PCBA Rework

Wat is printplaat assemblage (PCBA) rework?

Rework is het proces van het repareren of herfinishen van een elektronische printplaat assemblage (PCBA) door het de-solderen en re-solderen van surface-mount componenten (SMD), through-hole technology componenten (THT), of de PCB zelf.

Waarom Rework voor printplaat assemblages (PCBA)?

Rework wordt handmatig met de hand of op een rework station uitgevoerd door gespecialiseerd personeel getraind om beschadigde of defecte elektronische componenten te identificeren en te vervangen, en soldeerfouten te repareren. Enkele andere redenen voor rework omvatten onjuiste component plaatsing, slechte soldeerverbindingen, elektrische defecten door elektrostatische ontlading (ESD), en blootstelling aan hoogspanningsstroom.

Rework kan ook noodzakelijk zijn als namaak of gereviseerde onderdelen zijn geleverd van brokers of vrije distributie, die leiden tot niet-functionele of semi-functionele elektronische printplaten.

Een andere reden voor rework is een assemblagefout gemaakt bij het EMS-bedrijf. In andere gevallen is het elektronisch ontwerp van het circuit de oorzaak van een niet-functionele printplaat.

Het reworken van printplaten kan dure PCB assemblages redden. Het proces kan ook worden gebruikt om productiefouten te helpen ontdekken (en repareren) – en de informatie verkregen uit reworken kan worden gebruikt om te helpen deze fouten in de toekomst te voorkomen. Rework van printplaat assemblages is standaard in alle industrieën.

Wat Maakt Rework Uitdagend?

Printplaat assemblages hebben typisch zowel surface-mounted (SMD) componenten, evenals thru-hole technology (THT) componenten die met de hand of met een golfsolderproces zijn geassembleerd. Omdat voltooide printplaten beide soorten componenten hebben, kunnen de printplaten niet langer in de Reflow oven worden geplaatst – dit zou de THT componenten beschadigen. Om deze reden kan een speciaal rework station nodig zijn. Dit is vooral waar voor finepitch of BGA componenten.

Waarom niet gewoon de-solderen en re-solderen met de hand?

Sommige rework wordt met de hand gedaan, echter er zijn veel redenen waarom een volledig handmatig proces voor de-solderen en re-solderen mogelijk niet geschikt is voor het reworken van printplaat assemblages:

Elektronische componenten of PCBs kunnen beschadigd raken tijdens het de-soldeerproces.
Handsolderen kan meer stress op elektronische componenten en PCBs leggen door inconsistente of excessieve toepassing van hitte.
Handsolderen is zeer duur en tijdrovend.
Handsolderen is geen gedefinieerd proces dat systematisch kan worden gereproduceerd. Reproduceerbaarheid van resultaten is een belangrijk aspect van kwaliteitsborging, vooral voor problematische printplaat assemblages.
Sommige elektronische componenten (BGAs, FPGAs, etc.) kunnen niet handmatig met handsolderen worden geplaatst – een precisie camera en precisie pick-and-place is nodig om deze onderdelen te solderen.

Ons Rework Station: ERSA HR550

We hebben een ERSA HR550 Rework Station bij ESO Electronic. Dit is een geleid rework station dat een infrarood verwarmingssysteem gebruikt om hitte aan te brengen op de printplaten van zowel de boven- als onderkant. Het ingebedde camerasysteem biedt computerondersteunde componentplaatsing. Een geïntegreerde vacuümpipet en krachtsensor maken nauwkeurige componentverwijdering en plaatsing mogelijk. Een procescamera legt het gehele soldeerproces vast en documenteert de stappen uitgevoerd voor elke rework job.

Wat Moet Overwogen Worden Voor Het Starten van Rework?

