Procesi i riparimit të PCBA-së

Procesi i ripërpunimit të PCBA-së (Printed Circuit Board Assembly - Asambleja e Pllakës së Qarkut të Shtypur) është një procedurë për gjetjen e defekteve në asamble me saldim të dobët ose dështime funksionale, heqjen e komponentëve difektozë dhe ri-saldimin e komponentëve të kualifikuar. Statistikat tregojnë se afërsisht 5%-15% e PCBA-së kërkon ripërpunim gjatë prodhimit të produkteve elektronike.

Ripërpunimi trajton çështje të tilla si defektet e saldimit dhe dështimet e komponentëve gjatë prodhimit, ku produkti i riparuar duhet të përmbushë standardet origjinale të prodhimit; riparimi trajton defektet e shkaktuara nga plakja, përdorimi i papërshtatshëm, etj., në produktet e përdorura tashmë. Një standard i shkëlqyer i industrisë është kontrolli i shkallës së defekteve të ripërpunimit brenda 3%.

Procesi tipik është: zbulimi i defekteve → vendndodhja e defektit → heqja e komponentëve → pastrimi i jastëkut → saldimi i komponentëve të rinj → inspektimi dhe verifikimi. Ndër to, heqja dhe saldimi i komponentëve përbëjnë 60%-70% të kohës totale të procesit.

Edhe në linjat e përparuara të prodhimit SMT, ende ka një shkallë defektesh gjatë saldimit prej 0.1%-1% (si saldimi i ftohtë dhe lidhja me urë). Ripërpunimi mund të përmirësojë shkallët e kualifikimit të produktit, të ulë kostot e prodhimit dhe të shmangë skrapin e të gjithë pllakës.

Mund të përmirësojë rendimentin e produktit në fazën e parë, të ulë kostot e prodhimit, të sigurojë cilësinë dhe besueshmërinë e produktit dhe të ulë kostot e mirëmbajtjes pas shitjes. Studimet tregojnë se proceset e mira të ripërpunimit mund të rrisin besueshmërinë e produktit me 20%-30%.

Kryesisht përfshin stacione ripërpunimi me ajër të nxehtë, stacione ripërpunimi me infra të kuqe, stacione ripërpunimi BGA, pompa çsaldimi, mikroskopë etj. Midis tyre, stacionet e ripërpunimit BGA kanë një saktësi kontrolli të temperaturës prej ±1℃, të përshtatshme për ripërpunimin e komponentëve BGA me precizion të lartë.

Ai gjeneron ajër të nxehtë përmes një tubi ngrohjeje dhe e fryn ajrin e nxehtë mbi komponentët që do të ripërpunohen përmes një gryke, duke shkrirë materialin e bashkangjitur për të arritur heqjen ose bashkimin. Temperatura e ajrit të nxehtë në përgjithësi është e rregullueshme nga 200-450℃, me një shpejtësi ajri prej 5-50L/min.

Stacionet e ripërpunimit BGA kanë funksione të pavarura të kontrollit të temperaturës për zona të shumëfishta temperature, duke mundësuar kontroll kompleks të kurbës së temperaturës, i përshtatshëm për pajisje të paketuara si BGA dhe CSP; stacionet e zakonshme të ripërpunimit me ajër të nxehtë përdoren kryesisht për paketa konvencionale si QFP dhe SOP. Çmimi i një stacioni të zakonshëm të ripërpunimit BGA është rreth 3-5 herë më i lartë se ai i një stacioni të zakonshëm të ripërpunimit me ajër të nxehtë.

Ato ndahen në pompa manuale për çbashkim, pompa elektrike për çbashkim dhe pistoleta vakumi për çbashkim. Pompat manuale për çbashkim janë të përshtatshme për heqjen e një numri të vogël nyjesh saldimi, pompat elektrike për çbashkim janë më efikase dhe pistoletat vakumi për çbashkim janë të përshtatshme për komponentët me shumë kunja. Pompat elektrike për çbashkim heqin materialin e saldimit 3-5 herë më shpejt se ato manuale.

