In Zeiten der schwierigen Bauteilbeschaffung, der steigenden Nachfrage nach Flexibilität und schnellen Entwicklungszyklen wird eine saubere und kostengünstige PCB-Nacharbeit zur Rettung bestückter oder unbestückter Leiterplatten immer wichtiger. Jede Leiterplatte oder Leiterplattenmontage Die durch Nacharbeit reparierbaren Leiterplatten schonen unsere Umwelt, da sie nicht entsorgt werden müssen und keine neuen Leiterplatten produziert werden müssen. MOKO-Technologie hat in den letzten Jahren mehr als 500,000 PCBs eingespart.
Mithilfe spezieller, selbst entwickelter Techniken können die Experten von MOKO Technology beispielsweise Löcher in bereits montierte Baugruppen bohren. Die Genauigkeit entspricht der der neu produzierten Leiterplatten. Die Arbeiten werden ausschließlich von Mitarbeitern mit langjähriger Erfahrung in der Leiterplattenfertigung durchgeführt. Modernste Messtechnik ermöglicht eine optimale Überwachung der Arbeiten. Je nach Umfang und Komplexität der Nacharbeit beträgt die Lieferzeit in der Regel weniger als fünf Werktage nach Wareneingang. Für dringende Leiterplatten-Nacharbeiten steht zudem ein Express-Service zur Verfügung, bei dem Nacharbeiten innerhalb weniger Stunden durchgeführt werden können.
PCB-Nacharbeit bestückter Platinen
Auslöten und wieder einlöten
Um die speziellen Probleme langfristig zur Zufriedenheit der Kunden zu lösen, hat MOKO Technology in Ausrüstung investiert. Der Fokus lag hierbei auf dem einfachen und schonenden Materialabtrag und dem Nachlöten von Bauteilen. Die Wahl fiel auf das Ersascope 1 und das PCB-Rework-System IR 550 A von Kurtz Ersa. Bei MOKO Technology wurde besonders darauf geachtet, dass die Leiterplatte so homogen wie möglich erwärmt wird. Wir halten die thermische Belastung der Platinen während des PCB-Rework-Prozesses so gering wie möglich. Dadurch beeinträchtigen wir die Lebensdauer der Leiterplatten und Bauteile nicht unnötig. Die Reparatur und Neubestückung erfolgt dann sowohl manuell als auch mit maschineller Unterstützung.
Das Reworksystem IR 550 A erwärmt die Leiterplatte homogen mittels mittelwelliger Infrarot-Strahler (4 µm bis 8 µm). Das Aufwärmen der Baugruppe ist wichtig, um ein Verziehen der Leiterplatte zu verhindern und einen niedrigen Temperaturgradienten ΔT von der Leiterplattenoberseite zur Leiterplattenunterseite zu erreichen.
Die Topheizung in den Ersa Systemen ist ebenfalls als mittelwellige Infrarotheizung bzw. Hybridheizung ausgeführt. Die Hybridheizung ist eine Infrarotheizung mit geringem Konvektionsgrad. Dadurch erreichen wir auch horizontal, also quer zum Bauteil, von Ecke zu Ecke einen geringen Temperaturgradienten. Darüber hinaus vermeiden wir Hotspots durch zu viel heiße Luft und reduzieren das Wegblasen benachbarter, ungesicherter Bauteile.
Automatisiertes Entlöten bei der Leiterplatten-Nacharbeit
Bei jedem Prozess der Leiterplattenreparatur erfasst ein Sensor die Temperatur direkt am Bauteil. Ein geschlossener Regelkreis steuert und kontrolliert den Lötprozess, wodurch das Risiko von Temperaturabweichungen und die damit verbundene Belastung von Bauteilen und Leiterplatte minimiert werden soll. Auch beim Entnehmen der Bauteile von der Leiterplatte arbeiten unsere Mitarbeiter kontrolliert. Der IR 550 A von Kurtz Ersa ist mit einer im oberen Strahler integrierten Vakuumpipette ausgestattet. Diese ermöglicht die Automatisierung des Entlötvorgangs. Der angebrachte Vakuumsauger hebt das Bauteil automatisch von der Platine, sobald das Lot geschmolzen ist. Durch dieses schonende Entnehmen des Bauteils wird jegliche Belastung der Leiterplatte vermieden.
