Prelucrare PCBA

Ce este prelucrarea ansamblului de plăci de circuit imprimate (PCBA)?

Prelucrarea este procesul de reparare sau refinisare a unui ansamblu de plăci de circuit imprimate electronice (PCBA) prin deș lipire și relipire a componentelor de montare pe suprafață (SMD), componentelor tehnologiei prin gaură (THT) sau a PCB-ului în sine.

De ce prelucrare pentru ansamblurile de plăci de circuit imprimate (PCBA)?

Prelucrarea este efectuată manual cu mâna sau la o stație de prelucrare de către personal specializat instruit să identifice și să înlocuiască componentele electronice deteriorate sau defecte și să repare greșelile de lipire. Unele alte motive pentru prelucrare includ plasarea incorectă a componentelor, îmbinări de lipitură proaste, defecte electrice datorate descărcării electrostatice (ESD) și expunerea la curent de înaltă tensiune.

Prelucrarea poate fi, de asemenea, necesară dacă au fost furnizate componente contrafăcute sau recondiț ionate de la brokeri sau distribuție gratuită, care duc la plăci electronice nefuncționale sau semi-funcționale.

Un alt motiv pentru prelucrare este o greșeală de asamblare făcută la compania EMS. În alte cazuri, designul electronic al circuitului este cauza unei plăci nefuncționale.

Prelucrarea plăcilor poate salva ansambluri PCB scumpe. Procesul poate fi, de asemenea, utilizat pentru a ajuta la descoperirea (și repararea) erorilor de producție - iar informațiile obținute din prelucrare pot fi utilizate pentru a ajuta la prevenirea repetării acestor greșeli în viitor. Prelucrarea ansamblurilor de plăci de circuit imprimate este standard în toate industriile.

Ce face prelucrarea provocatoare?

Ansamblurile de plăci de circuit imprimate au de obicei atât componente montate pe suprafață (SMD), cât și componente tehnologie prin gaură (THT) care sunt asamblate manual sau cu un proces de lipire cu val. Deoarece plăcile finalizate au ambele tipuri de componente, plăcile nu mai pot fi puse în cuptorul Reflow - acest lucru ar deteriora componentele THT. Din acest motiv, poate fi necesară o stație de prelucrare specială. Acest lucru este valabil în special pentru componentele finepitch sau BGA.

De ce să nu deșlipiți și să relipiți pur și simplu manual?

O parte din prelucrare se face manual, totuși există multe motive pentru care un proces complet manual pentru deș lipire și relipire poate să nu fie potrivit pentru prelucrarea ansamblurilor de plăci de circuit imprimate:

• Componentele electronice sau PCB-urile pot fi deteriorate în timpul procesului de deș lipire.
• Lipirea manuală poate pune mai mult stres pe componentele electronice și PCB-uri din cauza aplicării inconsecvente sau excesive de căldură.
• Lipirea manuală este foarte scumpă și consumatoare de timp.
• Lipirea manuală nu este un proces definit care poate fi reprodus sistematic. Reproductibilitatea rezultatelor este un aspect important al asigurării calității, în special pentru ansamblurile de plăci de circuit imprimate problematice.
• Unele componente electronice (BGA, FPGA, etc.) nu pot fi plasate manual prin lipire manuală - sunt necesare o cameră de precizie și pick-and-place de precizie pentru a lipi aceste componente.

Stația noastră de prelucrare: ERSA HR550

Avem o stație de prelucrare ERSA HR550 la ESO Electronic. Aceasta este o stație de prelucrare ghidată care utilizează un sistem de încălzire cu infraroșu pentru a aplica căldură plăcilor atât de sus, cât și de jos. Sistemul de camere încorporat oferă plasarea componentelor asistată de computer. O pipetă cu vid integrată și un senzor de forță permit îndepărtarea și plasarea precisă a componentelor. O cameră de proces captează întregul proces de lipire și documentează pașii efectuați pentru fiecare lucrare de prelucrare.

Ce trebuie luat în considerare înainte de a începe prelucrarea?

