Rework (electronics)
Die Nacharbeit kann mehrere Komponenten umfassen, an denen nacheinander gearbeitet werden muss, ohne die umgebenden Teile oder die Leiterplatte zu beschädigen selbst. Alle nicht bearbeiteten Teile sind vor Hitze und Beschädigung geschützt. Die thermische Belastung der elektronischen Baugruppe wird so gering wie möglich gehalten, um unnötige Kontraktionen der Platine zu vermeiden, die unmittelbare oder zukünftige Schäden verursachen können.
Im 21.Jahrhundert wird fast alles Löten mit bleifreiem Lot durchgeführt, sowohl bei hergestellten Baugruppen als auch bei Nacharbeiten, um die Gesundheits- und Umweltgefahren von Blei zu vermeiden. Wo diese Vorsichtsmaßnahme nicht erforderlich ist, schmilzt Zinn-Blei-Lot bei einer niedrigeren Temperatur und ist einfacher zu verarbeiten.
Das Erhitzen einer einzelnen SMD mit einer Heißluftpistole, um alle Lötstellen zwischen ihr und der Leiterplatte zu schmelzen, ist normalerweise der erste Schritt, gefolgt vom Entfernen der SMD, während das Lot geschmolzen ist. Das Pad-Array auf der Leiterplatte sollte dann von altem Lot gereinigt werden. Es ist ziemlich einfach, diese Rückstände zu entfernen, indem man sie auf Schmelztemperatur erhitzt. Ein Lötkolben oder eine Heißluftpistole kann mit Ablötgeflecht verwendet werden.
Die präzise Platzierung der neuen Einheit auf dem vorbereiteten Pad-Array erfordert den geschickten Einsatz eines hochpräzisen Vision-Alignment-Systems mit hoher Auflösung und Vergrößerung. Je kleiner die Steigung und Größe der Bauteile ist, desto präziser muss gearbeitet werden.
Zum Schluss wird die neu platzierte SMD auf die Platine gelötet. Zuverlässige Lötverbindungen werden durch die Verwendung eines Lötprofils erleichtert, das die Platine vorheizt, alle Verbindungen zwischen dem Gerät und der Leiterplatte auf die Schmelztemperatur des verwendeten Lötmittels erwärmt und sie dann ordnungsgemäß abkühlt.
Hohe Qualitätsanforderungen oder spezielle Designs von SMDs erfordern das präzise Auftragen von Lotpaste vor dem Positionieren und Löten der Einheit. Die Oberflächenspannung des geschmolzenen Lotes, das sich auf den Lötpads der Platine befindet, neigt dazu, das Gerät in eine präzise Ausrichtung mit den Pads zu bringen, wenn es zunächst nicht vollständig korrekt positioniert ist.
Reflowing und reballingEdit
Ball Grid Arrays (BGA) und Chip Scale Packages (CSA) stellen besondere Schwierigkeiten beim Testen und Nacharbeiten dar, da sie auf ihrer Unterseite viele kleine, eng beieinander liegende Pads aufweisen, die zu passenden pads auf die PCB. Anschluss pins sind nicht zugänglich von oben für prüfung, und kann nicht entlötet werden ohne heizung die ganze gerät zu den schmelzpunkt von solder.
Nach der Herstellung des BGA-Gehäuses werden winzige Lötkugeln auf die Pads auf seiner Unterseite geklebt; Während der Montage wird das geballte Paket auf die Leiterplatte gelegt und erhitzt, um das Lot zu schmelzen und, wenn alles in Ordnung ist, jedes Pad auf dem Gerät mit seinem Partner auf der Leiterplatte zu verbinden, ohne dass eine Fremdlötbrücke zwischen benachbarten Pads entsteht. Fehlerhafte Verbindungen, die während der Montage entstehen, können erkannt und die Baugruppe überarbeitet (oder verschrottet) werden. Unvollkommene Verbindungen von Geräten, die selbst nicht fehlerhaft sind, die eine Zeit lang arbeiten und dann ausfallen, oft ausgelöst durch thermische Ausdehnung und Kontraktion bei Betriebstemperatur, sind nicht selten.
