Qu'est-ce que la Reprise d'Assemblage de Circuits Imprimés (PCBA) ?
La reprise est le processus de réparation ou de finition d'un assemblage de circuits imprimés électroniques (PCBA) en dessoudant et en ressoudant des composants montés en surface (CMS), des composants à technologie traversante (THT) ou le PCB lui-même.
Pourquoi la Reprise pour les Assemblages de Circuits Imprimés (PCBA) ?
La reprise est effectuée manuellement à la main ou à une station de reprise par du personnel spécialisé formé pour identifier et remplacer les composants électroniques endommagés ou défectueux, et pour réparer les erreurs de soudure. Quelques autres raisons pour la reprise incluent le placement incorrect de composants, les mauvais joints de soudure, les défauts électriques dus à une décharge électrostatique (ESD) et l'exposition à un courant haute tension.
La reprise peut également être nécessaire si des pièces contrefaites ou reconditionnées ont été fournies par des courtiers ou une distribution libre, ce qui conduit à des cartes électroniques non fonctionnelles ou semi-fonctionnelles.
Une autre raison pour la reprise est une erreur d'assemblage commise chez l'entreprise EMS. Dans d'autres cas, la conception électronique du circuit est la cause d'une carte non fonctionnelle.
La reprise de cartes peut sauver des assemblages PCB coûteux. Le processus peut également être utilisé pour aider à découvrir (et réparer) les erreurs de production – et les informations recueillies lors de la reprise peuvent être utilisées pour aider à prévenir ces erreurs de se produire à l'avenir. La reprise d'assemblages de circuits imprimés est standard dans toutes les industries.
Qu'est-ce qui Rend la Reprise Difficile ?
Les assemblages de circuits imprimés ont généralement à la fois des composants montés en surface (CMS), ainsi que des composants à technologie traversante (THT) qui sont assemblés à la main ou avec un processus de soudure à la vague. Puisque les cartes complètes ont les deux types de composants, les cartes ne peuvent plus être mises dans le four de refusion – cela endommagerait les composants THT. Pour cette raison, une station de reprise spéciale peut être nécessaire. Ceci est particulièrement vrai pour les composants à pas fin ou BGA.
Pourquoi ne Pas Simplement Dessouder et Ressouder à la Main ?
Certaines reprises sont effectuées à la main, cependant il y a de nombreuses raisons pour lesquelles un processus entièrement manuel de dessoudage et de ressoudage peut ne pas convenir pour la reprise d'assemblages de circuits imprimés :
- Les composants électroniques ou les PCB peuvent être endommagés pendant le processus de dessoudage.
- La soudure manuelle peut mettre plus de stress sur les composants électroniques et les PCB en raison d'une application de chaleur incohérente ou excessive.
- La soudure manuelle est très coûteuse et prend beaucoup de temps.
- La soudure manuelle n'est pas un processus défini qui peut être systématiquement reproduit. La reproductibilité des résultats est un aspect important de l'assurance qualité, en particulier pour les assemblages de circuits imprimés problématiques.
- Certains composants électroniques (BGA, FPGA, etc.) ne peuvent pas être placés manuellement par soudure à la main – une caméra de précision et un pick-and-place de précision sont nécessaires pour souder ces pièces.
Notre Station de Reprise : ERSA HR550
Nous avons une Station de Reprise ERSA HR550 chez ESO Electronic. C'est une station de reprise guidée qui utilise un système de chauffage infrarouge pour appliquer de la chaleur aux cartes depuis le haut et le bas. Le système de caméra intégré fournit un placement de composants assisté par ordinateur. Une pipette à vide intégrée et un capteur de force permettent un retrait et un placement précis des composants. Une caméra de processus capture l'ensemble du processus de soudure et documente les étapes effectuées pour chaque travail de reprise.
Que Faut-il Considérer Avant de Commencer la Reprise ?
Les étapes préparatoires suivantes doivent être prises avant de commencer la reprise d'assemblages de circuits imprimés :
- Les composants électroniques et les PCB doivent être cuits pour s'assurer qu'ils n'ont pas d'humidité, ce qui pourrait conduire à des circuits endommagés après expansion de la vapeur d'eau.
- Les composants THT doivent être protégés de la chaleur en appliquant du matériau réfléchissant ou du ruban adhésif, ou ils peuvent devoir être retirés et ressoudés après le processus de reprise.
