Основные трудности ремонта СБИС сегодня

Февраль 2023 года

Проблема № 1: очень большие СБИСzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzz

С увеличением сложности устройств, требованием усиления компьютерной мощности, продолжилось увеличение максимального, физического размера компоновок СБИС. На сегодня, некоторые разрабатываемые устройства планируются в размере 125×125 мм. Такие крупные размеры компоновок демонстрируют непременные трудности ремонта для технических специалистов.

Существующие системы монтажа таких крупных компоновок ограничены раздельным видением устройств, ориентирующих компоненты при монтаже. Требуется обновление установок ремонта СБИС для успешной работы с такими компонентами.

Требуют обновления подогреватели, гарантирующие равномерность нагрева платы с крупноразмерными элементами. Нагреватели подогрева могут создавать неподходящий градиент температуры между верхом компонента и низлежащей площадью, подвергая компоненты из различных областей различному времени оплавления. Это сказывается на шариках компонента, которые съёживаются или расширяются (гусиная кожа) из-за непригодных температурных профилей, также повреждающих площадки СБИС на плате.

Поддержание равномерной температуры внешней поверхности компонента представляет другую трудность в ремонте крупногабаритных компоновок. Турбуленция горячего воздуха, выходящего из ремонтных форсунок, может затруднить поддержание температуры оплавления, ограничивая возможности оплавления и затрудняя удаление крупных компоновок. Подобное происходит со многими доступными ИК ремонтными установками, не имеющими размера пятна, охватывающего внешний размер таких элементов для равномерного распределения тепла.

Изготовленные на заказ держатели плат с этими большими компонентами, трафареты, которые остаются на месте, чтобы открыть окно процесса для печати паяльной пастой и глубокое понимание правильного профилирования температуры — всё это может быть использовано для того, чтобы старые установки могли быть приспособлены к крупноразмерным элементам, только в определенной степени.

Проблема № 2: повреждение близлежащих устройствzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzz

Компоненты, находящиеся в и вокруг области ремонта, могут быть повреждены в процессе, т. к. обычно используемые источники тепла — и ИК, и горячий воздух — могут повредить близлежащие компоненты. Такие компоненты, как алюминиевые, танталовые и керамические ёмкости, кристаллы, осцилляторы, компоненты в пластмассовом корпусе и другие нуждаются в тепловой заслонке. При температурах оплавления также могут повреждаться светодиоды и камеры.

Не только эти компоненты могут быть повреждены, когда подвержены нагреву, они также могут попадать в оплавление, когда области нагрева и температурные циклы плохо контролируются. Это может привести к выпадению тяжёлых компонентов с низлежащей стороны платы при ремонте СБИС. Более того, при оплавлении припоя образуемое интерметаллическое соединение на скруглении припоя может нарастать, приводя к слабому механическому сцеплению компонента с печатной платой.

При использовании соответствующей тепловой заслонки таких проблем можно избежать. Новые материалы, доступные на сегодня, помогают защите компонентов как от повреждения, так и — от высоких температур оплавления. Тепловые заслонки такие, как водопоглощающие охлаждающие гели и нетканая керамика, наиболее эффективная тепловая защита.

Проблема № 3: ремонт под СБИСzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzz

Скрытый ремонт проник в различные производства: автостроение, оборону и космос. Недостаточность заполнения сказывается на надёжности компонента, подверженного механическому воздействию и шоку от возникающих сил. Термоудар появляется от разного коэффициента теплового расширения между компонентом и печатной платой (ПП), также объясняемого недостаточностью заполнения. Однако, профилирование усилило необходимость решений в ремонте недостаточных заполнений. Считается, что недостаточность будет расти на 5% в год в последующее пятилетие при поиске подходящих решений ремонта недостатка заполнения компонета, оставаясь сложной задачей.

Места ремонта СБИС, расположенные рядом или с обратной стороны ПП, могут быть повреждены в процессе ремонта. С размягчением заливки перед разжижением припоя, заполнение рядом с местом ремонта может выталкивать припой из нужных мест, создавая аномалии пайки в виде коротких замыканий или иных дефектов пайки.

Другим важным вызовом ремонту является повреждение СБИС, свободного от заполнения, при его извлечении.

Рис. 1 Заполненность компонента

При оплавлении липкое заполнение прижимает СБИС плотно к ПП. Извлечение СБИС подразумевает опытного ремонтника или прорез заполнения, используя нож или специальные форсунки для этого. Производимые операции могут сказаться на повреждении площадок ПП или защитной маски. После извлечения СБИС материал заполнения и остаток припоя нужно удалить с ПП вручную. Этот хлопотный процесс необходим для уверенности в том, что место соответственно очищено перед заменой СБИС.

Новые методы такие, как прецизионное фрезерование или лазерная обрезка компонента, могут устранить некоторые проблемы ремонта. Эти усовершенствованные методы, несмотря на быстроту и повторяемость, требуют капитальных вложений, качественного программирования и опыта в ремонте.

Проблема № 4: зеркальные СБИСzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzz

Когда СБИС расположены «спина к спине» прямо на противоположных сторонах двусторонней платы, такую конфигурацию называют зеркальной (рисунок 2).

Рис. 2 Пример зеркального расположения СБИС.

Это усугубляет трудности ремонта СБИС, т. к. увеличена плотность размещения. При ремонте СБИС необходим подогрев платы с противоположной стороны там, где извлекается и заменяется СБИС. Это требует нагрева СБИС в месте ремонта, подвергая внутреннюю сторону СБИС нагреву минимум до 125ºС. Это увеличивает продолжительность нагрева, усиливая возможность повреждения или скручивания СБИС. Также, нижняя сторона компонента может подвергнуться оплавлению, приводя к аномалиям и охрупчиванию паяного соединения. Иной опасностью является возможность крупных элементов СБИС к выпадению с обратной стороны платы поскольку поверхностное натяжение не может более превосходить гравитацию.

*************************

Компания «БалтМедиа Партнёр», находясь во взаимодействии с изготовителем, помогает на отечественном рынке внедрению и освоению разработок в сборочно-монтажном производстве печатных плат, обеспечивая технологическое сопровождение и консультирование производителей электроники по возникающим вопросам для выпуска качественной продукции.

По возможному сотрудничеству в технологиях сборочно-монтажного производства и изготовления печатных плат просьба использовать следующий контакт:

Санкт-Петербург, Таллиннское шоссе, 206

Электронная почта:

office@bmptek.ru

https://bmptek.ru

Тел. +7 (921) 895−1422, (921) 994−9502

https://facebook.com/valerydic2021/

Управляющий проекта — Алексей Леонов

Подпишитесь на рассылку