Tartalomjegyzék
Nyomtatott áramköri lap (PCB) átdolgozás nem csak alapvető javítás, például egy kondenzátor vagy ellenállás cseréje. A modern, nagy sűrűségű PCB-k, amelyek BGA és QFN csomagok, finom nyomvonalak és többrétegűek, olyan kihívásokat jelentenek, amelyek messze túlmutatnak az alapvető javítási készségeken. Ha rosszul kezelik, a hibák, mint például a hideg forrasztási kötések, pad lift vagy korrózió veszélyeztetheti az egész rendszert.
Ez a cikk a fejlett NYÁK-újrafeldolgozás részleteibe merül el, összetettebb tevékenységekkel, többek között a következőkkel:
-
A Gömbrácsos elrendezés (BGA) és Quad-Flat No-Leads (QFN) csomagok
-
Hogyan kell javítani hideg forrasztások
-
Az ellenőrzés módszerei korrózió és szennyeződés
-
Megoldások a felemelt pad kérdések
Milyen eszközök szükségesek a fejlett PCB Reworkhez?
A fejlett áramköri lapok utómunkálatai speciális eszközöket igényelnek a pontosság biztosítása, az alkatrészek vagy a lapkák sérülésének megelőzése és a lap általános megbízhatóságának fenntartása érdekében. A legfontosabb eszközök a következők:
Rework Station
- Forrólevegős Rework Station vagy infravörös Rework Station szabályozott hőt biztosít visszaáramló és alkatrészeltávolítás, mint például QFN-ek, BGA-k és finom osztású IC-k.
- Előmelegítő (PCB előmelegítő lemez) csökkenti a hőterhelést a lap egyenletes felmelegítésével a lokális melegítés előtt.
Forrasztás Berendezések
- Nagy pontosságú forrasztópáka hőmérséklet-szabályozással, javító forrasztáshoz és a pads javításához.
- Különböző formájú forrasztóhegyek (finom hegyek, patahegyek) a különböző formájú párnák befogadására.
Ellenőrző és mérőeszközök
- Mikroszkóp vagy videovizsgáló rendszer: Forrasztóhidak, tombstoning vagy mikrorepedések kimutatására.
- Röntgenvizsgálat Gép: Elengedhetetlen az olyan rejtett kötésekhez, mint a BGA vagy QFN középső párnák.
- Multiméter és oszcilloszkóp: Folytonossági vizsgálathoz és funkcionális tesztelés átdolgozás után.
Forrasztás Anyagok
- Forrasztóhuzal / Forrasztópaszta: Ólommentes vagy ólmozott, szükség szerint.
- Flux (Folyékony vagy gél): Javítja a forraszanyag nedvesedését és megakadályozza az oxidációt.
- Forrasztópálca és forrasztási fonal: A felesleges forraszanyag eltávolítása és a forrasztóhidak javítása.
- Alkatrész kezelő és tisztító eszközök
- Vákuumszedő eszköz vagy precíziós csipesz
- Izopropil-alkohol (IPA) és kefetisztítás
- ESD védelem Berendezések
BGA Rework: Problémák és professzionális javítások
Ball Grid Array (BGA) az eszközök az alkatrész hátsó (bemeneti) oldalán lévő, közvetlenül a NYÁK-lapkákhoz rögzített forraszgömbtömbökből állnak. Ez nagy sűrűséget és jó elektromos eredményeket ad, de az ellenőrzés és a javítás legendás rémálom.
Gyakori hibák a BGA csomagban
A BGA meghibásodásának általában többféle kifejezett megnyilvánulása van, amelyeknek nagyon különböző okai vannak.
Amikor túl sok forraszanyagot használtak, lesz egy forrasztás áthidaló kiadás. Mivel a szorosan szomszédos golyók az újraolvasztási folyamat során összekapcsolódnak, elektronikus utat képeznek ott, ahol nem kellett volna.
Fej a párnában (HiP) egy másik összetett hiba, amikor a BGA gömb és a PCB padon lévő forraszpaszta egyaránt elfolyósodik, de soha nem egyesül egyetlen megbízható összeköttetést alkotva. az alkatrész vetemedése és/vagy PCB torzulás, vagy nagyon egyenlőtlen fűtés.
