Вопрос-Ответ

  • Что делать, чтобы платы при монтаже не расслаивались?

    Самое надежное средство - просушить ещё не смонтированную печатную плату непосредственно перед пайкой. Выдержать плату в печи 2-4 часа при 120°С и затем сразу же продолжить сборку. Не допускайте задержек в процессе, чтобы плата не успела набрать дополнительную влагу. Ремонту плата с расслоением не подлежит - пустая трата времени.

  • Как правильно перепаивать BGA?

    Перепайка BGA - одна из наиболее сложных процедур для сборочных и ремонтных производств в мире. Правильное выполнение этой процедуры зависит во многом от мастерства и знаний технических специалистов, делающих эту операцию. Поэтому можно сказать, что перепайка BGA – это во многом наука, с большой частью творчества и искусства. Процедуры переустановки BGA определены и давно проверены, но всё равно часто допускаются ошибки. Эти ошибки могут стоить дорого и приводят, как правило, к следующему:

    • Значительным пустотам в паяных соединениях. Этот эффект часто происходит из-за неправильного выбора паяльной пасты или параметров процесса и может нарушить целостность соединений; требует дополнительной переделки или приводит к браку (если пустоты больше 25%)
    • Повреждению контактных площадок BGA в процессе замены. Это, к сожалению, неизбежный риск; еще больше проблем возникает при наличии защитного покрытия или подкладочного материала. Ремонт контактных площадок занимает много времени и является той «головной болью», которую стараются избежать в первую очередь.
    • Неправильной ориентации BGA или образованию перемычки между соединениями. Это означает, фактически, дополнительный тепловой цикл при перепайке BGA и повышенный риск повреждения при тепловом воздействии.

    Вот причины возникновения проблем и способы их предотвращения.

    • Недостаточная подготовка специалиста-монтажника. Это очень важно. Технические специалисты по перепайке BGA должны быть тщательно и профессионально подготовлены; иметь большой опыт подобной работы и всё время развивать свои навыки. Они должны знать и понимать свойства материалов, с которыми работают, инструменты, этапы технологического процесса и взаимосвязь всех факторов при перепайке. Уметь правильно и заранее оценить сложность и объём выполняемых работ. Эти специалисты должны вовремя заметить, что процесс пошёл неверно.
    • