Vad är kretskortsmontering (PCBA) omarbetning?
Omarbetning är processen att reparera eller efterbearbeta en elektronisk kretskortsmontering (PCBA) genom att löda bort och löda på ytmonterade komponenter (SMD), genomgående teknologikomponenter (THT) eller kretskort et självt.
Varför omarbetning för kretskortsmonteringar (PCBA)?
Omarbetning utförs manuellt för hand eller vid en omarbetningsstation av specialiserad personal utbildad för att identifiera och ersätta skadade eller defekta elektroniska komponenter samt reparera lödningsmisstag. Några andra skäl för omarbetning inkluderar felaktig komponentplacering, dåliga lödfogar, elektriska defekter på grund av elektrostatisk urladdning (ESD) och exponering för högspänningsström.
Omarbetning kan också vara nödvändig om förfalskade eller renoverade delar har levererats från mäklare eller fri distribution vilket leder till icke-funktionella eller semi-funktionella elektronikkort.
Ett annat skäl för omarbetning är ett monteringsmisstag gjort hos EMS-företaget. I andra fall är den elektroniska designen av kretsen orsaken till ett icke-funktionellt kort.
Omarbetning av kort kan rädda dyra kretskortsmonteringar. Processen kan också användas för att hjälpa till att avslöja (och reparera) produktionsfel – och informationen som erhålls från omarbetning kan användas för att förhindra att dessa misstag inträffar i framtiden. Omarbetning av kretskortsmonteringar är standard inom alla branscher.
Vad gör omarbetning utmanande?
Kretskortsmonteringar har typiskt både ytmonterade (SMD) komponenter samt genomgående teknologi (THT) komponenter som monteras för hand eller med en våglodn ingsprocess. Eftersom färdiga kort har båda typer av komponenter kan korten inte längre placeras i reflowugnen – detta skulle skada THT-komponenterna. Av denna anledning kan en speciell omarbetningsstation behövas. Detta är särskilt sant för finpitch eller BGA komponenter.
Varför inte bara löda bort och löda på för hand?
Viss omarbetning görs för hand men det finns många skäl varför en helt manuell process för bortlödning och pålödning kanske inte är lämplig för omarbetning av kretskortsmonteringar:
- Elektroniska komponenter eller kretskort kan skadas under bortlödningsprocessen.
- Handlödning kan sätta mer stress på elektroniska komponenter och kretskort på grund av inkonsekvent eller överdriven tillämpning av värme.
- Handlödning är mycket dyrt och tidskrävande.
- Handlödning är inte en definierad process som systematiskt kan reproduceras. Reproducerbarhet av resultat är en viktig aspekt av kvalitetssäkring särskilt för problematiska kretskortsmonteringar.
- Vissa elektroniska komponenter (BGA, FPGA, etc.) kan inte placeras manuellt med handlödning – en precisionskamera och precision pick-and-place behövs för att löda dessa delar.
Vår omarbetningsstation: ERSA HR550
Vi har en ERSA HR550 omarbetningsstation på ESO Electronic. Detta är en guidad omarbetningsstation som använder ett infrarött värmesystem för att applicera värme på korten från både topp och botten. Det inbäddade kamerasystemet ger datorstödd komponentplacering. En integrerad vakuumpipett och kraftsensor möjliggör noggrann komponentborttagning och placering. En processkamera fångar hela lödningsprocessen och dokumenterar stegen som utförs för varje omarbetningsjobb.
Vad måste beaktas före omarbetning påbörjas?
Följande förberedande steg måste tas innan omarbetning av kretskortsmonteringar påbörjas:
- Elektroniska komponenter och kretskort måste bakas för att säkerställa att de inte har någon fuktighet som kan leda till skadade kretsar efter expansion av vattenånga.
- THT-komponenter måste skyddas från värme genom applicering av reflekterande material eller tejp eller de kan behöva tas bort och lödas på igen efter omarbetningsprocessen.
- Omarbetningstekniker måste identifiera vilken/vilka komponent(er) som måste omarbetas inklusive deras position och förpackning/hölje.