Për pajisje të vogla të paketuara si 0201 dhe 01005, kërkohet një mikroskop me zmadhim 50-100 herë; për pajisjet konvencionale të paketuara, mjafton një zmadhim 10-30 herë. Mikroskopët me zmadhim të lartë janë rreth 2-3 herë më të shtrenjtë se ata me zmadhim të ulët.

Vendoseni sipas paketimit të komponentëve dhe llojit të bashkuesit. Për bashkuesin Sn63Pb37, temperatura e heqjes është përgjithësisht 350-380℃, dhe temperatura e saldimit është 320-350℃; për bashkuesin pa plumb (siç është SAC305), temperatura e heqjes është 380-420℃, dhe temperatura e saldimit është 350-380℃. Temperatura tepër e lartë dëmton lehtësisht komponentët, ndërsa temperatura shumë e ulët parandalon shkrirjen e bashkuesit.

Zakonisht përfshin një zonë parangrohjeje (shkalla e ngrohjes 1-3℃/s, temperatura 120-150℃), një zonë njomjeje (150-180℃, 60-120s), një zonë ripërtëritjeje (temperatura maksimale 217-235℃, e mbajtur për 30-60s) dhe një zonë ftohjeje (shkalla e ftohjes 2-4℃/s). Vendosja jo e duhur e kurbës së temperaturës mund të shkaktojë probleme të tilla si saldimi i ftohtë BGA dhe çarja e topave të saldimit.

Shpejtësia tepër e lartë e ajrit mund të fryjë komponentët e vegjël ose të shkaktojë spërkatje të saldimit; shpejtësia shumë e ulët e ajrit rezulton në transferim të pamjaftueshëm të nxehtësisë. Në përgjithësi, shpejtësia e ajrit për paketat 0402 e lart është vendosur në 10-20L/min, dhe për 0201 e poshtë, është 5-10L/min.

Rekomandohet që koha e saldimit për një bashkim të vetëm me saldim të mos kalojë 3 sekonda, dhe saldimi i vazhdueshëm të mos kalojë 10 sekonda. Koha tepër e gjatë e saldimit rrit rrezikun e shkëputjes së fletës së bakrit të PCB-së me 30% dhe probabilitetin e dëmtimit të komponentëve me 25%.

Rregullojeni sipas madhësisë së PCBA-së dhe dendësisë së komponentëve, përgjithësisht me një dendësi fuqie prej 1-3W/cm². Fuqia tepër e lartë mund të shkaktojë mbinxehje lokale dhe deformim të PCB-së, ndërsa fuqia shumë e ulët rezulton në efikasitet të ulët të ngrohjes.

Përdorni një stacion ripërpunimi me ajër të nxehtë, drejtojeni grykën te kunjat, ngroheni në 350-380℃ me një shpejtësi ajri prej 15-20L/min dhe hiqeni përbërësin me piskatore pasi të shkrihet kallaji. Pas heqjes, pastroni jastëkët me fitil çbashkimi.

Së pari, vendosni një kurbë të përshtatshme të temperaturës. Pasi topat e saldimit të jenë shkrirë plotësisht, hiqeni me kujdes BGA-në me një stilolaps thithës; pastroni mbetjet e saldimit në jastëkë dhe ri-vendosni topin duke përdorur pastë saldimi. Shkalla e suksesit të heqjes së BGA-së është 85% për shkak të përputhjes së kurbës së temperaturës.

Regjistroni drejtimin e polaritetit të komponentit për të shmangur instalimin e kundërt; kushtojini vëmendje ngrohjes uniforme gjatë heqjes për të parandaluar shpërthimin e komponentit për shkak të mbinxehjes lokale. Instalimi i gabuar i polaritetit rrit shkallën e dështimit të produktit me 40%.

Në raste të tilla, kërkohet inspektim me rreze X për të përcaktuar pozicionet e nyjeve të salduara, dhe për heqjen përdoren metoda lokale të ngrohjes (siç është ngrohja me lazer). Është mjaft e vështirë, me një shkallë suksesi prej vetëm 60%-70%.

