Cos'è la rilavorazione di assemblaggio di circuiti stampati (PCBA)?
La rilavorazione è il processo di riparazione o rifinitura di un assemblaggio di circuiti stampati elettronici (PCBA) dissaldando e risaldando componenti a montaggio superficiale (SMD), componenti a tecnologia a foro passante (THT) o il PCB stesso.
Perché la rilavorazione per assemblaggi di circuiti stampati (PCBA)?
La rilavorazione viene eseguita manualmente a mano o presso una stazione di rilavorazione da personale specializzato formato per identificare e sostituire componenti elettronici danneggiati o difettosi, e per riparare errori di saldatura. Altre ragioni per la rilavorazione includono il posizionamento errato dei componenti, giunti di saldatura difettosi, difetti elettrici dovuti a scarica elettrostatica (ESD) ed esposizione a corrente ad alta tensione.
La rilavorazione può anche essere necessaria se sono stati forniti componenti contraffatti o ricondizionati da broker o distribuzione gratuita, che portano a schede elettroniche non funzionanti o semi-funzionanti.
Un altro motivo per la rilavorazione è un errore di assemblaggio commesso presso l'azienda EMS. In altri casi, il design elettronico del circuito è la causa di una scheda non funzionante.
La rilavorazione delle schede può salvare costosi assemblaggi PCB. Il processo può anche essere utilizzato per aiutare a scoprire (e riparare) errori di produzione - e le informazioni raccolte dalla rilavorazione possono essere utilizzate per aiutare a prevenire che questi errori si verifichino in futuro. La rilavorazione di assemblaggi di circuiti stampati è standard in tutti i settori.
Cosa rende difficile la rilavorazione?
Gli assemblaggi di circuiti stampati hanno tipicamente sia componenti montati in superficie (SMD), sia componenti a tecnologia a foro passante (THT) che sono assemblati a mano o con un processo di saldatura a onda. Poiché le schede completate hanno entrambi i tipi di componenti, le schede non possono più essere messe nel forno Reflow - questo danneggerebbe i componenti THT. Per questo motivo, potrebbe essere necessaria una stazione di rilavorazione speciale. Questo è particolarmente vero per i componenti finepitch o BGA.
Perché non dissaldare e risaldare semplicemente a mano?
Alcune rilavorazioni vengono eseguite a mano, tuttavia ci sono molte ragioni per cui un processo completamente manuale per dissaldare e risaldare potrebbe non essere adatto per rilavorare assemblaggi di circuiti stampati:
- I componenti elettronici o i PCB possono essere danneggiati durante il processo di dissaldatura.
- La saldatura manuale può mettere più stress sui componenti elettronici e sui PCB a causa dell'applicazione incoerente o eccessiva di calore.
- La saldatura manuale è molto costosa e richiede molto tempo.
- La saldatura manuale non è un processo definito che può essere sistematicamente riprodotto. La riproducibilità dei risultati è un aspetto importante dell'assicurazione della qualità, in particolare per assemblaggi di circuiti stampati problematici.
- Alcuni componenti elettronici (BGA, FPGA, ecc.) non possono essere posizionati manualmente con saldatura manuale - sono necessarie una camera di precisione e un pick-and-place di precisione per saldare questi componenti.
La nostra stazione di rilavorazione: ERSA HR550
Abbiamo una stazione di rilavorazione ERSA HR550 presso ESO Electronic. Questa è una stazione di rilavorazione guidata che utilizza un sistema di riscaldamento a infrarossi per applicare calore alle schede sia dall'alto che dal basso. Il sistema di telecamere integrato fornisce il posizionamento dei componenti assistito dal computer. Una pipetta a vuoto integrata e un sensore di forza consentono la rimozione e il posizionamento accurati dei componenti. Una telecamera di processo cattura l'intero processo di saldatura e documenta i passaggi eseguiti per ogni lavoro di rilavorazione.
Cosa deve essere considerato prima di iniziare la rilavorazione?
I seguenti passaggi preparatori devono essere presi prima di iniziare la rilavorazione di assemblaggi di circuiti stampati:
- I componenti elettronici e i PCB devono essere cotti per garantire che non abbiano umidità, che potrebbe portare a circuiti danneggiati dopo l'espansione del vapore acqueo.
- I componenti THT devono essere protetti dal calore applicando materiale riflettente o nastro, oppure potrebbero dover essere rimossi e risaldati dopo il processo di rilavorazione.
