Процес на поправка на PCBA

Процесот на преработка на PCBA (Склоп на печатено коло) е постапка за лоцирање на грешки во склопови со лошо лемење или функционални дефекти, отстранување на неисправни компоненти и повторно лемење на квалификувани компоненти. Статистиката покажува дека приближно 5%-15% од PCBA плочите бараат преработка за време на производството на електронски производи.

Преработката се справува со проблеми како што се дефекти при лемење и дефекти на компонентите за време на производството, при што поправениот производ треба да ги исполни оригиналните стандарди за производство; поправката се справува со дефекти предизвикани од стареење, неправилна употреба итн., кај веќе користени производи. Одличен индустриски стандард е контрола на стапката на дефекти при преработка во рамките на 3%.

Типичниот процес е: откривање на дефекти → лоцирање на дефекти → отстранување на компоненти → чистење на подлогата → лемење на нови компоненти → проверка и верификација. Меѓу нив, отстранувањето и лемењето на компонентите сочинуваат 60%-70% од вкупното време на процесот.

Дури и кај напредните SMT производствени линии, сè уште постои стапка на дефекти при лемење од 0,1%-1% (како што се ладно лемење и премостување). Преработката може да ги подобри стапките на квалификација на производот, да ги намали трошоците за производство и да избегне уништување на целата плоча.

Може да го подобри приносот од првиот премин на производот, да ги намали трошоците за производство, да обезбеди квалитет и сигурност на производот и да ги намали трошоците за одржување по продажбата. Студиите покажуваат дека добрите процеси на преработка можат да ја зголемат сигурноста на производот за 20%-30%.

Главно вклучува станици за преработка со топол воздух, инфрацрвени станици за преработка, BGA станици за преработка, пумпи за одлемување, микроскопи итн. Меѓу нив, BGA станиците за преработка имаат точност на контрола на температурата од ±1℃, погодна за високопрецизна преработка на BGA компоненти.

Генерира топол воздух низ грејна цевка и го дува топол воздух врз компонентите што треба да се преработат преку млазница, топејќи го лемењето за да се постигне отстранување или лемење. Температурата на топол воздух генерално е прилагодлива од 200-450℃, со брзина на воздух од 5-50L/min.

BGA станиците за преработка имаат независни функции за контрола на температурата за повеќе температурни зони, овозможувајќи комплексна контрола на температурната крива, погодна за пакувани уреди како што се BGA и CSP; вообичаените станици за преработка со топол воздух најчесто се користат за конвенционални пакувања како QFP и SOP. Цената на BGA станица за преработка е околу 3-5 пати поголема од онаа на вообичаена станица за преработка со топол воздух.

Тие се поделени на рачни пумпи за одлемување, електрични пумпи за одлемување и вакуумски пиштоли за одлемување. Рачните пумпи за одлемување се погодни за отстранување на мал број споеви на лемење, електричните пумпи за одлемување се поефикасни, а вакуумските пиштоли за одлемување се погодни за компоненти со повеќе пинови. Електричните пумпи за одлемување го отстрануваат лемењето 3-5 пати побрзо од рачните.

За ситни спакувани уреди како што се 0201 и 01005, потребен е микроскоп со зголемување од 50-100 пати; за конвенционални спакувани уреди, доволно е зголемување од 10-30 пати. Микроскопите со големо зголемување се околу 2-3 пати поскапи од оние со ниско зголемување.

Поставете според пакувањето на компонентата и типот на лемење. За лемење Sn63Pb37, температурата на отстранување е генерално 350-380℃, а температурата на лемење е 320-350℃; за лемење без олово (како што е SAC305), температурата на отстранување е 380-420℃, а температурата на лемење е 350-380℃. Премногу високата температура лесно ги оштетува компонентите, додека премногу ниската температура го спречува топењето на лемењето.

