Proses pembaikan PCBA

Proses kerja semula PCBA (Perhimpunan Papan Litar Bercetak) merupakan prosedur untuk mencari kerosakan pada pemasangan dengan pematerian yang lemah atau kegagalan fungsi, membuang komponen yang rosak dan menyolder semula komponen yang berkelayakan. Statistik menunjukkan bahawa kira-kira 5%-15% PCBA memerlukan kerja semula semasa pembuatan produk elektronik.

Kerja semula menangani isu-isu seperti kecacatan pematerian dan kegagalan komponen semasa pengeluaran, dengan produk yang dibaiki perlu memenuhi piawaian pengeluaran asal; pembaikan menangani kerosakan yang disebabkan oleh penuaan, penggunaan yang tidak betul, dsb., dalam produk yang telah digunakan. Piawaian industri yang sangat baik adalah untuk mengawal kadar kecacatan kerja semula dalam lingkungan 3%.

Proses biasa ialah: pengesanan kerosakan → lokasi kecacatan → penyingkiran komponen → pembersihan pad → pematerian komponen baharu → pemeriksaan dan pengesahan. Antaranya, penyingkiran dan pematerian komponen menyumbang 60%-70% daripada jumlah masa proses.

Walaupun dalam barisan pengeluaran SMT yang canggih, masih terdapat kadar kecacatan pematerian sebanyak 0.1%-1% (seperti pematerian sejuk dan penyambungan). Kerja semula boleh meningkatkan kadar kelayakan produk, mengurangkan kos pengeluaran dan mengelakkan pelupusan keseluruhan papan.

Ia boleh meningkatkan hasil lulus pertama produk, mengurangkan kos pengeluaran, memastikan kualiti dan kebolehpercayaan produk, dan mengurangkan kos penyelenggaraan selepas jualan. Kajian menunjukkan bahawa proses kerja semula yang baik boleh meningkatkan kebolehpercayaan produk sebanyak 20%-30%.

Terutamanya merangkumi stesen kerja semula udara panas, stesen kerja semula inframerah, stesen kerja semula BGA, pam penyahpemasangan, mikroskop, dan sebagainya. Antaranya, stesen kerja semula BGA mempunyai ketepatan kawalan suhu ±1℃, sesuai untuk kerja semula komponen BGA berketepatan tinggi.

Ia menghasilkan udara panas melalui tiub pemanasan dan meniup udara panas ke komponen yang hendak diolah semula melalui muncung, meleburkan pateri untuk mencapai penyingkiran atau pematerian. Suhu udara panas secara amnya boleh dilaraskan dari 200-450℃, dengan kelajuan udara 5-50L/min.

Stesen kerja semula BGA mempunyai fungsi kawalan suhu bebas untuk berbilang zon suhu, membolehkan kawalan lengkung suhu yang kompleks, sesuai untuk peranti yang dibungkus seperti BGA dan CSP; stesen kerja semula udara panas biasa kebanyakannya digunakan untuk pakej konvensional seperti QFP dan SOP. Harga stesen kerja semula BGA adalah kira-kira 3-5 kali ganda daripada stesen kerja semula udara panas biasa.

Ia dibahagikan kepada pam penyahpaterian manual, pam penyahpaterian elektrik dan pistol penyahpaterian vakum. Pam penyahpaterian manual sesuai untuk menanggalkan sebilangan kecil sambungan pateri, pam penyahpaterian elektrik lebih cekap dan pistol penyahpaterian vakum sesuai untuk komponen berbilang pin. Pam penyahpaterian elektrik menanggalkan pateri 3-5 kali lebih cepat daripada pam manual.

Bagi peranti kecil yang dibungkus seperti 0201 dan 01005, mikroskop dengan pembesaran 50-100 kali diperlukan; bagi peranti konvensional yang dibungkus, pembesaran 10-30 kali sudah mencukupi. Mikroskop pembesaran tinggi adalah kira-kira 2-3 kali lebih mahal daripada mikroskop pembesaran rendah.

Tetapkan mengikut pembungkusan komponen dan jenis pateri. Bagi pateri Sn63Pb37, suhu penyingkiran secara amnya ialah 350-380℃, dan suhu pematerian ialah 320-350℃; bagi pateri bebas plumbum (seperti SAC305), suhu penyingkiran ialah 380-420℃, dan suhu pematerian ialah 350-380℃. Suhu yang terlalu tinggi mudah merosakkan komponen, manakala suhu yang terlalu rendah menghalang pateri daripada mencair.

