Procesul de reparare a PCBA-urilor

Procesul de refacere a ansamblurilor cu circuite imprimate (PCBA) este o procedură pentru localizarea defectelor în ansamblurile cu lipire deficitară sau defecțiuni funcționale, îndepărtarea componentelor defecte și refacerea lipirii componentelor calificate. Statisticile arată că aproximativ 5%-15% din PCBA necesită refacere în timpul fabricării produselor electronice.

Repararea abordează probleme precum defectele de lipire și defecțiunile componentelor în timpul producției, produsul reparat trebuind să respecte standardele de producție originale; repararea se ocupă de defecțiunile cauzate de îmbătrânire, utilizare necorespunzătoare etc., la produsele deja utilizate. Un standard excelent în industrie este controlul ratei defectelor de refacere în limita a 3%.

Procesul tipic este: detectarea defecțiunilor → localizarea defectelor → îndepărtarea componentelor → curățarea plăcuțelor de sudură → lipirea componentelor noi → inspecția și verificarea. Printre acestea, îndepărtarea și lipirea componentelor reprezintă 60%-70% din timpul total al procesului.

Chiar și în liniile de producție SMT avansate, există încă o rată a defectelor de lipire de 0,1%-1% (cum ar fi lipirea la rece și bridging). Reprelucrarea poate îmbunătăți ratele de calificare a produselor, reduce costurile de producție și poate evita casarea întregii plăci.

Poate îmbunătăți randamentul produsului la prima trecere, poate reduce costurile de producție, poate asigura calitatea și fiabilitatea produsului și poate reduce costurile de întreținere post-vânzare. Studiile arată că procesele bune de refacere pot crește fiabilitatea produsului cu 20%-30%.

Include în principal stații de refabricare cu aer cald, stații de refabricare cu infraroșu, stații de refabricare BGA, pompe de dezlipire, microscoape etc. Printre acestea, stațiile de refabricare BGA au o precizie de control al temperaturii de ±1℃, potrivite pentru refabricarea de înaltă precizie a componentelor BGA.

Generează aer cald printr-un tub de încălzire și suflă aerul cald pe componentele care urmează să fie prelucrate printr-o duză, topind aliajul de lipire pentru a realiza îndepărtarea sau lipirea. Temperatura aerului cald este în general reglabilă între 200-450℃, cu o viteză a aerului de 5-50L/min.

Stațiile de reparare BGA au funcții independente de control al temperaturii pentru mai multe zone de temperatură, permițând un control complex al curbei de temperatură, potrivit pentru dispozitive încapsulate, cum ar fi BGA și CSP; stațiile de reparare cu aer cald obișnuite sunt utilizate în mare parte pentru încapsularea convențională, cum ar fi QFP și SOP. Prețul unei stații de reparare BGA este de aproximativ 3-5 ori mai mare decât cel al unei stații de reparare cu aer cald obișnuite.

Acestea se împart în pompe de dezlipire manuale, pompe de dezlipire electrice și pistoale de dezlipire cu vid. Pompele de dezlipire manuale sunt potrivite pentru îndepărtarea unui număr mic de îmbinări de lipire, pompele de dezlipire electrice sunt mai eficiente, iar pistoalele de dezlipire cu vid sunt potrivite pentru componente cu mai mulți pini. Pompele de dezlipire electrice îndepărtează lipitura de 3-5 ori mai repede decât cele manuale.

Pentru dispozitivele mici ambalate, cum ar fi 0201 și 01005, este necesar un microscop cu o mărire de 50-100 de ori; pentru dispozitivele convenționale ambalate, este suficientă o mărire de 10-30 de ori. Microscoapele cu mărire mare sunt de aproximativ 2-3 ori mai scumpe decât cele cu mărire mică.

Setați în funcție de ambalajul componentei și tipul de lipire. Pentru aliajul de lipire Sn63Pb37, temperatura de îndepărtare este în general de 350-380℃, iar temperatura de lipire este de 320-350℃; pentru aliajul de lipire fără plumb (cum ar fi SAC305), temperatura de îndepărtare este de 380-420℃, iar temperatura de lipire este de 350-380℃. Temperatura excesiv de ridicată deteriorează ușor componentele, în timp ce temperatura prea scăzută împiedică topirea aliajului de lipire.