- Le technicien de reprise doit identifier quel(s) composant(s) doivent être repris, y compris leur position et boîtier/boîte.
- Le technicien de reprise doit vérifier la fiche technique du fabricant afin de s'assurer que la température maximale pour le composant n'est pas dépassée.
- Le technicien de reprise doit identifier l'épaisseur du PCB, le nombre de couches, l'épaisseur finale de cuivre et la densité de l'assemblage afin de déterminer le programme correct pour une application de chaleur appropriée.
- Le programme de dessoudage et de soudage approprié doit être sélectionné sur la station de reprise. La station de reprise offre des programmes standard, mais dans des cas spéciaux, l'opérateur de la station de reprise peut également sélectionner son propre programme personnalisé.
Quel est le Processus de Reprise pour PCBA ?
Les étapes suivantes sont effectuées pour reprendre les assemblages de circuits imprimés sur une station de reprise :
- Le PCB est placé dans la station de reprise et sécurisé dans le cadre de reprise.
- Le composant électronique à reprendre est positionné avec un faisceau laser.
- Le capteur de température est placé à côté de la carte. Cela surveille la température pendant le processus de dessoudage et de soudage.
- La machine passe ensuite par chaque étape du programme de reprise. Les étapes sont affichées sur le moniteur de la machine pour que le travailleur les suive. Chaque étape est également enregistrée avec une caméra.
- Pendant la phase de dessoudage, la machine chauffe le PCB jusqu'à ce que la soudure devienne liquide.
- À l'étape suivante, la machine retire le composant de la carte et le place sur un plateau.
- Maintenant, le travailleur peut inspecter les plots de soudure et les nettoyer si nécessaire.
- Le travailleur place ensuite le composant de remplacement sur le plateau. La tête d'assemblage de la station de reprise peut maintenant ramasser le composant.
- En utilisant son système de caméra, la tête d'assemblage aligne précisément la pièce pour le positionnement sur le PCB. Le travailleur assure le positionnement correct et la polarité.
- À l'étape suivante, la tête d'assemblage place le composant sur la carte et le soude au PCB.
- Le processus est enregistré. La documentation du travail de reprise peut être archivée et/ou fournie au client.
De Combien de Soudure Avez-vous Besoin pour la Reprise ?
Pour les BGA, les plots de soudure sur les PCB doivent être très soigneusement nettoyés. Les BGA sont composés de nombreuses petites billes de soudure, ce qui signifie qu'ils n'ont généralement pas besoin de soudure supplémentaire pour l'assemblage puisque la soudure est intégrée dans leur conception. Si de la soudure supplémentaire est appliquée, le BGA ne reposera pas à plat sur le PCB ou peut causer un court-circuit. Cependant, si trop peu de soudure est appliquée, la bille pourrait ne pas souder, résultant en un circuit ouvert.
Pour d'autres composants électroniques, il est généralement le cas que la soudure restante de la tentative de soudure précédente sera suffisante pour souder le nouveau composant. De la pâte à souder supplémentaire, du flux ou du gel de flux peuvent être appliqués au besoin.
Comment Savez-vous si la Reprise PCBA a Réussi ?
Après avoir repris un assemblage de circuit imprimé, il y a encore des tests qui doivent être effectués. Pour les BGA et autres composants électroniques avec des fils en dessous, les pièces doivent être radiographiées après avoir effectué la reprise. C'est parce que vous ne pouvez pas voir si tous les fils sont soudés correctement avec une inspection visuelle, car les fils sont sous le composant. Une autre façon d'inspecter le BGA est d'utiliser un microscope latéral, qui vous permet de regarder entre le petit espace entre le PCB et le BGA. Les deux premières rangées sont inspectées par décalage de focus et les chemins entre les billes de soudure sont inspectés par lumière traversante (si la lumière traverse, il n'y a pas de court-circuit).
D'autres composants électroniques peuvent être inspectés avec un contrôle au microscope. Les cartes peuvent également être testées pour la fonctionnalité en utilisant le protocole standard. Les joints de soudure peuvent être nettoyés au besoin. Le processus de reprise doit également être documenté et fourni au client au besoin.
Dans la plupart des cas, les cartes correctement reprises ne peuvent être distinguées des cartes non reprises et ont la même espérance de vie que les cartes non reprises.