma koncentrācijas dēļ, nepieciešama ātra karsēšana, un vēlams, lai karsēšanas ātrums būtu 5–10 ℃/s.

Viņiem jāapgūst tādas prasmes kā komponentu identificēšana, metināšanas tehnoloģija, iekārtu darbība un defektu analīze, kā arī jāpārzina tādi standarti kā IPC-A-61. Profesionāli apmācīta personāla defektu līmenis ir par 40% zemāks nekā iesācējiem.

Tas ietver teorētisko apmācību (procesa zināšanas, standarta specifikācijas) un praktisko apmācību (iekārtu ekspluatācija, metināšanas prakse), ar novērtējumu pēc apmācības, un cikls parasti ilgst 1–2 nedēļas.

Tas ietver pārstrādes procesa instrukcijas, iekārtu ekspluatācijas rokasgrāmatas, kvalitātes pārbaudes standartus, pārstrādes ierakstus utt., kas var uzlabot izsekojamību un problēmu analīzes efektivitāti.

Iestatiet galvenos kontroles punktus (piemēram, detaļu noņemšanu, spilventiņu tīrīšanu, metināšanu utt.) un veiciet pirmās detaļas pārbaudi, patruļas pārbaudi un gatavās produkcijas pārbaudi, kas var samazināt defektu līmeni par 30–40%.

Apkopot pārstrādes datus, lai analizētu problēmas, veikt procesa testus, lai optimizētu parametrus, un ieviest jaunas tehnoloģijas un aprīkojumu, kas var palielināt efektivitāti par 10–15 % gadā.

Izvēlieties atbilstoši sākotnējam PCBA lodēšanas veidam, dodiet priekšroku produktiem ar līdzīgu sastāvu un ņemiet vērā tādus veiktspējas rādītājus kā kušanas temperatūra, mitrināmība un uzticamība.

Tie ir iedalīti tīrāmajā fluksā, ūdenī šķīstošajā fluksā un kolofonija bāzes fluksā. Tīrāmā fluksa ir piemērota situācijām ar zemām tīrības prasībām, un ūdenī šķīstošā fluksa ir ērta tīrīšanai, taču jāņem vērā atlikumi.

To izmanto sīku detaļu nostiprināšanai vai nobīdes novēršanai metināšanas laikā, un tam ir nepieciešama laba saķeres izturība (≥5 N/mm²) un temperatūras izturība.

Izvēlieties atbilstoši plūsmas veidam (piemēram, izopropilspirts kolofonija bāzes izstrādājumiem) un ņemiet vērā vides aizsardzību, koroziju un gaistamību.

Ir jāpārbauda modelis, specifikācija, izskats, elektriskā veiktspēja utt., lai nodrošinātu atbilstību oriģinālajām sastāvdaļām. Sliktas kvalitātes ienākošie materiāli palielinās pārstrādes kļūmju līmeni par 20%.

Notīriet gaisa sprauslas iekšpusē esošos piemaisījumus, lai novērstu aizsprostojumu, regulāri pārbaudiet sildīšanas caurules stāvokli un kalibrējiet temperatūru, kā arī ieeļļojiet mehāniskās detaļas. Gaisa sprauslas aizsprostojums palielinās metināšanas defektu līmeni par aptuveni 15%.

Temperatūra tiek kalibrēta reizi mēnesī (kļūda ≤±1℃), un Z ass augstums tiek kalibrēts reizi ceturksnī (precizitāte ≤±0,05 mm). Nekalibrēšana var palielināt metināšanas tukšumu līmeni par 20%.

Nepietiekama sūkšana: nomainiet manuālā atlodēšanas sūkņa blīvgredzenu, pārbaudiet vakuuma sūkni vai notīriet aizsprostojumu elektriskajam atlodēšanas sūknim; neizdodas atlodēt: pārbaudiet, vai sprausla nav bojāta vai aizsērējusi, nomainiet un notīriet atlikušo lodējumu.

Parasti to nomaina ik pēc 1–2 gadiem atkarībā no lietošanas biežuma. Pēc novecošanas temperatūras vienmērīgums samazinās, un metināšanas defektu līmenis palielinās par aptuveni 12 %.

Regulāri tīriet objektīvu ar speciālu objektīva papīru, izvairieties no sadursmēm, lai novērstu optisko komponentu pārvietošanos, un katru gadu kalibrējiet fokusa attālumu, lai nodrošinātu skaidru attēlu.

Vispirms izmantojiet ķīmiskos šķīdinātājus (piemēram, acetonu), lai izšķīdinātu iekapsulēšanas materiālu, pēc noņemšanas apstrādājiet to saskaņā ar parasto procesu un pēc pabeigšanas atkārtoti iekapsulējiet, pievēršot uzmanību materiāla plūstamībai un sacietēšanas apstākļiem.

Prioritāte tiek dota liela izmēra un augstu siltumu ģenerējošu detaļu noņemšanai, lai neietekmētu remontētās detaļas; lai samazinātu riskus, ievērojiet principu no viegli uz grūti.

Nepieciešams īpašs aprīkojums (piemēram, flip chip pārstrādes stacija), un tiek izmantota lāzera sildīšanas vai ultraskaņas metināšanas tehnoloģija. Parametri tiek noteikti, veicot iepriekšēju testēšanu, un veiksmes rādītājs parasti ir 60–70%.

Nepārtrauktības pārbaudei izmantojiet multimetru, lai atrastu īssavienojuma punktu un pārbaudītu un atrisinātu tādas problēmas kā lodējuma atlikumu pārslodze, komponentu kontaktu nepareiza novietošana un PCB shēmas bojājumi.

Pārbaudiet, vai zemējums ir labs un vai ekranēšanas pārsegs ir uzstādīts, pārbaudiet, vai metināšanas laikā signāla līnija nav bojāta, izmantojiet spektra analizatoru, lai noteiktu traucējumu avotu, un veiciet pasākumus, piemēram, ekranēšanu un filtrēšanu.

Analizējiet pārstrādes datus, izmantojot mašīnmācīšanos, lai prognozētu defektus, izmantojiet vizuālo atpazīšanu, lai automātiski atrastu bojātus komponentus, un inteliģenti pielāgojiet iekārtu parametrus, lai uzlabotu efektivitāti un kvalitāti.

Tas attīstīsies augstas precizitātes un daudzfunkcionālas integrācijas virzienā (piemēram, rentgena pārbaudes, automātiskās lodīšu stādīšanas, metināšanas utt. integrēšana) un realizēs savstarpēju savienojamību ar MES sistēmu, lai uzlabotu inteliģentu pārvaldību.

Veicināt videi draudzīgu plūsmu un tīrīšanas līdzekļu izmantošanu, izstrādāt enerģijas taupīšanas iekārtas un izpētīt nesagraujošās pārstrādes tehnoloģijas, lai samazinātu piesārņojumu un resursu izšķērdēšanu.

Tas var ātri izgatavot armatūru pārstrādei, lai samazinātu izmaksas, un to izmanto lokālu PCB bojājumu labošanai (piemēram, vadošu līniju drukāšanai), lai vienkāršotu sarežģītus procesus.

Ieviest pārstrādes iekārtu digitālo vadību un attālinātu uzraudzību, optimizēt procesus, izmantojot lielo datu analīzi, un izveidot produktu pārstrādes izsekojamības sistēmas, lai uzlabotu kvalitātes kontroli.