Kontrolloni temperaturën dhe kohën e ngrohjes dhe shmangni ngrohjen e përsëritur në të njëjtin pozicion; përdorni mjete të përshtatshme, siç është përdorimi i një shufre shkopinjsh për të ndihmuar në heqjen e komponentëve të mëdhenj për të zvogëluar tërheqjen e PCB-së. Funksionimi i saktë mund të zvogëlojë shkallën e dëmtimit të PCB-së me 50%.

Pastroni mbetjet e bashkangjitjes në jastëkë duke përdorur fitilin e çbashkimit me një hekur kolazhi: zhytni fitilin në fluks, vendoseni mbi jastëk dhe ngroheni me hekurin për të thithur bashkuesin. Përputhni gjerësinë e fitilit me jastëkun për të shmangur pastrimin e tepërt ose të pamjaftueshëm.

Lëmojeni butësisht shtresën e oksiduar me letër zmerile të imët, aplikoni fluks dhe ngroheni për të rikthyer aftësinë e saldimit. Jastëkët e oksiduar të patrajtuar mund të shkaktojnë një shkallë defektesh saldimi prej 80%.

Për shkëputje të pjesshme, përdorni tela lidhës; për shkëputje të plotë, ribëjeni jastëkun (veshja me bakër, veshja me maskë saldimi) dhe testoni performancën elektrike pas riparimit.

Përdorni një majë saldimi në formë dalte për të niveluar kallajin e tepërt dhe lëmoni nëse është e nevojshme. Gabimi i rrafshësisë duhet të jetë brenda ±0.05 mm për të shmangur problemet e saldimit.

Po. Përdorni etanol anhidër ose agjentë pastrimi të specializuar për të hequr fluksin e mbetur dhe papastërtitë, duke shmangur një rritje prej 20% të defekteve të saldimit dhe korrozionit të PCB-së.

Kontrolloni specifikimet e komponentëve, kallajini jastëkët dhe përgatitni mjetet dhe fluksin e duhur. Përgatitja e pamjaftueshme mund të shkaktojë një shkallë ripërpunimi prej 30%.

Përdorni një mikroskop dhe një stacion ripërpunimi me ajër të nxehtë ose një hekur saldimi me majë. Fiksoni së pari një gjilpërë, pastaj saldoni pjesën tjetër për të siguruar pozicionim të saktë.

Përdorni rreze X për të inspektuar lidhjet e topave të saldimit (shkalla e boshllëqeve ≤5%) dhe një multimetër për vazhdimësinë elektrike. Rrezet X zbulojnë mbi 90% të defekteve.

Fiksoni pjesët me ngjitës ose fluks para saldimit dhe ngrohini në mënyrë të barabartë për të shmangur stresin termik. Zhvendosja përbën 15%-20% të defekteve të saldimit.

Përçuesit e bakrit janë shumë të ngjitshëm; përçuesit e hekurit kërkojnë para-kallaj; përçuesit e aliazhit kanë nevojë për fluks përkatës. Përçuesit e hekurit të patrajtuar kanë një shkallë defektesh saldimi prej 70%.

Përfshin inspektimin vizual, testet e performancës elektrike (vazhdimësinë, rezistencën e izolimit) dhe testimin funksional. Inspektimi vizual gjen 70%-80% të defekteve të dukshme.

Kontrolloni për nyje saldimi të plota dhe të lëmuara pa saldim të ftohtë, ura ose akullnaja; sigurohuni që telat të jenë të salduara plotësisht dhe të padëmtuara. Kërkohet përputhshmëria me standardet IPC-A-610.

Zbulon cilësinë e bashkimeve të brendshme të saldimit të komponentëve BGA/CSP, duke identifikuar saldimin e ftohtë, topat e saldimit të çara dhe boshllëqet, me mbi 95% shkallë zbulimi të defekteve për problemet e brendshme.

Teston performancën elektrike nëpërmjet pajisjeve fiksuese me gozhda, duke zbuluar lidhjet e shkurtra, hapjet dhe problemet e parametrave të komponentëve, duke mbuluar 80%-90% të lidhjeve elektrike.

Integroni PCBA-në në një sistem për të simuluar kushtet reale të punës dhe për të testuar funksionalitetin, duke identifikuar 90% të dështimeve funksionale të shkaktuara nga saldimi.