Обично вклучува зона за претходно загревање (стапка на загревање 1-3℃/s, температура 120-150℃), зона за натопување (150-180℃, 60-120s), зона за повторно течење (врвна температура 217-235℃, одржувана 30-60s) и зона за ладење (стапка на ладење 2-4℃/s). Неправилното поставување на кривата на температурата може да предизвика проблеми како што се ладно лемење на BGA и пукање на топката за лемење.

Премногу големата брзина на воздухот може да ги оддува малите компоненти или да предизвика прскање на лемењето; премалата брзина на воздухот резултира со недоволен пренос на топлина. Општо земено, брзината на воздухот за пакетите 0402 и повисоки е поставена на 10-20L/min, а за 0201 и пониските е 5-10L/min.

Препорачливо е времето на лемење за еден спој за лемење да не надминува 3 секунди, а континуираното лемење да не надминува 10 секунди. Претерано долгото време на лемење го зголемува ризикот од лупење на бакарната фолија на PCB за 30% и веројатноста за оштетување на компонентите за 25%.

Прилагодете според големината на PCBA и густината на компонентите, генерално со густина на моќност од 1-3W/cm². Премногу високата моќност може да предизвика локално прегревање и деформација на PCB, додека премалата моќност резултира со ниска ефикасност на греење.

Користете станица за преработка со топол воздух, насочете ја млазницата кон игличките, загревајте ја на 350-380℃ со брзина на воздух од 15-20L/min и извадете ја компонентата со пинцета откако ќе се стопи лемењето. По отстранувањето, исчистете ги плочките со фитил за одлемување.

Прво, поставете соодветна крива на температурата. Откако топчињата за лемење целосно ќе се стопат, внимателно отстранете го BGA со вакуумско пенкало; исчистете го преостанатиот лем на плочките и повторното лемење со паста за лемење. Стапката на успех на отстранувањето на BGA е 85% поради совпаѓањето на кривата на температурата.

Забележете ја насоката на поларитетот на компонентата за да избегнете обратна инсталација; обрнете внимание на рамномерното загревање за време на отстранувањето за да спречите експлозија на компонентата поради локално прегревање. Неправилната инсталација на поларитетот ја зголемува стапката на дефекти на производот за 40%.

Во такви случаи, потребна е рендгенска инспекција за да се утврдат позициите на спојките за лемење, а за отстранување се користат локални методи на загревање (како што е ласерско загревање). Тоа е доста тешко, со стапка на успех од само 60%-70%.

Контролирајте ја температурата и времето на загревање и избегнувајте постојано загревање на истата положба; користете соодветни алатки, како на пример употреба на рачка за отстранување на компоненти со голема големина за да се намали влечењето на печатената плочка. Правилното работење може да ја намали стапката на оштетување на печатената плочка за 50%.

Исчистете го преостанатиот лем на плочките со фитил за одлемување со лемило: потопете го фитилот во флукс, ставете го на плочките и загрејте го со железото за да го апсорбирате лемењето. Усогласете ја ширината на фитилот со плочките за да избегнете прекумерно или недоволно чистење.

Нежно изшмирглајте го оксидираниот слој со фина шмиргла, нанесете флукс и загрејте за да ја вратите лемливоста. Нетретираните оксидирани влошки можат да предизвикаат стапка на дефекти во лемењето од 80%.

За делумно одвојување, користете жици за спојување; за целосно одвојување, преправете ја подлогата (бакарна облога, премаз за лемење) и тестирајте ги електричните перформанси по поправката.

Користете врв од лемка во облик на длето за да го израмните вишокот лем и изшмирглајте доколку е потребно. Грешката во рамноста мора да биде во рамките на ±0,05 mm за да се избегнат проблеми со лемењето.

Да. Користете безводен етанол или специјализирани средства за чистење за отстранување на преостанатиот флукс и нечистотии, избегнувајќи зголемување од 20% на дефектите на лемењето и корозијата на печатената плочка.

Проверете ги спецификациите на компонентите, конзервирајте ги влошките и подгответе ги соодветните алатки и флукс. Несоодветната подготовка може да предизвика стапка на преработка од 30%.