Ia biasanya merangkumi zon prapemanasan (kadar pemanasan 1-3℃/s, suhu 120-150℃), zon rendaman (150-180℃, 60-120s), zon aliran semula (suhu puncak 217-235℃, dikekalkan selama 30-60s), dan zon penyejukan (kadar penyejukan 2-4℃/s). Penetapan lengkung suhu yang tidak betul boleh menyebabkan masalah seperti pematerian sejuk BGA dan keretakan bola pateri.

Kelajuan udara yang terlalu tinggi boleh meniup komponen bersaiz kecil atau menyebabkan percikan pateri; kelajuan udara yang terlalu rendah mengakibatkan pemindahan haba yang tidak mencukupi. Secara amnya, kelajuan udara untuk pakej 0402 dan ke atas ditetapkan pada 10-20L/min, dan untuk 0201 dan ke bawah, ia adalah 5-10L/min.

Adalah disyorkan agar masa pematerian untuk satu sambungan pateri tidak melebihi 3 saat, dan pematerian berterusan tidak melebihi 10 saat. Masa pematerian yang terlalu lama meningkatkan risiko kerajang tembaga PCB tertanggal sebanyak 30% dan kebarangkalian kerosakan komponen sebanyak 25%.

Laraskan mengikut saiz PCBA dan ketumpatan komponen, secara amnya dengan ketumpatan kuasa 1-3W/cm². Kuasa yang terlalu tinggi boleh menyebabkan pemanasan melampau dan ubah bentuk PCB, manakala kuasa yang terlalu rendah mengakibatkan kecekapan pemanasan yang rendah.

Gunakan stesen kerja semula udara panas, halakan muncung ke pin, panaskan pada suhu 350-380℃ dengan kelajuan udara 15-20L/min, dan tanggalkan komponen dengan pinset selepas pateri cair. Selepas ditanggalkan, bersihkan pad dengan sumbu penyahpateri.

Pertama, tetapkan lengkung suhu yang sesuai. Selepas bola pateri cair sepenuhnya, tanggalkan BGA dengan berhati-hati menggunakan pen sedut vakum; bersihkan sisa pateri pada pad dan bolakan semula menggunakan pes pateri. Kadar kejayaan penyingkiran BGA adalah 85% disebabkan oleh pemadanan lengkung suhu.

Catatkan arah kekutuban komponen untuk mengelakkan pemasangan terbalik; beri perhatian kepada pemanasan seragam semasa penyingkiran untuk mengelakkan letupan komponen akibat terlalu panas setempat. Pemasangan kekutuban yang salah meningkatkan kadar kegagalan produk sebanyak 40%.

Dalam kes sedemikian, pemeriksaan sinar-X diperlukan untuk menentukan kedudukan sambungan pateri, dan kaedah pemanasan tempatan (seperti pemanasan laser) digunakan untuk penyingkiran. Ia agak sukar, dengan kadar kejayaan hanya 60%-70%.

Kawal suhu dan masa pemanasan, dan elakkan pemanasan berulang pada kedudukan yang sama; gunakan alat yang sesuai, seperti menggunakan palang pengungkit untuk membantu menanggalkan komponen bersaiz besar bagi mengurangkan tarikan pada PCB. Operasi yang betul boleh mengurangkan kadar kerosakan PCB sebanyak 50%.

Bersihkan sisa pateri pada pad menggunakan sumbu penyahpateri dengan besi pemateri: rendam sumbu dalam fluks, letakkannya di atas pad dan panaskan dengan seterika untuk menyerap pateri. Padankan lebar sumbu dengan pad untuk mengelakkan pembersihan yang berlebihan atau tidak mencukupi.

Amplas lapisan teroksida dengan lembut menggunakan kertas pasir halus, sapukan fluks dan haba untuk memulihkan kebolehpaterian. Pad teroksida yang tidak dirawat boleh menyebabkan kadar kecacatan pematerian sebanyak 80%.

Untuk penanggalan separa, gunakan wayar jumper; untuk penanggalan lengkap, buat semula pad (penyaduran kuprum, salutan topeng pateri) dan uji prestasi elektrik selepas pembaikan.

Gunakan hujung besi pemateri berbentuk pahat untuk meratakan lebihan pateri dan pasirkan jika perlu. Ralat kerataan mestilah dalam lingkungan ±0.05mm untuk mengelakkan masalah pematerian.

Ya. Gunakan etanol kontang atau agen pembersih khusus untuk membuang sisa fluks dan bendasing, mengelakkan peningkatan kecacatan pematerian dan kakisan PCB sebanyak 20%.