Shkaqet: jastëkë të papastër, temperaturë e pamjaftueshme, fluks joefektiv. Zgjidhjet: ripastroni jastëkët, rregulloni temperaturën/kohën dhe zëvendësoni fluksin me alternativa me cilësi të lartë.

Hiqni ngjitësin e tepërt me fitil/hekur çbashkues, rregulloni temperaturën e bashkimit dhe shpejtësinë e ajrit për të parandaluar spërkatjet. Trajtimi i duhur arrin një shkallë riparimi prej 95%.

Shkaqet e mundshme: dëmtimi i komponentëve, mbinxehja gjatë saldimit, polarizimi i kundërt. Statistikat tregojnë se dëmtimi i komponentëve përbën 40%, mbinxehja 30%.

Korrigjoni deformimet e vogla me anë të ngrohjes; zëvendësoni PCB-të për deformime të rënda. Kontrollimi i temperaturës/kohës zvogëlon shkallën e deformimit me 60%.

Përdorni tavolina pune, rripa dore dhe piskatore të sigurta për ESD; mbani lagështirë RH 40%-60% për të zvogëluar dëmin nga ESD me 90%.

Operatorët duhet të veshin syze/doreza mbrojtëse për të parandaluar djegiet; të tokëzojnë pajisjet për të shmangur goditjen elektrike; të shënojnë pajisjet me temperaturë të lartë me shenja paralajmëruese.

Komponentët e mbetur, bashkuesi dhe fluksi janë mbeturina të rrezikshme, që kërkojnë asgjësimin nga njësi të kualifikuara; pastrimi i ujërave të ndotura duhet të përmbushë standardet e shkarkimit GB 8978.

Shumica e flukseve janë të ndezshme dhe duhet të ruhen në zona të freskëta dhe të ajrosura larg burimeve të zjarrit; shmangni kontaktin me lëkurën/sytë dhe shpëlajini menjëherë me ujë nëse ekspozoheni.

Pastroni rregullisht mbetjet e saldimit dhe fluksin nga pajisjet; instaloni mbrojtje nga mbinxehja për t'u fikur automatikisht kur tejkalohen kufijtë e temperaturës.

Duhet të jetë në përputhje me direktivat RoHS, të kufizohen substancat e rrezikshme si plumbi/zhiva/kadmiumi, të minimizohet avullimi i fluksit dhe të përdoren agjentë pastrimi miqësorë me mjedisin.

Optimizoni proceset, përdorni pajisje të automatizuara dhe trajnoni operatorët. Pajisjet e automatizuara mund të rrisin efikasitetin me 30%-50%.

Zvogëloni ripërpunimin dytësor për shkak të funksionimit të papërshtatshëm, zgjidhni mjetet/materialet në mënyrë racionale dhe optimizoni proceset për të ulur shkallën fillestare të defekteve. Ripërpunimi dytësor përbën 25%-35% të kostove totale.

Optimizoni parametrat e procesit, zgjidhni fluksin/bashkuesin e duhur dhe forconi inspektimin e artikullit të parë dhe marrjen e mostrave gjatë procesit. Përmirësimet e procesit mund të ulin shkallën e defekteve me 40%-60%.

Përmirëson stabilitetin e cilësisë, zvogëlon gabimet njerëzore, lehtëson trajnimin e punonjësve të rinj dhe rrit efikasitetin. Standardizimi mund të ngushtojë luhatjet e shkallës së defekteve me 50%.

Kryeni teste plakjeje (24-100 orë) dhe teste mjedisore (temperaturë/lagështi/dridhje) në produktet e ripunuara për të vlerësuar besueshmërinë afatgjatë.

Është e nevojshme të merren në konsideratë kërkesat e ripërpunimit si të komponentëve SMT ashtu edhe të atyre THT. Kur hiqen komponentët THT, duhet t'i kushtohet vëmendje ndikimit në pajisjet SMT. Vështirësia e ripërpunimit është 30%-50% më e lartë se ajo e pllakave të pastra SMT.

Materiali është i butë dhe deformohet lehtë, kështu që nevojiten pajisje speciale për fiksimin; temperatura e ngrohjes duhet të jetë 10-20℃ më e ulët se ajo e PCB-së së ngurtë për të shmangur dëmtimin e substratit.