Megfontolások a BGA Rework-hez
A sikeres BGA-javítás valószínűsége számos fontos tényezőtől függ, amelyek közül az első a a használat szükségessége speciális felszerelés. A BGA javító eszközök tartalmaznak egy dedikált javítóállomást, fókuszált infravörös vagy forrólevegő-fej és professzionális előmelegítő magától értetődően biztosított, mivel az előmelegítő fokozatosan növeli a lap teljes hőmérsékletét, ezáltal megelőzve a hősokkot, az utómunkaállomás pedig egy adott alkatrészre koncentráltan melegít.
Ez is megköveteli, hogy nagyon gondos hőmérséklet profilozás, a fűtés egy bizonyos görbében történik, mint például a rámpa, az áztatás, az újraolvasztás és a hűtés lépései, kiegyensúlyozva a PCB méretével és rétegeinek számával, valamint magának a forraszanyagnak az olvadási hőmérsékletével; egyébként, a nem megfelelő profil tönkreteheti mind a BGA-t, mind magát a NYÁK-ot.
Hogyan kell javítani egy BGA?
-
Diagnózisok: A BGA hibának bizonyíthatónak kell lennie. Ellenőrizze a forraszgolyókat röntgenkészülékkel. hogy megtudja, vannak-e repedések, üres helyek vagy áthidalások. A terheléssel végzett hőszkennelés azt is megmutatja, hogy van-e hideg pont egy meghibásodott csatlakozás miatt.
-
Célzott fűtés: Egy jó újbóli golyózás/újbóli cseréhez a következőkre van szükség egy kifinomult utómunkaállomás, amely előmelegítőt és előmelegítőt is tartalmaz (az egész tábla felmelegítése és a vetemedés elkerülése érdekében) és egy kis spot hőforrás (forró levegő vagy IR). A hőmérséklet-szabályozott folyamat nem jelenthet kompromisszumot.
-
Javítási folyamat: A szokásos folyamat az, hogy fluxust helyezünk fel, óvatosan eltávolítjuk a régi alkatrészt, a lyukkör területét tisztára tömködjük, új forraszgolyókat (reballing) vagy új alkatrészt helyezünk fel, és egy bizonyos hőprofil mellett újraolvasztjuk.
Nézze meg ezt a videót referenciaként a BGA javításához.
QFN Rework: Kihívások és megoldások
A BGA-khoz hasonlóan a Quad Flat No-Leads (QFN) is ólommentes. Inkább rendelkeznek kerületi párnákkal és általában egy nagyméretű hőszigetelő párnával az alján. Ezáltal kicsik és hőelvezetőek, bár a javításuk komoly kihívást jelent.
hőÁltalános QFN Hibák
A QFN-ek legtöbb hibája a következőkkel kapcsolatos forrasztási kihívások az alján, ami nem látható. A nem megfelelő mennyiségű forraszanyag a peremcsatlakozókon tönkreteheti a kapcsolatot, de a túlzott mennyiségű forraszanyag könnyen képes áthidalt kapcsolatokat létrehozni a finom csapok között.
Az óriás hőpárna érzékenyebb a csapdába esett levegő lyukak, amelyek működésképtelenné teszik a hőelvezetés és túlmelegedéshez vezethet.
A nem egyenletes tágulás az újraolvasztási folyamat során is okozhat egy olyan állapotot, amelyet úgy hívnak, hogy tombstoning, ahol az alkatrész egyik vége teljesen leemelkedik a padról.
A QFN átdolgozási folyamata
Ellenőrzés és előkészítés: gondosan megvizsgálja a hiba típusát, helyét és súlyosságát egy mikroszkóp. Ha a hiba vizuálisan nehezen észlelhető, akkor azt egy Röntgenkészülék az alkatrész mögött megbúvó hibák jelenlétének ellenőrzésére.
Készítse elő a NYÁK átdolgozó eszközöket: Az eszközkészleteket: előmelegítő állomás, forrólevegő/infravörös rework állomás, fluxus és forraszpaszta.