Diese schonenden Verfahren sind insbesondere bei Package-on-Package-Anwendungen gefragt. Beim Ein- und Auslöten sind die Anforderungen an die Homogenität der Wärmeverteilung besonders hoch. So können beispielsweise beide Ebenen gleichzeitig bearbeitet werden. Übereinanderliegende Bauteile können nach dem Aufschmelzen des Lotes gemeinsam abgehoben werden. Gleiches gilt für das Wiedereinlöten der Bauteile. Diese können gemeinsam platziert und verlötet werden, was den Gesamtprozess vereinfacht.
Ist eine getrennte Bearbeitung der Ebenen erforderlich, ist dies ebenfalls möglich. Hierzu muss das Temperaturprofil sehr präzise eingestellt werden, um beispielsweise nur auf der obersten Ebene zu entlöten. Auch in diesem Fall können die Bauteile auf der oberen Ebene neu positioniert und wieder eingelötet werden. Es empfiehlt sich, die Reflow-Prozesskamera RPC 500 zu verwenden, um die Lotschmelze auf beiden Ebenen zu beobachten.
Das Vision-System Ersascope 1 empfiehlt sich zur Ergebniskontrolle bei allen Nacharbeiten, insbesondere aber bei der Nacharbeit von BGAs (siehe Leitbild). In Verbindung mit einer weiteren Röntgenanalyse oder anderen Daten lässt sich die Qualität der Lötstellen optisch überprüfen. Brücken, Verunreinigungen oder Anomalien unter dem Bauteil lassen sich so identifizieren.
Spezialaufgaben im PCB-Rework-Service
Für die professionelle Abwicklung von Nacharbeiten sind ein hohes Maß an Fachwissen und moderne Ausrüstung unbedingt erforderlich. Bei Spezialaufgaben wie Package-on-Package oder Verdrahtung unter BGAs sind Fingerspitzengefühl, Erfahrung und die richtige technische Ausrüstung entscheidend. MOKO Technology hat PCBA mit einem Leiterplattenherstellung Wir sind seit 2006 im Geschäft und verfügen daher über umfangreiche Erfahrung im Bereich der Leiterplattenreparatur. Wir bestätigen, dass die chinesischen Spezialisten im Laufe der Jahre auch mit Sonderaufgaben konfrontiert wurden. Anfangs waren die Anfragen überschaubar, doch im Laufe der Zeit haben wir uns einen guten Ruf im Bereich Spezialaufgaben erarbeitet, sodass wir zunehmend anspruchsvollere Aufgaben übernehmen, die uns anvertraut wurden und werden. Unsere Hauptaufgabe besteht nicht nur im standardisierten Löten und Nachlöten von Bauteilen. Wir retten durch unsere Arbeit oft die gesamte Leiterplatte, wodurch unsere Kunden ihre Liefertermine einhalten und unnötige Kosten vermeiden können.
Eine der Königsdisziplinen ist die Verdrahtung unterhalb eines BGAs. Wurde bei der Entwicklung hochpreisiger Elektronik unsachgemäß vorgegangen, landen diese bestückten Leiterplatten bei uns. Dabei gerieten Anschlüsse für BGAs meist in Vergessenheit. Aufgrund der hohen Packungsdichte auf den Leiterplatten und der zunehmenden Miniaturisierung der Bauteile müssen wir jede Anfrage zunächst auf technische Machbarkeit prüfen. Ist das Setzen einer Drahtbrücke möglich, muss das Bauteil ausgelötet werden. Anschließend werden die Leiterplatte und die Lötpads von Zinn befreit und die zu bearbeitende Oberfläche von allen Störfaktoren gereinigt. Die Drahtbrücken werden anschließend von Hand gezogen, was höchste Präzision erfordert. Besonders wichtig ist die Wahl der richtigen Drahtstärke, da es sonst beim Berühren der BGA-Bälle zu Kurzschlüssen kommen kann. Anschließend werden die Bauteile wieder eingesetzt und verlötet. Der Lötvorgang muss mittels Kameraüberwachung genau überwacht werden. Anschließend erfolgt eine Röntgenanalyse der überarbeiteten Stelle.