Qarku i brendshëm është kompleks dhe transferimi i nxehtësisë është i pabarabartë gjatë ngrohjes, gjë që ka tendencë të shkaktojë qark të shkurtër ose qark të hapur të shtresës së brendshme; riparimi i jastëkut është i vështirë dhe shkalla e suksesit të ripërpunimit është vetëm 50%-60%.

Hiqni më parë mbulesën mbrojtëse dhe mbrojini pjesët e brendshme. Riinstalojeni atë pas ripërpunimit për të siguruar efektin mbrojtës. Funksionimi i gabuar do të ndikojë në përputhshmërinë elektromagnetike.

Ka përçueshmëri të mirë termike dhe brishtësi të lartë. Ka nevojë për ngrohje të shpejtë për të shmangur çarjet e shkaktuara nga përqendrimi lokal i stresit, dhe shkalla e ngrohjes kontrollohet mundësisht në 5-10℃/s.

Ata duhet të zotërojnë aftësi të tilla si identifikimi i komponentëve, teknologjia e saldimit, funksionimi i pajisjeve dhe analiza e defekteve, si dhe të jenë të njohur me standarde të tilla si IPC-A-61. Shkalla e defekteve të personelit të trajnuar profesionalisht është 40% më e ulët se ajo e fillestarëve.

Ai përfshin trajnim teorik (njohuri për procesin, specifikime standarde) dhe trajnim praktik (funksionim të pajisjeve, praktikë saldimi), me vlerësim pas trajnimit, dhe cikli është përgjithësisht 1-2 javë.

Ai përfshin udhëzime për procesin e ripërpunimit, manuale të funksionimit të pajisjeve, standarde të inspektimit të cilësisë, të dhëna të ripërpunimit, etj., të cilat mund të përmirësojnë gjurmueshmërinë dhe efikasitetin e analizës së problemeve.

Vendosni pikat kryesore të kontrollit (si heqja e komponentëve, pastrimi i jastëkëve, saldimi, etj.) dhe kryeni inspektimin e pjesës së parë, inspektimin e patrullave dhe inspektimin e produktit të përfunduar, të cilat mund të ulin shkallën e defekteve me 30%-40%.

Mbledh të dhëna ripërpunimi për të analizuar problemet, kryen teste procesi për të optimizuar parametrat dhe prezanton teknologji dhe pajisje të reja, të cilat mund të rrisin efikasitetin me 10%-15% në vit.

Zgjidhni sipas llojit origjinal të bashkuesit PCBA, jepni përparësi produkteve me përbërje të ngjashme dhe merrni në konsideratë performancën siç janë pika e shkrirjes, lagështia dhe besueshmëria.

Ato ndahen në fluks pa pastrim, fluks të tretshëm në ujë dhe fluks me bazë kolofoni. Fluksi pa pastrim është i përshtatshëm për raste me kërkesa të ulëta pastërtie, dhe fluksi i tretshëm në ujë është i përshtatshëm për pastrim, por duhet të theksohet mbetjet.

Përdoret për të fiksuar komponentë të vegjël ose për të parandaluar zhvendosjen gjatë saldimit dhe duhet të ketë forcë të mirë ngjitëse (≥5N/mm²) dhe rezistencë ndaj temperaturës.

Zgjidhni sipas llojit të fluksit (si alkooli izopropilik për ato me bazë kolofon) dhe merrni parasysh mbrojtjen e mjedisit, korrozionin dhe paqëndrueshmërinë.

Është e nevojshme të kontrolloni modelin, specifikimet, pamjen, performancën elektrike etj., për të siguruar përputhshmërinë me përbërësit origjinalë. Materialet e dobëta hyrëse do të rrisin shkallën e dështimit të ripërpunimit me 20%.

Pastroni papastërtitë brenda grykës së ajrit për të parandaluar bllokimin, kontrolloni gjendjen e tubit të ngrohjes dhe kalibroni temperaturën rregullisht, si dhe lubrifikoni pjesët mekanike. Bllokimi i grykës së ajrit do të rrisë shkallën e defekteve të saldimit me rreth 15%.