- Il tecnico di rilavorazione deve identificare quali componenti devono essere rilavorati, inclusa la loro posizione e pacchetto/custodia.
- Il tecnico di rilavorazione deve controllare la scheda tecnica del produttore per garantire che la temperatura massima per il componente non venga superata.
- Il tecnico di rilavorazione deve identificare lo spessore del PCB, il conteggio degli strati, lo spessore finale del rame e la densità dell'assemblaggio per determinare il programma corretto per l'applicazione appropriata del calore.
- Il programma di dissaldatura e saldatura appropriato deve essere selezionato sulla stazione di rilavorazione. La stazione di rilavorazione offre programmi standard, ma in casi speciali, l'operatore della stazione di rilavorazione può anche selezionare il proprio programma personalizzato.
Qual è il processo di rilavorazione per PCBA?
I seguenti passaggi vengono eseguiti per rilavorare assemblaggi di circuiti stampati su una stazione di rilavorazione:
- Il PCB viene posizionato nella stazione di rilavorazione e fissato nel telaio di rilavorazione.
- Il componente elettronico da rilavorare viene posizionato con un raggio laser.
- Il sensore di temperatura viene posizionato accanto alla scheda. Questo monitora la temperatura durante il processo di dissaldatura e saldatura.
- La macchina quindi esegue ogni passaggio del programma di rilavorazione. I passaggi vengono visualizzati sul monitor della macchina che il lavoratore deve seguire. Ogni passaggio viene anche registrato con una telecamera.
- Durante la fase di dissaldatura, la macchina riscalda il PCB fino a quando la saldatura diventa liquida.
- Nel passaggio successivo, la macchina rimuove il componente dalla scheda e lo posiziona su un vassoio.
- Ora il lavoratore può ispezionare i pad di saldatura e pulirli se necessario.
- Il lavoratore quindi posiziona il componente sostitutivo sul vassoio. La testa di assemblaggio della stazione di rilavorazione può ora prelevare il componente.
- Utilizzando il suo sistema di telecamere, la testa di assemblaggio allinea precisamente la parte per il posizionamento sul PCB. Il lavoratore garantisce il corretto posizionamento e polarità.
- Nel passaggio successivo, la testa di assemblaggio posiziona il componente sulla scheda e lo salda al PCB.
- Il processo viene registrato. La documentazione del lavoro di rilavorazione può essere archiviata e/o fornita al cliente.
Quanta saldatura serve per la rilavorazione?
Per i BGA, i pad di saldatura sui PCB devono essere puliti con molta cura. I BGA sono costituiti da molte piccole sfere di saldatura, e questo significa che di solito non hanno bisogno di saldatura extra per l'assemblaggio poiché la saldatura è integrata nel loro design. Se viene applicata saldatura aggiuntiva, il BGA non si siederà piatto sul PCB o potrebbe causare un cortocircuito. Tuttavia, se viene applicata troppa poca saldatura, la sfera potrebbe non saldarsi, causando un circuito aperto.
Per altri componenti elettronici, di solito è il caso che la saldatura residua dal precedente tentativo di saldatura sarà sufficiente per saldare il nuovo componente. Pasta saldante aggiuntiva, flu o gel di flux possono essere applicati secondo necessità.
Come si sa se la rilavorazione PCBA ha avuto successo?
Dopo aver rilavorato un assemblaggio di circuiti stampati, c'è ancora qualche test che deve essere eseguito. Per i BGA e altri componenti elettronici con terminali sul fondo, le parti dovrebbero essere sottoposte a raggi X dopo aver eseguito la rilavorazione. Questo perché non è possibile vedere se tutti i terminali sono saldati correttamente con l'ispezione visiva, poiché i terminali sono sotto il componente. Un altro modo per ispezionare il BGA è utilizzare un microscopio laterale, che consente di guardare tra il piccolo spazio tra il PCB e il BGA. Le prime due file vengono ispezionate con shift del fuoco e i percorsi tra le sfere di saldatura vengono ispezionati con luce passante (se la luce passa attraverso, non c'è cortocircuito).
Altri componenti elettronici possono essere ispezionati con controllo al microscopio. Le schede possono anche essere testate per la funzionalità utilizzando il protocollo standard. I giunti di saldatura possono essere puliti secondo necessità. Il processo di rilavorazione dovrebbe anche essere documentato e fornito al cliente come richiesto.
Nella maggior parte dei casi, le schede correttamente rilavorat e non possono essere distinte dalle schede non rilavorat e e hanno la stessa aspettativa di vita delle schede non rilavorat e.