Semak spesifikasi komponen, timahkan pad, dan sediakan alat dan fluks yang sesuai. Persediaan yang tidak mencukupi boleh menyebabkan kadar kerja semula sebanyak 30%.

Gunakan mikroskop dan stesen kerja semula udara panas atau besi pemateri yang tajam. Pasangkan satu pin dahulu, kemudian pateri selebihnya untuk memastikan kedudukan yang tepat.

Gunakan sinar-X untuk memeriksa sambungan bola pateri (kadar lompang ≤5%) dan multimeter untuk kesinambungan elektrik. Sinar-X mengesan lebih 90% kecacatan.

Pasangkan komponen dengan pelekat atau fluks sebelum memateri, dan panaskan secara sekata untuk mengelakkan tekanan haba. Pengalihan komponen menyumbang 15%-20% daripada kecacatan pematerian.

Plumbum kuprum sangat mudah dipateri; plumbum besi memerlukan pra-penyaduran; plumbum aloi memerlukan fluks yang sepadan. Plumbum besi yang tidak dirawat mempunyai kadar kecacatan pematerian 70%.

Termasuk pemeriksaan visual, ujian prestasi elektrik (kesinambungan, rintangan penebat) dan ujian fungsi. Pemeriksaan visual mendapati 70%-80% kecacatan yang jelas.

Periksa sambungan pateri yang penuh dan licin tanpa pematerian sejuk, penyambungan atau aisik; pastikan wayar dipateri sepenuhnya dan tidak rosak. Pematuhan dengan piawaian IPC-A-610 diperlukan.

Mengesan kualiti sambungan pateri dalaman komponen BGA/CSP, mengenal pasti pematerian sejuk, bola pateri retak dan lompang, dengan kadar pengesanan kecacatan lebih 95% untuk masalah dalaman.

Menguji prestasi elektrik melalui lekapan dasar paku, mengesan selekoh pintas, bukaan dan isu parameter komponen, meliputi 80%-90% sambungan elektrik.

Integrasikan PCBA ke dalam sistem untuk mensimulasikan keadaan kerja sebenar dan menguji kefungsian, mengenal pasti 90% kegagalan fungsi yang disebabkan oleh kimpalan.

Punca: pad yang tidak bersih, suhu yang tidak mencukupi, fluks yang tidak berkesan. Penyelesaian: bersihkan semula pad, laraskan suhu/masa dan gantikan fluks dengan alternatif yang berkualiti tinggi.

Tanggalkan lebihan pateri dengan sumbu/besi penyahpateri, laraskan suhu pematerian dan kelajuan udara untuk mengelakkan percikan. Pengendalian yang betul mencapai kadar pembaikan 95%.

Punca yang mungkin: kerosakan komponen, terlalu panas semasa pematerian, kekutuban songsang. Statistik menunjukkan kerosakan komponen menyumbang 40%, terlalu panas sebanyak 30%.

Betulkan ubah bentuk kecil dengan pemanasan; gantikan PCB untuk ubah bentuk yang teruk. Mengawal suhu/masa mengurangkan kadar ubah bentuk sebanyak 60%.

Gunakan meja kerja, tali pergelangan tangan dan pinset yang selamat untuk ESD; kekalkan kelembapan RH 40%-60% untuk mengurangkan kerosakan ESD sebanyak 90%.

Pengendali mesti memakai cermin mata/sarung tangan pelindung untuk mengelakkan melecur; peralatan yang dibumikan untuk mengelakkan renjatan elektrik; tandakan peralatan suhu tinggi dengan tanda amaran.

Komponen sisa, pateri dan fluks adalah sisa berbahaya, yang memerlukan pelupusan oleh unit yang berkelayakan; pembersihan air sisa mesti memenuhi piawaian pelepasan GB 8978.

Kebanyakan fluks mudah terbakar dan harus disimpan di kawasan yang sejuk dan mempunyai pengudaraan yang jauh dari sumber api; elakkan sentuhan kulit/mata dan bilas dengan air dengan segera jika terdedah.

Bersihkan sisa pateri dan fluks daripada peralatan secara berkala; pasang perlindungan terlalu panas untuk mati secara automatik apabila had suhu melebihi had.

Mesti mematuhi arahan RoHS, mengehadkan bahan berbahaya seperti plumbum/merkuri/kadmium, meminimumkan pengewapan fluks dan menggunakan agen pembersih mesra alam.

Optimumkan proses, gunakan peralatan automatik dan latih pengendali. Peralatan automatik boleh meningkatkan kecekapan sebanyak 30%-50%.

