Retoque PCBA

O que é retoque de montagem de placa de circuito impresso (PCBA)?

Retoque é o processo de reparar ou refinir uma montagem de placa de circuito impresso eletrónica (PCBA) ao dessoldar e re-soldar componentes de montagem em superfície (SMD), componentes de tecnologia through-hole (THT) ou o próprio PCB.

Porque Retoque para montagens de placas de circuito impresso (PCBA)?

O retoque é realizado manualmente à mão ou numa estação de retoque por pessoal especializado treinado para identificar e substituir componentes eletrónicos danificados ou defeituosos, e para reparar erros de soldadura. Algumas outras razões para retoque incluem colocação incorreta de componentes, juntas de solda más, defeitos elétricos devido a descarga eletrostática (ESD) e exposição a corrente de alta tensão.

O retoque também pode ser necessário se peças falsificadas ou recondicionadas foram fornecidas de intermediários ou distribuição livre, que levam a placas eletrónicas não funcionais ou semi-funcionais.

Outra razão para retoque é um erro de montagem feito na empresa EMS. Noutros casos, o design eletrónico do circuito é a causa de uma placa não funcional.

Retocar placas pode salvar montagens PCB caras. O processo também pode ser usado para ajudar a descobrir (e reparar) erros de produção – e a informação recolhida do retoque pode ser usada para ajudar a prevenir que estes erros ocorram no futuro. O retoque de montagens de placas de circuito impresso é padrão através de todas as indústrias.

O Que Torna o Retoque Desafiante?

Montagens de placas de circuito impresso tipicamente têm tanto componentes montados em superfície (SMD), como componentes de tecnologia through-hole (THT) que são montados à mão ou com processo de soldadura por onda. Uma vez que placas completadas têm ambos os tipos de componentes, as placas já não podem ser colocadas no forno de Refusão – isto danificaria os componentes THT. Por esta razão, uma estação de retoque especial pode ser necessária. Isto é especialmente verdade para componentes finepitch ou BGA.

Porque não simplesmente dessoldar e re-soldar à mão?

Algum retoque é feito à mão, no entanto há muitas razões porque um processo manual completo para dessoldar e re-soldar pode não ser adequado para retocar montagens de placas de circuito impresso:

Componentes eletrónicos ou PCBs podem ser danificados durante o processo de dessoldadura.
Soldadura manual pode colocar mais stress em componentes eletrónicos e PCBs devido a aplicação inconsistente ou excessiva de calor.
Soldadura manual é muito cara e demorada.
Soldadura manual não é um processo definido que pode ser sistematicamente reproduzido. Reprodutibilidade de resultados é um aspeto importante de garantia de qualidade, particularmente para montagens de placas de circuito impresso problemáticas.
Alguns componentes eletrónicos (BGAs, FPGAs, etc.) não podem ser colocados manualmente por soldadura manual – uma câmara de precisão e pick-and-place de precisão são necessários para soldar estas peças.

A Nossa Estação de Retoque: ERSA HR550

Temos uma Estação de Retoque ERSA HR550 na ESO Electronic. Esta é uma estação de retoque guiada que usa um sistema de aquecimento infravermelho para aplicar calor às placas tanto do topo como do fundo. O sistema de câmara embutido fornece colocação de componentes assistida por computador. Uma pipeta de vácuo integrada e sensor de força permitem remoção e colocação precisas de componentes. Uma câmara de processo captura todo o processo de soldadura e documenta os passos realizados para cada trabalho de retoque.

O Que Deve Ser Considerado Antes de Iniciar Retoque?