Temperatura kalibrohet një herë në muaj (gabim ≤ ± 1℃), dhe lartësia e boshtit Z kalibrohet një herë në tremujor (saktësia ≤ ± 0.05 mm). Pa kalibrim mund të rrisë shkallën e boshllëqeve të saldimit me 20%.

Thithje e pamjaftueshme: zëvendësoni unazën e guarnicionit për pompën manuale të çbashkimit, kontrolloni pompën e vakumit ose pastroni bllokimin për pompën elektrike të çbashkimit; pamundësi për çbashkim: kontrolloni nëse gryka është e dëmtuar ose e bllokuar, zëvendësoni dhe pastroni mbetjet e bashkuesit.

Në përgjithësi, zëvendësohet çdo 1-2 vjet sipas frekuencës së përdorimit. Pas plakjes, uniformiteti i temperaturës zvogëlohet dhe shkalla e defekteve të saldimit rritet me rreth 12%.

Pastroni rregullisht lentet me letër speciale për lente, shmangni përplasjet për të parandaluar zhvendosjen e komponentëve optikë dhe kalibroni gjatësinë fokale çdo vit për të siguruar imazhe të qarta.

Së pari përdorni tretës kimikë (si aceton) për të tretur materialin e kapsulimit, ripërpunoni sipas procesit konvencional pas heqjes dhe rikapsuloni pas përfundimit, duke i kushtuar vëmendje rrjedhshmërisë dhe kushteve të tharjes së materialit.

Përparësi i jepet heqjes së komponentëve të mëdhenj dhe që gjenerojnë shumë nxehtësi për të shmangur dëmtimin e pjesëve të riparuara; ndiqni parimin nga e lehtë në të vështirë për të zvogëluar rreziqet.

Nevojiten pajisje speciale (siç është stacioni i ripërpunimit të çipave të kthyera) dhe përdoret teknologjia e ngrohjes me lazer ose e saldimit me ultratinguj. Parametrat përcaktohen përmes testimit paraprak dhe shkalla e suksesit është zakonisht 60%-70%.

Përdorni një multimetër për testimin e vazhdimësisë për të gjetur pikën e qarkut të shkurtër dhe kontrolloni e zgjidhni probleme të tilla si urat e mbetjeve të saldimit, mospozicionimi i kunjave të komponentëve dhe dëmtimi i qarkut PCB.

Kontrolloni nëse tokëzimi është i mirë dhe nëse mbulesa mbrojtëse është instaluar në vend, kontrolloni nëse linja e sinjalit është dëmtuar gjatë saldimit, përdorni një analizues spektri për të zbuluar burimin e ndërhyrjes dhe merrni masa të tilla si mbrojtja dhe filtrimi.

Analizoni të dhënat e ripërpunimit përmes të mësuarit automatik për të parashikuar defektet, përdorni njohjen vizuale për të gjetur automatikisht komponentët me defekt dhe rregulloni në mënyrë inteligjente parametrat e pajisjeve për të përmirësuar efikasitetin dhe cilësinë.

Do të zhvillohet drejt integrimit me precizion të lartë dhe shumëfunksional (si integrimi i inspektimit me rreze X, mbjellja automatike e topave, saldimi, etj.), dhe do të realizojë ndërlidhjen me sistemin MES për të përmirësuar menaxhimin inteligjent.

Promovoni flukse dhe agjentë pastrimi miqësorë me mjedisin, zhvilloni pajisje me konsum të ulët energjie dhe eksploroni teknologjinë e ripërpunimit jo-shkatërrues për të zvogëluar ndotjen dhe shpërdorimin e burimeve.

Mund të prodhojë shpejt pajisje për ripërpunim për të ulur kostot dhe përdoret për të riparuar dëmtimet lokale të PCB-së (siç është shtypja e linjave përçuese) për të thjeshtuar proceset komplekse.

Realizoni kontrollin dixhital dhe monitorimin në distancë të pajisjeve të ripërpunimit, optimizoni proceset përmes analizës së të dhënave të mëdha dhe krijoni sisteme gjurmueshmërie të ripërpunimit të produkteve për të përmirësuar kontrollin e cilësisë.