De obicei, include o zonă de preîncălzire (viteză de încălzire 1-3℃/s, temperatură 120-150℃), o zonă de impregnare (150-180℃, 60-120s), o zonă de reflow (temperatură maximă 217-235℃, menținută timp de 30-60s) și o zonă de răcire (viteză de răcire 2-4℃/s). Setarea incorectă a curbei de temperatură poate cauza probleme precum lipirea la rece BGA și fisurarea bilelor de lipire.

O viteză a aerului excesiv de mare poate sufla componente de dimensiuni mici sau poate cauza stropirea cu aliaj de lipire; o viteză a aerului prea mică duce la un transfer de căldură insuficient. În general, viteza aerului pentru pachetele 0402 și superioare este setată la 10-20 L/min, iar pentru 0201 și inferioare, este de 5-10 L/min.

Se recomandă ca timpul de lipire pentru o singură îmbinare să nu depășească 3 secunde, iar lipirea continuă să nu depășească 10 secunde. Un timp de lipire excesiv de lung crește riscul de dezlipire a foliei de cupru a PCB-ului cu 30% și probabilitatea deteriorării componentelor cu 25%.

Ajustați în funcție de dimensiunea PCBA și densitatea componentelor, în general cu o densitate de putere de 1-3 W/cm². O putere excesiv de mare poate provoca supraîncălzirea locală și deformarea PCB-ului, în timp ce o putere prea mică duce la o eficiență scăzută a încălzirii.

Folosiți o stație de refabricare cu aer cald, îndreptați duza spre pini, încălziți la 350-380℃ cu o viteză a aerului de 15-20L/min și scoateți componenta cu o pensetă după ce lipirea se topește. După îndepărtare, curățați plăcuțele cu fitilul de dezlipire.

Mai întâi, setați o curbă de temperatură adecvată. După ce bilele de lipire s-au topit complet, îndepărtați cu grijă BGA-ul cu un stilou de aspirare; curățați lipirea reziduală de pe pad-uri și refaceți bile-urile folosind pastă de lipire. Rata de succes a îndepărtării BGA-ului este de 85% datorită potrivirii curbei de temperatură.

Înregistrați direcția de polaritate a componentei pentru a evita instalarea inversă; acordați atenție încălzirii uniforme în timpul demontării pentru a preveni explozia componentei din cauza supraîncălzirii locale. Instalarea cu polaritate incorectă crește rata de defecțiune a produsului cu 40%.

În astfel de cazuri, este necesară o inspecție cu raze X pentru a determina pozițiile îmbinărilor de lipit, iar pentru îndepărtare se utilizează metode de încălzire locală (cum ar fi încălzirea cu laser). Este destul de dificil, cu o rată de succes de doar 60%-70%.

Controlați temperatura și timpul de încălzire și evitați încălzirea repetată a aceleiași poziții; utilizați unelte adecvate, cum ar fi o bară de levier, pentru a ajuta la îndepărtarea componentelor de dimensiuni mari și a reduce tracțiunea de PCB. Funcționarea corectă poate reduce rata de deteriorare a PCB-ului cu 50%.

Curățați lipirea reziduală de pe pad-uri folosind un fitil de dezlipire cu un ciocan de lipit: înmuiați fitilul în flux, așezați-l pe pad și încălziți-l cu ciocanul pentru a absorbi lipirea. Potriviți lățimea fitilului cu cea a pad-ului pentru a evita curățarea excesivă sau insuficientă.

Șlefuiți ușor stratul oxidat cu șmirghel fin, aplicați flux și încălziți pentru a restabili lipirea. Plăcuțele oxidate netratate pot cauza o rată de defecte de lipire de 80%.

Pentru detașarea parțială, folosiți fire de conectare; pentru detașarea completă, refaceți pad-ul (cuprare, acoperire cu mască de lipire) și testați performanța electrică după reparare.

Folosiți un vârf de lipit în formă de daltă pentru a nivela excesul de lipire și șlefuiți dacă este necesar. Eroarea de planeitate trebuie să fie în limita a ±0,05 mm pentru a evita problemele de lipire.