Os seguintes passos preparatórios devem ser tomados antes de começar retoque de montagens de placas de circuito impresso:

Componentes eletrónicos e PCBs têm de ser cozidos para garantir que não têm qualquer humidade, que poderia levar a circuitos danificados após expansão de vapor de água.
Componentes THT têm de ser protegidos do calor aplicando material refletor ou fita, ou podem ter de ser removidos e re-soldados após o processo de retoque.
O técnico de retoque deve identificar que componente(s) têm de ser retocados, incluindo a sua posição e pacote/caixa.
O técnico de retoque deve verificar a folha de dados do fabricante para garantir que a temperatura máxima para o componente não é excedida.
O técnico de retoque deve identificar a espessura do PCB, a contagem de camadas, a espessura de cobre final e a densidade da montagem para determinar o programa correto para aplicação de calor apropriada.
O programa adequado de dessoldadura e soldadura tem de ser selecionado na estação de retoque. A estação de retoque oferece programas padrão, mas em casos especiais, o operador da estação de retoque também pode selecionar o seu próprio programa personalizado.

Qual é o Processo de Retoque para PCBA?

Os seguintes passos são realizados para retocar montagens de placas de circuito impresso numa estação de retoque:

O PCB é colocado na estação de retoque e seguro na moldura de retoque.
O componente eletrónico a ser retocado é posicionado com um feixe laser.
Sensor de temperatura é colocado ao lado da placa. Isto monitoriza a temperatura durante o processo de dessoldadura e soldadura.
A máquina então passa por cada passo do programa de retoque. Os passos são exibidos no monitor da máquina para o trabalhador seguir. Cada passo também é gravado com uma câmara.
Durante a fase de dessoldadura, a máquina aquece o PCB até a solda tornar-se líquida.
No próximo passo, a máquina remove o componente da placa e coloca-o numa bandeja.
Agora o trabalhador pode inspecionar os pads de soldadura e limpá-los se necessário.
O trabalhador então coloca o componente de substituição na bandeja. A cabeça de montagem da estação de retoque pode agora pegar o componente.
Usando o seu sistema de câmara, a cabeça de montagem alinha precisamente a peça para posicionamento no PCB. O trabalhador garante o posicionamento correto e polaridade.
No próximo passo, a cabeça de montagem coloca o componente na placa e solda-o ao PCB.
O processo é gravado. A documentação do trabalho de retoque pode ser arquivada e/ou fornecida ao cliente.

Quanta Solda Precisa para Retoque?

Para BGAs, os pads de solda nos PCBs têm de ser muito cuidadosamente limpos. BGAs são feitos de muitas pequenas bolas de soldadura, e isto significa que geralmente não precisam de solda extra para montagem uma vez que a solda está incorporada no seu design. Se solda adicional for aplicada, o BGA não ficará plano no PCB ou pode causar um curto-circuito. No entanto, se demasiado pouca solda for aplicada, a bola pode não soldar, resultando num circuito aberto.

Para outros componentes eletrónicos, é geralmente o caso que a solda sobrante da tentativa de soldadura anterior será suficiente para soldar o novo componente. Pasta de solda adicional, flu ou gel-flux podem ser aplicados conforme necessário.

Como Sabe se o Retoque PCBA Foi Bem-Sucedido?

Depois de retocar uma montagem de placa de circuito impresso, ainda há alguns testes que precisam de ser realizados. Para BGAs e outros componentes eletrónicos com condutores no fundo, as peças devem ser radiografadas depois de realizar retoque. Isto é porque não pode ver se todos os condutores estão soldados corretamente com inspeção visual, uma vez que os condutores estão por baixo do componente. Outra forma de inspecionar BGA é usar um micro-microscópio lateral, que permite olhar entre o pequeno espaço entre o PCB e o BGA. As primeiras duas filas são inspecionadas por mudança de foco e os caminhos entre as bolas de solda são inspecionados por luz através (se a luz passa, não há curto-circuito).

Outros componentes eletrónicos podem ser inspecionados com controlo microscópio. As placas também podem ser testadas para funcionalidade usando o protocolo padrão. Juntas de solda podem ser limpas conforme necessário. O processo de retoque também deve ser documentado e fornecido ao cliente conforme necessário.

Na maioria dos casos, placas adequadamente retocadas não podem ser distinguidas de placas não retocadas e têm a mesma esperança de vida que placas não retocadas.