Користете микроскоп и станица за преработка со топол воздух или зашилено лемило. Прво прицврстете еден игла, а потоа залемете го остатокот за да обезбедите точно позиционирање.

Користете рендген за проверка на врските на лемените топчиња (стапка на празнина ≤5%) и мултиметар за електричен континуитет. Рендгенот открива над 90% од дефектите.

Фиксирајте ги компонентите со лепило или флукс пред лемење и загревајте ги рамномерно за да избегнете термички стрес. Поместувањето е причина за 15%-20% од дефектите на лемењето.

Бакарните кабли се многу лесно лемливи; железните кабли бараат претходно калаење; легираните кабли бараат соодветен флукс. Нетретираните железни кабли имаат стапка на дефекти при лемење од 70%.

Вклучува визуелна инспекција, тестови за електрични перформанси (континуитет, отпор на изолација) и функционално тестирање. Визуелната инспекција открива 70%-80% од очигледните дефекти.

Проверете дали споевите на лемењето се целосно, мазни без ладно лемење, премостување или мразулци; осигурајте се дека каблите се целосно залемени и неоштетени. Потребно е усогласување со стандардите IPC-A-610.

Го детектира квалитетот на внатрешните лемни споеви на BGA/CSP компонентите, идентификувајќи ладно лемење, напукнати топчиња за лемење и празнини, со стапка на откривање на дефекти од над 95% за внатрешни проблеми.

Ги тестира електричните перформанси преку прицврстувачки светилки, откривајќи кратки споеви, отворања и проблеми со параметрите на компонентите, опфаќајќи 80%-90% од електричните врски.

Интегрирајте го PCBA во систем за симулирање на реални работни услови и тестирање на функционалноста, идентификувајќи 90% од функционалните дефекти предизвикани од заварување.

Причини: нечисти влошки, недоволна температура, неефикасен флукс. Решенија: повторно исчистете ги влошките, прилагодете ја температурата/времето и заменете го флуксот со алтернативи со висок квалитет.

Отстранете го вишокот лем со фитил/железо за одлемување, прилагодете ја температурата на лемењето и брзината на воздухот за да спречите прскање. Со правилно ракување се постигнува стапка на поправка од 95%.

Можни причини: оштетување на компонентите, прегревање за време на лемењето, обратен поларитет. Статистиката покажува дека оштетувањето на компонентите учествува со 40%, а прегревањето со 30%.

Помалите деформации корегирајте ги со загревање; заменете ги печатените плочки за поголеми деформации. Контролирањето на температурата/времето ја намалува стапката на деформација за 60%.

Користете работни маси, ременчиња за зглобови и пинцети безбедни за ESD; одржувајте влажност од 40%-60% RH за да ја намалите штетата од ESD за 90%.

Операторите мора да носат заштитни очила/ракавици за да спречат изгореници; да ја заземјуваат опремата за да избегнат електричен удар; да ја означат опремата со висока температура со предупредувачки знаци.

Отпадните компоненти, лемењето и флуксот се опасен отпад, за кој е потребно отстранување од страна на квалификувани единици; чистењето на отпадните води мора да ги исполнува стандардите за испуштање GB 8978.

Повеќето флукси се запаливи и треба да се чуваат на ладни, проветрени места подалеку од извори на пожар; избегнувајте контакт со кожа/очи и веднаш исплакнете со вода доколку се изложени.

Редовно чистете ги остатоците од лемење и флуксот од опремата; инсталирајте заштита од прегревање за автоматско исклучување на напојувањето кога ќе се надминат температурните ограничувања.

Мора да се почитуваат директивите RoHS, да се ограничат опасните супстанции како олово/жива/кадмиум, да се минимизира испарувањето на флуксот и да се користат еколошки средства за чистење.

Оптимизирајте ги процесите, усвојувајте автоматизирана опрема и обучете ги операторите. Автоматизираната опрема може да ја зголеми ефикасноста за 30%-50%.