Kurangkan kerja semula sekunder akibat operasi yang tidak betul, pilih alat/bahan secara rasional dan optimumkan proses untuk mengurangkan kadar kecacatan awal. Kerja semula sekunder menyumbang 25%-35% daripada jumlah kos.

Optimumkan parameter proses, pilih fluks/pateri yang sesuai, dan perkukuhkan pemeriksaan artikel pertama dan persampelan dalam proses. Penambahbaikan proses boleh mengurangkan kadar kecacatan sebanyak 40%-60%.

Meningkatkan kestabilan kualiti, mengurangkan ralat manusia, memudahkan latihan pekerja baharu dan meningkatkan kecekapan. Penyeragaman boleh mengurangkan turun naik kadar kecacatan sebanyak 50%.

Menjalankan ujian penuaan (24-100 jam) dan ujian persekitaran (suhu tinggi/kelembapan/getaran) ke atas produk yang diolah semula untuk menilai kebolehpercayaan jangka panjang.

Adalah perlu untuk mempertimbangkan keperluan kerja semula bagi kedua-dua komponen SMT dan THT. Apabila menanggalkan komponen THT, perhatian harus diberikan kepada impak pada peranti SMT. Kesukaran kerja semula adalah 30%-50% lebih tinggi daripada papan SMT tulen.

Bahan ini lembut dan mudah berubah bentuk, jadi lekapan khas diperlukan untuk pemasangan; suhu pemanasan hendaklah 10-20℃ lebih rendah daripada PCB tegar untuk mengelakkan kerosakan pada substrat.

Litar dalaman adalah kompleks, dan pemindahan haba tidak sekata semasa pemanasan, yang mudah menyebabkan litar pintas atau litar terbuka pada lapisan dalam; pembaikan pad adalah sukar, dan kadar kejayaan kerja semula hanya 50%-60%.

Tanggalkan penutup pelindung terlebih dahulu dan lindungi komponen dalaman. Pasang semula selepas kerja semula untuk memastikan kesan pelindung. Operasi yang tidak betul akan menjejaskan keserasian elektromagnet.

Ia mempunyai kekonduksian terma yang baik dan kerapuhan yang tinggi. Ia memerlukan pemanasan pantas untuk mengelakkan keretakan yang disebabkan oleh kepekatan tegasan tempatan, dan kadar pemanasan sebaiknya dikawal pada 5-10℃/s.

Mereka perlu menguasai kemahiran seperti pengenalpastian komponen, teknologi kimpalan, operasi peralatan dan analisis kerosakan, serta membiasakan diri dengan piawaian seperti IPC-A-61. Kadar kecacatan kakitangan yang terlatih secara profesional adalah 40% lebih rendah berbanding kakitangan baharu.

Ia merangkumi latihan teori (pengetahuan proses, spesifikasi standard) dan latihan praktikal (operasi peralatan, amalan kimpalan), dengan penilaian selepas latihan, dan kitarannya biasanya 1-2 minggu.

Ia merangkumi arahan proses kerja semula, manual operasi peralatan, piawaian pemeriksaan kualiti, rekod kerja semula, dan sebagainya, yang dapat meningkatkan kebolehkesanan dan kecekapan analisis masalah.

Tetapkan titik kawalan utama (seperti penyingkiran komponen, pembersihan pad, kimpalan, dll.), dan jalankan pemeriksaan bahagian pertama, pemeriksaan rondaan dan pemeriksaan produk siap, yang dapat mengurangkan kadar kecacatan sebanyak 30%-40%.

Mengumpul data kerja semula untuk menganalisis masalah, menjalankan ujian proses untuk mengoptimumkan parameter dan memperkenalkan teknologi dan peralatan baharu yang boleh meningkatkan kecekapan sebanyak 10%-15% setiap tahun.

Pilih mengikut jenis pateri PCBA asal, utamakan produk dengan komposisi yang serupa, dan pertimbangkan prestasi seperti takat lebur, kebolehbasahan, dan kebolehpercayaan.

Ia dibahagikan kepada fluks tanpa-bersih, fluks larut air dan fluks berasaskan rosin. Fluks tanpa-bersih sesuai untuk majlis-majlis dengan keperluan kebersihan yang rendah, dan fluks larut air mudah untuk pembersihan tetapi sisa perlu diperhatikan.

Ia digunakan untuk memasang komponen kecil atau mencegah anjakan semasa kimpalan, dan perlu mempunyai kekuatan ikatan yang baik (≥5N/mm²) dan rintangan suhu.