De volgende voorbereidende stappen moeten worden genomen voordat rework van printplaat assemblages wordt begonnen:

Elektronische componenten en PCBs moeten worden gebakken om ervoor te zorgen dat ze geen vocht hebben, wat tot beschadigde circuits kan leiden na expansie van waterdamp.
THT componenten moeten worden beschermd tegen hitte door reflecterend materiaal of tape aan te brengen, of ze moeten worden verwijderd en opnieuw gesoldeerd na het rework-proces.
De rework technicus moet identificeren welke component(en) gereworkt moeten worden, inclusief hun positie en behuizing/case.
De rework technicus moet het fabrikant gegevensblad controleren om ervoor te zorgen dat de maximum temperatuur voor het component niet wordt overschreden.
De rework technicus moet de dikte van de PCB, het aantal lagen, de uiteindelijke koperdikte en de dichtheid van de assemblage identificeren om het juiste programma te bepalen voor geschikte hittetoepassing.
Het geschikte de-soldeer en soldeer programma moet worden geselecteerd op het rework station. Het rework station biedt standaardprogramma's, maar in speciale gevallen kan de rework station operator ook hun eigen aangepast programma selecteren.

Wat is het Rework Proces voor PCBA?

De volgende stappen worden uitgevoerd om printplaat assemblages te reworken op een rework station:

De PCB wordt geplaatst in het rework station en vastgezet in het rework frame.
Het elektronische component dat gereworkt moet worden, wordt gepositioneerd met een laserstraal.
Temperatuursensor wordt naast de printplaat geplaatst. Deze monitort de temperatuur tijdens het de-soldeer en soldeerproces.
De machine gaat dan door elke stap van het rework programma. De stappen worden getoond op de monitor van de machine voor de werker om te volgen. Elke stap wordt ook opgenomen met een camera.
Tijdens de de-soldeerfase verwarmt de machine de PCB totdat het soldeer vloeibaar wordt.
In de volgende stap verwijdert de machine het component van de printplaat en plaatst het op een tray.
Nu kan de werker de soldeerpads inspecteren en ze indien nodig reinigen.
De werker plaatst vervolgens het vervangingscomponent op de tray. De rework station assemblagekop kan nu het component oppakken.
Met zijn camerasysteem lijnt de assemblagekop het onderdeel nauwkeurig uit voor positionering op de PCB. De werker garandeert de correcte positionering en polariteit.
In de volgende stap plaatst de assemblagekop het component op de printplaat en soldeert het aan de PCB.
Het proces wordt opgenomen. Documentatie van de rework job kan worden gearchiveerd en/of aan de klant worden verstrekt.

Hoeveel Soldeer Heeft U Nodig voor Rework?

Voor BGAs moeten de soldeerpads op de PCBs zeer zorgvuldig worden gereinigd. BGAs zijn gemaakt van veel kleine soldeerballetjes, en dit betekent dat ze meestal geen extra soldeer nodig hebben voor assemblage aangezien het soldeer is ingebouwd in hun ontwerp. Als aanvullend soldeer wordt aangebracht, zal de BGA niet vlak op de PCB zitten of kan een kortsluiting veroorzaken. Als echter te weinig soldeer wordt aangebracht, soldeert de bal mogelijk niet, resulterend in een open circuit.

Voor andere elektronische componenten is het meestal het geval dat het overgebleven soldeer van de vorige soldeerpoging voldoende zal zijn om het nieuwe component te solderen. Aanvullende soldeer pasta, flu of flux-gel kan naar behoefte worden aangebracht.

Hoe Weet U of PCBA Rework Succesvol Was?

Na het reworken van een printplaat assemblage is er nog steeds wat testen dat moet worden uitgevoerd. Voor BGAs en andere elektronische componenten met leads aan de onderkant moeten de onderdelen worden ge-X-rayed na het uitvoeren van rework. Dit is omdat u niet kunt zien of alle leads correct zijn gesoldeerd met visuele inspectie, aangezien de leads onder het component zitten. Een andere manier om BGA te inspecteren is om een zij-microscoop te gebruiken, die u toestaat om te kijken tussen de kleine opening tussen de PCB en de BGA. De eerste twee rijen worden geïnspecteerd door focus-shift en de paden tussen de soldeerballetjes worden geïnspecteerd door door licht (als het licht erdoor gaat, is er geen kortsluiting).

Andere elektronische componenten kunnen worden geïnspecteerd met microscoop controle. De printplaten kunnen ook worden getest op functionaliteit met het standaard protocol. Soldeerverbindingen kunnen naar behoefte worden gereinigd. Het rework-proces moet ook worden gedocumenteerd en aan de klant worden verstrekt zoals vereist.

In de meeste gevallen kunnen correct gereworkte printplaten niet worden onderscheiden van niet-gereworkte printplaten en hebben ze dezelfde levensverwachting als niet-gereworkte printplaten.