- Omarbetningstekniker måste kontrollera tillverkarens datablad för att säkerställa att maxtemperaturen för komponenten inte överskrids.
- Omarbetningstekniker måste identifiera tjockleken på kretskortet lagerantalet den slutliga koppartjockleken och tätheten av monteringen för att bestämma rätt program för lämplig värmetillämpning.
- Lämpligt bortlödnings- och lödningsprogram måste väljas på omarbetningsstationen. Omarbetningsstationen erbjuder standardprogram men i speciella fall kan omarbetningsstationoperatören också välja sitt eget anpassade program.
Vad är omarbetningsprocessen för PCBA?
Följande steg utförs för att omarbeta kretskortsmonteringar på en omarbetningsstation:
- Kretskortet placeras i omarbetningsstationen och säkras i omarbetningsramen.
- Den elektroniska komponenten som ska omarbetas positioneras med en laserstråle.
- Temperatursensor placeras bredvid kortet. Denna övervakar temperaturen under bortlödnings- och lödningsprocessen.
- Maskinen går sedan igenom varje steg i omarbetningsprogrammet. Stegen visas på maskinens bildskärm för arbetaren att följa. Varje steg spelas också in med en kamera.
- Under bortlödningsfasen värmer maskinen kretskortet tills lödtenn et blir flytande.
- I nästa steg tar maskinen bort komponenten från kortet och placerar den på en bricka.
- Nu kan arbetaren inspektera lödplattor och rengöra dem vid behov.
- Arbetaren placerar sedan ersättningskomponenten på brickan. Omarbetningsstationens monteringshuvud kan nu plocka upp komponenten.
- Med hjälp av sitt kamerasystem riktar monteringshuvudet exakt in delen för positionering på kretskortet. Arbetaren säkerställer korrekt positionering och polaritet.
- I nästa steg placerar monteringshuvudet komponenten på kortet och löder den till kretskortet.
- Processen spelas in. Dokumentation av omarbetningsjobbet kan arkiveras och/eller tillhandahållas kunden.
Hur mycket lödtenn behöver du för omarbetning?
För BGA måste lödplattorna på kretskorten rengöras mycket noggrant. BGA består av många små lödkulor och detta betyder att de vanligtvis inte behöver extra lödtenn för montering eftersom lödtennet är inbyggt i deras design. Om ytterligare lödtenn appliceras kommer BGA inte att sitta plant på kretskortet eller kan orsaka en kortslutning. Om däremot för lite lödtenn appliceras kan kulan inte löda vilket resulterar i en öppen krets.
För andra elektroniska komponenter är det vanligtvis så att kvarvarande lödtenn från föregående lödningsförsök kommer att räcka för att löda den nya komponenten. Ytterligare lödpasta flu eller flux-gel kan appliceras vid behov.
Hur vet du om PCBA omarbetning var framgångsrik?
Efter omarbetning av en kretskortsmontering finns det fortfarande vissa tester som behöver utföras. För BGA och andra elektroniska komponenter med ledningar på botten bör delarna röntgas efter omarbetning. Detta beror på att du inte kan se om alla ledningar är korrekt lödda med visuell inspektion eftersom ledningarna är under komponenten. Ett annat sätt att inspektera BGA är att använda ett sidmikroskop vilket gör att du kan titta mellan det lilla mellanrummet mellan kretskortet och BGA. De första två raderna inspekteras med fokusförskjutning och vägarna mellan lödkulorna inspekteras genom genomgående ljus (om ljuset går igenom finns det ingen kortslutning).
Andra elektroniska komponenter kan inspekteras med mikroskopkontroll. Korten kan också testas för funktionalitet med standardprotokollet. Lödfogar kan rengöras vid behov. Omarbetningsprocessen bör också dokumenteras och tillhandahållas kunden vid behov.
I de flesta fall kan korrekt omarbetade kort inte skiljas från icke-omarbetade kort och har samma förväntade livslängd som icke-omarbetade kort.