Pilih mengikut jenis fluks (seperti isopropil alkohol untuk berasaskan rosin), dan pertimbangkan perlindungan alam sekitar, kakisan dan turun naik.

Adalah perlu untuk menyemak model, spesifikasi, rupa, prestasi elektrik, dan sebagainya untuk memastikan konsistensi dengan komponen asal. Bahan masuk yang lemah akan meningkatkan kadar kegagalan kerja semula sebanyak 20%.

Bersihkan bendasing di dalam muncung udara untuk mengelakkan penyumbatan, periksa status tiub pemanasan dan kalibrasi suhu secara berkala, dan pelincirkan komponen mekanikal. Penyumbatan muncung udara akan meningkatkan kadar kecacatan kimpalan sebanyak kira-kira 15%.

Suhu dikalibrasi sebulan sekali (ralat ≤±1℃), dan ketinggian paksi-Z dikalibrasi suku kali sekali (ketepatan ≤±0.05mm). Tidak dikalibrasi boleh meningkatkan kadar lompang kimpalan sebanyak 20%.

Sedutan tidak mencukupi: gantikan cincin pengedap untuk pam penyahpemasangan manual, periksa pam vakum atau bersihkan penyumbatan untuk pam penyahpemasangan elektrik; tidak dapat penyahpemasangan: periksa sama ada muncung rosak atau tersumbat, gantikan dan bersihkan pateri sisa.

Secara amnya, ia digantikan setiap 1-2 tahun mengikut kekerapan penggunaan. Selepas penuaan, keseragaman suhu berkurangan, dan kadar kecacatan kimpalan meningkat kira-kira 12%.

Bersihkan kanta secara berkala dengan kertas kanta khas, elakkan perlanggaran untuk mengelakkan anjakan komponen optik, dan ukur panjang fokus setiap tahun untuk memastikan pengimejan yang jelas.

Pertama sekali, gunakan pelarut kimia (seperti aseton) untuk melarutkan bahan enkapsulasi, kerja semula mengikut proses konvensional selepas penyingkiran, dan enkapsulasi semula selepas siap, dengan memberi perhatian kepada keadaan kecairan dan pengawetan bahan.

Keutamaan diberikan kepada penyingkiran komponen bersaiz besar dan menghasilkan haba tinggi bagi mengelakkan kerosakan pada bahagian yang dibaiki; ikut prinsip daripada mudah kepada sukar untuk mengurangkan risiko.

Peralatan khas (seperti stesen kerja semula cip flip) diperlukan, dan teknologi pemanasan laser atau kimpalan ultrasonik digunakan. Parameter ditentukan melalui ujian pra, dan kadar kejayaan biasanya 60%-70%.

Gunakan multimeter untuk ujian kesinambungan bagi mencari titik litar pintas, dan semak serta selesaikan masalah seperti penyambungan sisa pateri, ketidaksejajaran pin komponen dan kerosakan litar PCB.

Periksa sama ada pembumian adalah baik dan penutup pelindung dipasang di tempatnya, periksa sama ada talian isyarat rosak semasa kimpalan, gunakan penganalisis spektrum untuk mengesan sumber gangguan, dan ambil langkah seperti pelindung dan penapisan.

Analisis data kerja semula melalui pembelajaran mesin untuk meramalkan kecacatan, gunakan pengecaman visual untuk mencari komponen yang rosak secara automatik dan melaraskan parameter peralatan secara bijak untuk meningkatkan kecekapan dan kualiti.

Ia akan berkembang ke arah penyepaduan ketepatan tinggi dan pelbagai fungsi (seperti penyepaduan pemeriksaan sinar-X, penanaman bola automatik, kimpalan, dll.), dan merealisasikan interkoneksi dengan sistem MES untuk meningkatkan pengurusan pintar.

Menggalakkan agen fluks dan pembersih mesra alam, membangunkan peralatan penggunaan tenaga rendah, dan meneroka teknologi kerja semula yang tidak merosakkan untuk mengurangkan pencemaran dan pembaziran sumber.

Ia boleh mengeluarkan lekapan dengan cepat untuk kerja semula bagi mengurangkan kos, dan digunakan untuk membaiki kerosakan tempatan PCB (seperti mencetak talian konduktif) bagi memudahkan proses yang kompleks.

Merealisasikan kawalan digital dan pemantauan jarak jauh peralatan kerja semula, mengoptimumkan proses melalui analisis data raya, dan mewujudkan sistem kebolehkesanan kerja semula produk untuk meningkatkan kawalan kualiti.