Baugruppen, die aufgrund schlechter BGA-Verbindungen ausfallen, können entweder durch Reflow repariert werden oder indem das Gerät entfernt und von Lötmittel gereinigt, neu installiert und ersetzt wird. Geräte können aus verschrotteten Baugruppen zur Wiederverwendung auf die gleiche Weise wiederhergestellt werden.Reflowing als Nacharbeitstechnik, ähnlich dem Herstellungsprozess des Reflow-Lötens, beinhaltet die Demontage der Ausrüstung, um die fehlerhafte Leiterplatte zu entfernen, die gesamte Platine in einem Ofen vorzuwärmen, die nicht funktionierende Komponente weiter zu erhitzen, um das Lot zu schmelzen, dann nach einem sorgfältig festgelegten thermischen Profil abzukühlen und wieder zusammenzusetzen, ein Prozess, von dem man hofft, dass er die schlechte Verbindung repariert, ohne dass die Komponente entfernt und ersetzt werden muss. Dies kann das Problem beheben oder nicht; und es besteht die Möglichkeit, dass die Reflow-Platine nach einiger Zeit erneut ausfällt. Für typische Geräte (PlayStation 3 und Xbox 360) schätzt ein Reparaturunternehmen, dass der Vorgang, wenn keine unerwarteten Probleme auftreten, etwa 80 Minuten dauert. In einem Forum, in dem professionelle Reparaturleute das Reflowing von Laptop-Grafikchips diskutieren, geben verschiedene Mitwirkende Erfolgsraten (kein Ausfall innerhalb von 6 Monaten) zwischen 60 und 90% für das Reflowing mit professionellen Geräten und Techniken an, bei Geräten, deren Wert kein vollständiges Reballing rechtfertigt. Reflowing kann nicht professionell in einem Haushaltsofen oder mit einer Heißluftpistole durchgeführt werden. Während solche Methoden einige Probleme heilen können, ist das Ergebnis wahrscheinlich weniger erfolgreich, als es mit einer genauen thermischen Profilierung möglich ist, die von einem erfahrenen Techniker mit professioneller Ausrüstung erreicht wird.Beim Reballing wird der Chip demontiert, erhitzt, bis er von der Platine entfernt werden kann, typischerweise mit einer Heißluftpistole und einem Vakuumaufnahmewerkzeug, das Gerät entfernt, das auf dem Gerät und der Platine verbleibende Lot entfernt, neue Lötkugeln eingesetzt, das Originalgerät ausgetauscht, wenn eine schlechte Verbindung bestand, oder ein neues verwendet, und das Gerät oder die Platine erhitzt, um es einzulöten. Die neuen Kugeln können mit verschiedenen Methoden platziert werden, einschließlich:
- Unter Verwendung einer Schablone sowohl für die Kugeln als auch für die Lötpaste oder das Flussmittel,
- Unter Verwendung einer BGA- „Vorform“ mit eingebetteten Kugeln entsprechend dem Gerätemuster oder
- Unter Verwendung halbautomatischer oder vollautomatischer Maschinen.
Für die oben erwähnte PS3 und Xbox beträgt die Zeit etwa 120 Minuten, wenn alles gut geht.
Chips laufen Gefahr, durch wiederholtes Aufheizen und Abkühlen beim Reballing beschädigt zu werden, und die Herstellergarantien decken diesen Fall manchmal nicht ab. Durch das Entfernen von Lot mit Lötdocht werden Geräte weniger oft thermisch belastet als mit einem fließenden Lötbad. In einem Test wurden zwanzig Geräte neu installiert, einige mehrmals. Zwei funktionierten nicht, wurden aber nach erneutem Reballing wieder voll funktionsfähig. Einer wurde 17 thermischen Zyklen unterzogen, ohne zu versagen.