Da. Folosiți etanol anhidru sau agenți de curățare specializați pentru a îndepărta fluxul rezidual și impuritățile, evitând o creștere cu 20% a defectelor de lipire și a coroziunii PCB-urilor.

Verificați specificațiile componentelor, cositoriți plăcuțele și pregătiți uneltele și fluxul adecvate. Pregătirea inadecvată poate duce la o rată de relucrare de 30%.

Folosește un microscop și o stație de refacție cu aer cald sau un ciocan de lipit ascuțit. Fixează mai întâi un pin, apoi lipește restul pentru a asigura o poziționare precisă.

Folosiți raze X pentru a inspecta conexiunile bilelor de lipit (rata de goluri ≤5%) și un multimetru pentru continuitatea electrică. Razele X detectează peste 90% din defecte.

Fixați componentele cu adeziv sau flux înainte de lipire și încălziți uniform pentru a evita stresul termic. Deplasarea reprezintă 15%-20% din defectele de lipire.

Minele de cupru sunt foarte ușor de lipit; minereurile de fier necesită cositorire prealabilă; minereurile din aliaj necesită flux adecvat. Minele de fier netratate au o rată de defecte de lipire de 70%.

Include inspecție vizuală, teste de performanță electrică (continuitate, rezistență la izolație) și testare funcțională. Inspecția vizuală identifică 70%-80% din defectele evidente.

Verificați dacă lipirea este completă și netedă, fără lipire la rece, punți sau țurțuri; asigurați-vă că bornele sunt complet lipite și nedeteriorate. Este necesară respectarea standardelor IPC-A-610.

Detectează calitatea lipirii interne a componentelor BGA/CSP, identificând lipirea la rece, bilele de lipire crăpate și golurile, cu o rată de detectare a defectelor de peste 95% pentru problemele interne.

Testează performanța electrică prin intermediul unor dispozitive de fixare cu pat de cuie, detectând scurtcircuitele, întreruperile și problemele parametrilor componentelor, acoperind 80%-90% din conexiunile electrice.

Integrați PCBA într-un sistem pentru a simula condițiile reale de lucru și a testa funcționalitatea, identificând 90% din defecțiunile funcționale induse de sudură.

Cauze: comprese murdare, temperatură insuficientă, flux ineficient. Soluții: curățați din nou compresele, ajustați temperatura/timpul și înlocuiți fluxul cu alternative de înaltă calitate.

Îndepărtați excesul de lipire cu fitilul/ciocanul de dezlipit, ajustați temperatura de lipire și viteza aerului pentru a preveni stropirea. Manipularea corectă asigură o rată de reparare de 95%.

Cauze posibile: deteriorarea componentelor, supraîncălzirea în timpul lipirii, polaritate inversă. Statisticile arată că deteriorarea componentelor reprezintă 40%, iar supraîncălzirea 30%.

Corectați deformările minore prin încălzire; înlocuiți PCB-urile pentru deformări severe. Controlul temperaturii/timpului reduce rata de deformare cu 60%.

Folosiți bancuri de lucru, curele de încheietură și pensete rezistente la electrostatice; mențineți o umiditate relativă de 40%-60% pentru a reduce daunele provocate de electrostatice cu 90%.

Operatorii trebuie să poarte ochelari/mănuși de protecție pentru a preveni arsurile; să conecteze echipamentul la pământ pentru a evita electrocutarea; să marcheze echipamentele cu temperaturi ridicate cu semne de avertizare.

Componentele uzate, aliajele de lipit și fluxul sunt deșeuri periculoase, care necesită eliminare de către unități calificate; apele uzate provenite din curățare trebuie să respecte standardele de evacuare GB 8978.

Majoritatea fluxurilor sunt inflamabile și trebuie depozitate în zone răcoroase și ventilate, departe de surse de incendiu; evitați contactul cu pielea/ochii și clătiți imediat cu apă în caz de expunere.

Curățați periodic reziduurile de lipire și fluxul de pe echipamente; instalați o protecție la supraîncălzire pentru a opri automat alimentarea atunci când limitele de temperatură sunt depășite.

Trebuie să respecte directivele RoHS, să restricționeze substanțele periculoase precum plumbul/mercurul/cadmiul, să minimizeze volatilizarea fluxului și să utilizeze agenți de curățare ecologici.