Намалете ја секундарната преработка поради неправилно работење, рационално изберете алатки/материјали и оптимизирајте ги процесите за да ги намалите почетните стапки на дефекти. Секундарната преработка учествува со 25%-35% во вкупните трошоци.

Оптимизирајте ги параметрите на процесот, изберете соодветен флукс/лем и зајакнете ја инспекцијата на првиот производ и земањето примероци во текот на процесот. Подобрувањата на процесот можат да ги намалат стапките на дефекти за 40%-60%.

Ја подобрува стабилноста на квалитетот, ги намалува човечките грешки, го олеснува обучувањето на новите вработени и ја зголемува ефикасноста. Стандардизацијата може да ги намали флуктуациите на стапката на дефекти за 50%.

Спроведувајте тестови за стареење (24-100 часа) и тестови за околината (висока температура/влажност/вибрации) на преработени производи за да ја оцените долгорочната сигурност.

Потребно е да се земат предвид барањата за преработка и на SMT и на THT компонентите. При отстранување на THT компоненти, треба да се обрне внимание на влијанието врз SMT уредите. Тешкотијата при преработка е за 30%-50% поголема од онаа на чистите SMT плочи.

Материјалот е мек и лесен за деформација, па затоа се потребни специјални прицврстувачи за фиксирање; температурата на загревање треба да биде 10-20℃ пониска од онаа на цврстата печатена плочка за да се избегне оштетување на подлогата.

Внатрешното коло е сложено, а преносот на топлина е нерамномерен за време на загревањето, што е склоно кон краток спој или отворено коло на внатрешниот слој; поправката на подлогата е тешка, а стапката на успех на преработката е само 50%-60%.

Прво отстранете го заштитниот капак и заштитете ги внатрешните компоненти. Повторно инсталирајте го по повторната работа за да го осигурите ефектот на заштита. Неправилното работење ќе влијае на електромагнетната компатибилност.

Има добра топлинска спроводливост и висока кршливост. Потребно е брзо загревање за да се избегне пукање предизвикано од локална концентрација на стрес, а брзината на загревање е по можност контролирана на 5-10℃/s.

Тие треба да совладаат вештини како што се идентификација на компоненти, технологија на заварување, ракување со опрема и анализа на грешки, како и да бидат запознаени со стандарди како што е IPC-A-61. Стапката на дефекти кај професионално обучениот персонал е 40% пониска од онаа кај почетниците.

Вклучува теоретска обука (познавање на процесот, стандардни спецификации) и практична обука (работа со опрема, пракса за заварување), со проценка по обуката, а циклусот е генерално 1-2 недели.

Вклучува упатства за процесот на преработка, прирачници за работа на опремата, стандарди за контрола на квалитетот, записи за преработка итн., што може да ја подобри следливоста и ефикасноста на анализата на проблемите.

Поставете клучни контролни точки (како што се отстранување на компоненти, чистење на перничиња, заварување итн.) и спроведете инспекција на првиот дел, патролна инспекција и инспекција на готовиот производ, што може да ја намали стапката на дефекти за 30%-40%.

Собирајте податоци за преработка за да анализирате проблеми, спроведувајте тестови на процесот за да ги оптимизирате параметрите и воведувајте нови технологии и опрема, што може да ја зголеми ефикасноста за 10%-15% годишно.

Изберете според оригиналниот тип на PCBA лем, дајте приоритет на производи со сличен состав и земете ги предвид перформансите како што се точката на топење, навлажнувањето и сигурноста.

Тие се поделени на нечист флукс, флукс растворлив во вода и флукс на база на колофон. Нечистиот флукс е погоден за прилики со ниски барања за чистота, а флуксот растворлив во вода е погоден за чистење, но треба да се земат предвид остатоците.

Се користи за фиксирање на ситни компоненти или за спречување на поместување за време на заварувањето, и треба да има добра цврстина на лепење (≥5N/mm²) и отпорност на температура.

Изберете според типот на флукс (како изопропил алкохол за материјал базиран на колофон) и земете ја предвид заштитата на животната средина, корозијата и испарливоста.