Următorii pași pregătitori trebuie făcuți înainte de a începe prelucrarea ansamblurilor de plăci de circuit imprimate:

• Componentele electronice și PCB-urile trebuie coapte pentru a se asigura că nu au umiditate, care ar putea duce la deteriorarea circuitelor după expansiunea vaporilor de apă.
• Componentele THT trebuie protejate de căldură prin aplicarea de material reflectorizant sau bandă, sau ar putea trebui să fie îndepărtate și relipite după procesul de prelucrare.
• Tehnicianul de prelucrare trebuie să identifice ce componente trebuie prelucrate, inclusiv poziția și pachetul/carcasa lor.
• Tehnicianul de prelucrare trebuie să verifice fișa tehnică a producătorului pentru a se asigura că temperatura maximă pentru componentă nu este depășită.
• Tehnicianul de prelucrare trebuie să identifice grosimea PCB-ului, numărul de straturi, grosimea finală a cuprului și densitatea ansamblului pentru a determina programul corect pentru aplicarea adecvată a căldurii.
• Programul de deș lipire și lipire adecvat trebuie selectat pe stația de prelucrare. Stația de prelucrare oferă programe standard, dar în cazuri speciale, operatorul stației de prelucrare poate selecta și propriul program personalizat.

Care este procesul de prelucrare pentru PCBA?

Următorii pași sunt efectuați pentru a prelucra ansamblurile de plăci de circuit imprimate pe o stație de prelucrare:

• PCB-ul este plasat în stația de prelucrare și fixat în cadrul de prelucrare.
• Componenta electronică care urmează să fie prelucrată este poziționată cu o rază laser.
• Senzorul de temperatură este plasat lângă placă. Acesta monitorizează temperatura în timpul procesului de deșlipire și lipire.
• Mașina trece apoi prin fiecare pas al programului de prelucrare. Pașii sunt afișați pe monitorul mașinii pe care lucrătorul trebuie să-i urmeze. Fiecare pas este, de asemenea, înregistrat cu o cameră.
• În timpul fazei de deșlipire, mașina încălzește PCB-ul până când lipitul devine lichid.
• În pasul următor, mașina îndepărtează componenta de pe placă și o plasează pe o tavă.
• Acum lucrătorul poate inspecta pad-urile de lipire și le poate curăța dacă este necesar.
• Lucrătorul plasează apoi componenta de înlocuire pe tavă. Capul de asamblare al stației de prelucrare poate acum prelua componenta.
• Utilizând sistemul său de camere, capul de asamblare aliniază precis componenta pentru poziționarea pe PCB. Lucrătorul asigură poziționarea corectă și polaritatea.
• În pasul următor, capul de asamblare plasează componenta pe placă și o lipește pe PCB.
• Procesul este înregistrat. Documentația lucrării de prelucrare poate fi arhivată și/sau furnizată clientului.

Câtă lipitură aveți nevoie pentru prelucrare?

Pentru BGA, pad-urile de lipire de pe PCB-uri trebuie curățate foarte atent. BGA-urile sunt alcătuite din multe bile mici de lipitură, și acest lucru înseamnă că de obicei nu au nevoie de lipitură suplimentară pentru asamblare, deoarece lipitul este încorporat în designul lor. Dacă se aplică lipitură suplimentară, BGA nu va sta plat pe PCB sau poate cauza un scurtcircuit. Cu toate acestea, dacă se aplică prea puțină lipitură, bila ar putea să nu se lipească, rezultând un circuit deschis.

Pentru alte componente electronice, de obicei este cazul că lipitul rămas de la încercarea anterioară de lipire va fi suficient pentru a lipi noua componentă. Pastă de lipitură suplimentară, flux sau gel de flux pot fi aplicate după cum este necesar.

Cum știți dacă prelucrarea PCBA a avut succes?

După prelucrarea unui ansamblu de plăci de circuit imprimate, mai există câteva teste care trebuie efectuate. Pentru BGA și alte componente electronice cu terminale pe partea de jos, componentele ar trebui să fie examinate cu raze X după efectuarea prelucrării. Acest lucru se datorează faptului că nu puteți vedea dacă toate terminalele sunt lipite corect cu inspecția vizuală, deoarece terminalele sunt sub componentă. O altă modalitate de a inspecta BGA este să utilizați un microscop lateral, care vă permite să priviți între spațiul mic dintre PCB și BGA. Primele două rânduri sunt inspectate prin schimbarea focalizării și căile dintre bilele de lipitură sunt inspectate prin lumină trecătoare (dacă lumina trece prin, nu există scurtcircuit).

Alte componente electronice pot fi inspectate cu controlul la microscop. Plăcile pot fi, de asemenea, testate pentru funcționalitate utilizând protocolul standard. Îmbinările de lipire pot fi curățate după cum este necesar. Procesul de prelucrare ar trebui, de asemenea, documentat și furnizat clientului conform necesității.

În majoritatea cazurilor, plăcile prelucrate corespunzător nu pot fi distinse de plăcile neprelucrate și au aceeași durată de viață așteptată ca plăcile neprelucrate.