Optimizați procesele, adoptați echipamente automatizate și instruiți operatorii. Echipamentele automatizate pot crește eficiența cu 30%-50%.

Reduceți lucrările de refacere secundare cauzate de operarea necorespunzătoare, selectați rațional uneltele/materialele și optimizați procesele pentru a reduce ratele inițiale de defecte. Refacerea secundară reprezintă 25%-35% din costurile totale.

Optimizați parametrii procesului, selectați fluxul/lipitura adecvată și consolidați inspecția primului articol și eșantionarea în timpul procesului. Îmbunătățirile procesului pot reduce ratele de defecte cu 40%-60%.

Îmbunătățește stabilitatea calității, reduce erorile umane, facilitează instruirea noilor angajați și sporește eficiența. Standardizarea poate reduce fluctuațiile ratei defectelor cu 50%.

Efectuați teste de îmbătrânire (24-100 ore) și teste de mediu (temperatură ridicată/umiditate/vibrații) pe produsele recondiționate pentru a evalua fiabilitatea pe termen lung.

Este necesar să se ia în considerare cerințele de prelucrare atât pentru componentele SMT, cât și pentru cele THT. La demontarea componentelor THT, trebuie acordată atenție impactului asupra dispozitivelor SMT. Dificultatea de prelucrare este cu 30%-50% mai mare decât cea a plăcilor SMT pure.

Materialul este moale și ușor de deformat, așa că sunt necesare dispozitive speciale de fixare; temperatura de încălzire trebuie să fie cu 10-20℃ mai mică decât cea a PCB-ului rigid pentru a evita deteriorarea substratului.

Circuitul intern este complex, iar transferul de căldură este neuniform în timpul încălzirii, ceea ce este predispus la scurtcircuit sau circuit deschis al stratului interior; repararea plăcuței este dificilă, iar rata de succes a refacerii este de doar 50%-60%.

Îndepărtați mai întâi capacul de ecranare și protejați componentele interne. Reinstalați-l după lucrările de reparare pentru a asigura efectul de ecranare. Funcționarea necorespunzătoare va afecta compatibilitatea electromagnetică.

Are o conductivitate termică bună și o fragilitate ridicată. Necesită încălzire rapidă pentru a evita fisurarea cauzată de concentrarea locală a stresului, iar viteza de încălzire este controlată de preferință la 5-10 ℃/s.

Aceștia trebuie să stăpânească abilități precum identificarea componentelor, tehnologia de sudare, operarea echipamentelor și analiza defecțiunilor și să fie familiarizați cu standarde precum IPC-A-61. Rata de defecte a personalului instruit profesional este cu 40% mai mică decât cea a începătorilor.

Include instruire teoretică (cunoștințe de proces, specificații standard) și instruire practică (operarea echipamentelor, practică de sudare), cu evaluare după instruire, iar ciclul este în general de 1-2 săptămâni.

Include instrucțiuni privind procesul de refacere, manuale de operare a echipamentelor, standarde de inspecție a calității, înregistrări ale refacerii etc., care pot îmbunătăți trasabilitatea și eficiența analizei problemelor.

Stabiliți puncte cheie de control (cum ar fi îndepărtarea componentelor, curățarea plăcuțelor, sudarea etc.) și efectuați inspecția primei piese, inspecția de patrulare și inspecția produsului finit, ceea ce poate reduce rata defectelor cu 30%-40%.

Colectați date de relucrare pentru a analiza problemele, efectuați teste de proces pentru a optimiza parametrii și introduceți noi tehnologii și echipamente, care pot crește eficiența cu 10%-15% anual.

Selectați în funcție de tipul de lipire PCBA original, acordați prioritate produselor cu compoziție similară și luați în considerare performanțe precum punctul de topire, umectabilitatea și fiabilitatea.

Acestea se împart în fluxuri fără curățare, fluxuri solubile în apă și fluxuri pe bază de colofoniu. Fluxurile fără curățare sunt potrivite pentru situații cu cerințe de curățenie scăzute, iar fluxurile solubile în apă sunt convenabile pentru curățare, dar trebuie notate reziduurile.

Se utilizează pentru fixarea componentelor minuscule sau pentru a preveni deplasarea în timpul sudării și trebuie să aibă o bună rezistență la lipire (≥5N/mm²) și rezistență la temperatură.