Alkatrész eltávolítása: Melegítse elő a teljes táblát a termikus sokk elkerülése érdekében, és melegítse a QFN-t forró levegővel/infravörössel a hőmérsékleti profilnak megfelelően, és távolítsa el, amint a forraszanyag megolvadt.
Asztal: Optimális hőmérséklet-tartomány a QFN javításhoz
| Színpad | Hőmérséklet tartomány | Idő/hányad | Leírás |
| Rámpa (előmelegítési szakasz) | 150 ℃-ig | 1-3 ℃/s | Fokozatos fűtés a hő sokk csökkentése érdekében |
| Áztatás (hőstabilizációs szakasz) | 150-180 ℃ | 60-120 s | Stabilizálja a lap hőmérsékletét, aktiválja a fluxust |
| Reflow (csúcsfázis) | 230-250 ℃ | 10-30 s | A forraszanyag teljesen visszaáramlik, biztosítja a nedvesedést |
| Hűtés (megszilárdulási szakasz) | Szobahőmérséklet | ≤4 ℃/s | Ellenőrzött hűtés a feszültség/repedések megelőzésére |
Pad tisztítás: Távolítsa el a maradék forraszanyagot forrasztásmentesítő fonallal, és tisztítsa meg a tappancsokat. Ellenőrizze, hogy a párnák nem emelődtek-e meg vagy sérültek-e, és szükség szerint javítsa ki őket. Vigyen fel újra forraszpasztát a NYÁK-lapkákra, ellenőrizve a mennyiséget az áthidalások/hézagok elkerülése érdekében. Szükség esetén előzetesen ónozza be az alkatrészvezetékeket.
QFN igazítási újraáramlás: Pontosan igazítsa ki az alkatrészeket a megfelelő párnákon lévő csapokkal. A hőmérsékletprofilnak megfelelő újraolvasztás az egyenletes melegítés biztosítása és a tombstoning megelőzése érdekében.
Szemle és ellenőrzés: A röntgenvizsgálat a forrasztási kötés minőségét vizsgálja, és mikroszkópon keresztül megerősíti, hogy nincsenek hidak. Végezzen elektromos és funkcionális vizsgálatokat az utómunka sikerességének érvényesítésére.
A BGA-k és QFN-ek javításához a következőkre van szükség speciális vizsgálati és javítási berendezések. A legtöbb magánszemély és gyártó számára, a professzionális PCB átdolgozási szolgáltatási támogatás keresése jobb választás.
Hideg forrasztási varratok felkutatása és javítása
Hideg forrasztott kötések akkor fordulhat elő, ha a forraszanyagot nem olvasztják meg alaposan, ami gyenge, megbízhatatlan fizikai és elektromos kapcsolatot eredményez. Tompának, szemcsésnek és/vagy repedezettnek tűnhetnek.
Okok és javítások:
-
Indoklás: A kezdeti forrasztási eljárás során nem volt elegendő hő, a forraszanyag megkötése előtti elmozdulás, vagy szennyeződés a padon vagy az alkatrész vezetékénél.
-
Javítás: Tegyen fluxust a csatlakozásra, majd forrasztópáccsal vagy forró levegővel, valamint a megfelelő hő- és nedvesítési fokozattal olvassa újra a csatlakozást, hogy sima, fényes megjelenésű legyen.
Korrózió és szennyeződés elleni védelem
Az elektronika egyik fő gyilkosa a folyadék okozta károk. Azonnal képes rövidzárlatot és korróziót okozni, ami végül lyukat üt az elektronikán. réz nyoms és az alkatrészvezetékek idővel.
Javítási lépések:
-
Tisztítás: Az első lépés mindig a teljes tisztítás >90% izopropil-alkohollal és puha kefével. Speciális tisztításra lehet szükség, különösen súlyos korrózió esetén.
-
Ellenőrzés: Nagy nagy nagyítású vizsgálatot kell végezni a zöld/kék korrózió vizsgálatára a lenyomatokon, az alkatrészek alatt és a csatlakozók.
-
Kaparás és javítás: Az enyhe korróziót le lehet kaparni, és a nyomvonalat forraszanyaggal újra meg lehet ónozni. Nagymértékű korrózió esetén, amely a nyomvonalat szétkorrodálta, a fent felsorolt nyomvonaljavítási eljárásra van szükség.