Потребно е да се проверат моделот, спецификацијата, изгледот, електричните перформанси итн. за да се обезбеди конзистентност со оригиналните компоненти. Лошите дојдовни материјали ќе ја зголемат стапката на дефекти при преработка за 20%.

Исчистете ги нечистотиите во внатрешноста на млазницата за воздух за да спречите затнување, редовно проверувајте ја состојбата на грејната цевка и калибрирајте ја температурата, како и подмачкувајте ги механичките компоненти. Затнувањето на млазницата за воздух ќе ја зголеми стапката на дефекти во заварувањето за околу 15%.

Температурата се калибрира еднаш месечно (грешка ≤ ± 1℃), а висината на Z-оската се калибрира еднаш на секои три месеци (точност ≤ ± 0,05 mm). Некалибрираното може да ја зголеми стапката на празнини при заварување за 20%.

Недоволно вшмукување: заменете го заптивниот прстен за рачна пумпа за одлемување, проверете ја вакуум пумпата или исчистете ја блокадата за електрична пумпа за одлемување; не може да се одлемува: проверете дали млазницата е оштетена или блокирана, заменете го и исчистете го преостанатиот лем.

Генерално, се заменува на секои 1-2 години во зависност од фреквенцијата на употреба. По стареењето, униформноста на температурата се намалува, а стапката на дефекти при заварување се зголемува за околу 12%.

Редовно чистете го објективот со специјална хартија за објективи, избегнувајте судири за да спречите поместување на оптичките компоненти и калибрирајте ја фокусната должина секоја година за да обезбедите јасна слика.

Прво користете хемиски растворувачи (како што е ацетон) за да го растворите материјалот за капсулирање, преработете според конвенционалниот процес по отстранувањето и повторно капсулирајте по завршувањето, обрнувајќи внимание на флуидноста и условите на стврднување на материјалот.

Приоритет се дава на отстранувањето на големите компоненти и компонентите што генерираат висока топлина за да се избегне оштетување на поправените делови; следете го принципот од лесно до тешко за да ги намалите ризиците.

Потребна е специјална опрема (како што е станица за преработка на флип чипови), а се користи и технологија за ласерско загревање или ултразвучно заварување. Параметрите се одредуваат преку претходно тестирање, а стапката на успех е обично 60%-70%.

Користете мултиметар за тестирање на континуитетот за да ја лоцирате точката на краток спој и проверете и решете проблеми како што се премостување на остатоци од лемење, нерамномерно порамнување на пиновите на компонентите и оштетување на колото на печатената плочка.

Проверете дали заземјувањето е добро и дали заштитениот капак е инсталиран на место, проверете дали сигналната линија е оштетена за време на заварувањето, користете спектрален анализатор за да го детектирате изворот на пречки и преземете мерки како што се заштита и филтрирање.

Анализирајте ги податоците за преработка преку машинско учење за да предвидите дефекти, користете визуелно препознавање за автоматско лоцирање на неисправни компоненти и интелигентно прилагодете ги параметрите на опремата за да ја подобрите ефикасноста и квалитетот.

Ќе се развива кон високопрецизна и мултифункционална интеграција (како што се интегрирање на рендгенска инспекција, автоматско поставување топчиња, заварување итн.) и ќе оствари меѓусебно поврзување со MES системот за подобрување на интелигентното управување.

Промовирајте еколошки флукс и средства за чистење, развивајте опрема со ниска потрошувачка на енергија и истражувајте технологија за недеструктивна преработка за да го намалите загадувањето и отпадот од ресурси.

Може брзо да произведува тела за преработка за да ги намали трошоците и се користи за поправка на локални оштетувања на ПХБ (како што е печатење на спроводливи линии) за да се поедностават сложените процеси.

Остварете дигитална контрола и далечинско следење на опремата за преработка, оптимизирајте ги процесите преку анализа на големи податоци и воспоставете системи за следење на преработката на производите за да се подобри контролата на квалитетот.