Selectați în funcție de tipul de flux (cum ar fi alcool izopropilic pentru cele pe bază de colofoniu) și luați în considerare protecția mediului, coroziunea și volatilitatea.

Este necesar să se verifice modelul, specificațiile, aspectul, performanța electrică etc. pentru a asigura consecvența cu componentele originale. Materialele primite de proastă calitate vor crește rata de eșec a refacerii cu 20%.

Curățați impuritățile din interiorul duzei de aer pentru a preveni blocarea, verificați starea tubului de încălzire și calibrați temperatura în mod regulat, apoi lubrifiați componentele mecanice. Blocarea duzei de aer va crește rata defectelor de sudură cu aproximativ 15%.

Temperatura este calibrată o dată pe lună (eroare ≤±1℃), iar înălțimea axei Z este calibrată o dată pe trimestru (precizie ≤±0,05 mm). Necalibrarea poate crește rata golurilor de sudură cu 20%.

Aspirație insuficientă: înlocuiți inelul de etanșare al pompei manuale de dezlipit, verificați pompa de vid sau curățați blocajul pompei electrice de dezlipit; nu se poate dezlipi: verificați dacă duza este deteriorată sau blocată, înlocuiți și curățați aliajul de lipire rezidual.

În general, se înlocuiește la fiecare 1-2 ani, în funcție de frecvența de utilizare. După îmbătrânire, uniformitatea temperaturii scade, iar rata defectelor de sudură crește cu aproximativ 12%.

Curățați periodic obiectivul cu hârtie specială pentru lentile, evitați coliziunile pentru a preveni deplasarea componentelor optice și calibrați distanța focală în fiecare an pentru a asigura o imagine clară.

Mai întâi utilizați solvenți chimici (cum ar fi acetona) pentru a dizolva materialul de încapsulare, prelucrați conform procesului convențional după îndepărtare și reîncapsulați după finalizare, acordând atenție fluidității și condițiilor de întărire ale materialului.

Se acordă prioritate îndepărtării componentelor de dimensiuni mari și care generează multă căldură pentru a evita afectarea pieselor reparate; urmați principiul de la ușor la dificil pentru a reduce riscurile.

Este nevoie de echipamente speciale (cum ar fi o stație de refabricare a cipurilor flip), și se utilizează tehnologia de încălzire cu laser sau sudură cu ultrasunete. Parametrii sunt determinați prin testare prealabilă, iar rata de succes este de obicei de 60%-70%.

Folosiți un multimetru pentru testarea continuității, pentru a localiza punctul de scurtcircuit și pentru a verifica și rezolva probleme precum punțirea reziduurilor de lipire, nealinierea pinilor componentelor și deteriorarea circuitului PCB.

Verificați dacă împământarea este bună și dacă este instalată carcasa de ecranare, verificați dacă linia de semnal este deteriorată în timpul sudării, utilizați un analizor de spectru pentru a detecta sursa de interferență și luați măsuri precum ecranarea și filtrarea.

Analizați datele de refacere prin învățare automată pentru a prezice defectele, utilizați recunoașterea vizuală pentru a localiza automat componentele defecte și ajustați inteligent parametrii echipamentelor pentru a îmbunătăți eficiența și calitatea.

Se va dezvolta către o integrare de înaltă precizie și multifuncțională (cum ar fi integrarea inspecției cu raze X, plantarea automată a bilei, sudarea etc.) și va realiza interconectarea cu sistemul MES pentru a îmbunătăți managementul inteligent.

Promovarea fluxurilor și a agenților de curățare ecologici, dezvoltarea de echipamente cu consum redus de energie și explorarea tehnologiilor de prelucrare nedistructivă pentru a reduce poluarea și risipa de resurse.

Poate fabrica rapid dispozitive de fixare pentru refacere, reducând costurile, și este utilizat pentru repararea deteriorării locale a PCB-ului (cum ar fi imprimarea liniilor conductive) pentru a simplifica procesele complexe.

Realizați controlul digital și monitorizarea de la distanță a echipamentelor de reprocesare, optimizați procesele prin analiza big data și stabiliți sisteme de trasabilitate a reprelucrării produselor pentru a îmbunătăți controlul calității.