Megemelt párnák és sérült viák
- Emelt párnák oka a túlzott mechanikai erő, amely elválasztja a rézbetétet a NYÁK hordozótól, a gyakori utómunka vagy a túlmelegedés.
-
- Javítási módszerek: A terület megtisztítása után epoxi ragasztóval rögzítik a párnát. Egy apró áthidaló vezeték a folytonosság helyreállítására szolgál, ha az elektromos kapcsolat megszakad. A nagyobb károk megelőzése érdekében gondos hőszabályozásra van szükség.
- Viák csatlakoznak különböző PCB rétegek és megtörhet az utómunka során történő helytelen kezelés, hőterhelés vagy fúrási hibák miatt.
-
- Javítási módszerek: Rézszegecsek vagy apró drótok használhatók a sérült átjárók javítására. A rétegek közötti kapcsolat helyreállítására néha vezetőképes epoxit használnak.
Következtetés
A professzionális NYÁK-javítás gondos művészet, amely a diagnosztikai szakértelmet sebészi készséggel ötvözi. A BGA, QFN, nyomsérülések és korróziós problémák hatékony megoldásához megfelelő eszközökre - például mikroszkópokra, javítóállomásokra és sok esetben röntgenberendezésekre -, a lap hő- és fizikai tűréshatárainak alapos ismeretére és az alkalmazás iránti érdeklődésre van szükség.
Ha a projekt egy olyan lap, amelynél BGA hiba gyanúja merül fel, QFN problémákat okoz, vagy a lapon sok fizikai sérülés van, a a legjobb megoldás, ha szakemberrel dolgozik.
Hogy megkapja a professzionális diagnosztikai és javítási szolgáltatások, amelyek megfelelnek a legmagasabb minőségi követelményeknek, kapcsolatfelvétel az ELEPCB-vel szakmai konzultáció és árajánlatkérés céljából.
GYIK
A1: A fejlett NYÁK utómunka speciális berendezéseket igényel, például forrólevegős vagy infravörös utómunkaállomásokat előmelegítőkkel, precíziós forrasztópákákat és minőségi folyékony anyagokat. Az olyan ellenőrző eszközök, mint a mikroszkópok vagy a röntgengépek segítenek a rejtett kötések ellenőrzésében, míg a forrasztópálca, a csipeszek és a vákuumszedő eszközök biztosítják az alkatrészek pontos kezelését. Az izopropil-alkohollal történő tisztítás és a megfelelő ESD-védelem szintén elengedhetetlen a megbízható eredményekhez.
A2: A diagnózis közvetett, és röntgenfelvétel nélkül következtetésen alapul. Tipikus módszerek közé tartozik az alkatrészre gyakorolt mérsékelt nyomás kifejtése bekapcsolt áramellátás mellett annak megállapítására, hogy a probléma időszakos-e (ez általában repedt kötésre utal), vagy hőkamera használata a túlmelegedő, rövidzárlatos alkatrész kimutatására. Mindazonáltal a meggyőző bizonyítékhoz általában röntgenvizsgálatra van szükség.
A3: Igen. A BGA meghibásodó forrasztási kötések tipikus tünete az időszakos meghibásodás. A megrepedt kötések megduzzadnak és összezsugorodnak, ahogy az eszköz felmelegszik és lehűl, és eközben létrejön és megszakad az érintkezés. Ezek a problémák gyakran megfigyelhetőek játékkonzoloknál, GPU-knál és mobiltelefonoknál.
A4: Igen, ez a rossz termo-kapcsolás egyik szokásos tünete (QFN-csomagon). Ha a nagy, középen elhelyezkedő pad alatt lyukak vannak, vagy a forraszanyag elmozdul, a hő átadódik a NYÁK-ra, ami a chip túlmelegedését okozza, és a hővédelem aktiválódik. A javításhoz az alkatrészt meg kell bontani, újraforrasztani és újra felszerelni úgy, hogy a hőútvonal szilárd legyen.
KAPCSOLATFELVÉTEL
Hungarian 
English 
Italian