Laut dem Geschäftsführer unseres Unternehmens ist die Überwachung des Lötprozesses bei Nacharbeiten eine Notwendigkeit. Wir führen bei diesen Aufgaben generell eine Lötstellenanalyse durch, um auch das Lötprofil für die nachfolgenden Arbeiten festzulegen. Die Kameraüberwachung ist dabei eine entscheidende Unterstützung. Die erste Analyse erfolgt mit dem Endoskop, gefolgt von präziseren Ergebnissen auf dem Röntgengerät. Nur so können wir unseren Kunden qualitativ hochwertige Leiterplattennacharbeiten garantieren. Im Package-on-Package-Bereich fließen die Erfahrungen aus der Nacharbeit und die dafür eingesetzten Maschinen ein. Dabei spielt es keine Rolle, ob Nacharbeiten durchgeführt werden oder der Kunde Bauteile im Package-on-Package-Verfahren bestücken lassen möchte. Die Aufgaben sind sehr ähnlich. Auch im Package-on-Package-Bereich müssen die BGAs präzise platziert und gelötet werden. Die Lötung wird ebenfalls mittels Lötstellenanalyse überprüft, um Fehler zu vermeiden und ein exaktes Lötprofil für den Kunden und die nachfolgenden Aufgaben zu erstellen.
Das Ersa IR 550 A PCB-Rework-System erwärmt die Leiterplatte gleichmäßig mit mittelwelligen Infrarot-Strahlern (4–8 µm). Dadurch werden lokale Überhitzungen, sogenannte Hotspots, vermieden. Das Aufwärmen der Baugruppe ist besonders wichtig, um ein Verziehen der Leiterplatte zu vermeiden und ein niedriges, vertikales Delta T, also einen Temperaturunterschied zwischen der Oberseite und der Unterseite der Leiterplatte, zu erreichen. Die Oberseitenheizung unserer Ersa Systeme ist ebenfalls als mittelwelliger Infrarotstrahler oder Hybridstrahler ausgeführt. Der Hybridstrahler ist ein Infrarotstrahler mit geringer Konvektion. Wir erreichen damit ein niedriges, horizontales Delta T über das gesamte Bauteil, von Ecke zu Ecke. Wir vermeiden außerdem Hotspots durch zu viel heiße Luft und reduzieren das Wegblasen benachbarter, ungesicherter Bauteile.
Die Temperatur wird bei jedem Prozess durch einen Sensor direkt am Bauteil erfasst. Der Lötprozess wird über einen geschlossenen Regelkreis kontrolliert und gesteuert, was das Risiko von Temperaturabweichungen und die damit verbundene Belastung von Bauteilen und Leiterplatte minimiert. Ebenso einfach und kontrolliert arbeitet unser Team beim Entnehmen der Bauteile von der Leiterplatte. Der Ersa IR 550 A ist mit einer im oberen Heizkörper integrierten Vakuumpipette ausgestattet, die eine Automatisierung des Entlötvorgangs ermöglicht. Mit dem angebrachten Vakuumsauger wird das Bauteil automatisch von der Platine abgehoben, sobald das Lot geschmolzen ist. Durch das vorsichtige Entnehmen des Bauteils vermeiden wir jegliche Belastung der Leiterplatte.
Diese schonenden Prozesse sind insbesondere bei Package-on-Package-Anwendungen gefragt. Die Anforderungen an die Homogenität der Wärmeverteilung sind hier besonders hoch, insbesondere beim Löten und Entlöten. Beispielsweise können beide Ebenen gleichzeitig bearbeitet werden. Übereinander liegende Bauteile können nach dem Schmelzen des Lotes gemeinsam abgehoben werden. Gleiches gilt für das Nachlöten der Bauteile. Fugenplatzierung und Fugenlöten sind möglich und vereinfachen den Gesamtprozess, wie das Management von MOKO Technology auf Anfrage bestätigte.
Ist eine getrennte Bearbeitung der Ebenen erforderlich, ist dies ebenfalls möglich. Hierzu muss das Temperaturprofil sehr präzise eingestellt werden, z. B. nur die oberste Ebene entlöten. Das anschließende Platzieren und Wiedereinlöten der Bauteile auf der oberen Ebene ist ebenfalls möglich. Der Einsatz einer Reflow-Prozesskamera (RPC) ist sinnvoll, um den Lotschmelzvorgang auf beiden Ebenen zu beobachten.
Das Vision-System Ersascope 1 empfiehlt sich zur Ergebniskontrolle bei allen Nacharbeiten, insbesondere aber bei der Nacharbeit von BGAs. In Verbindung mit einer weiteren Röntgenanalyse oder anderen Daten lässt sich die Qualität der Lötstellen optisch überprüfen. Brücken, Verunreinigungen oder Anomalien unter dem Bauteil lassen sich identifizieren.
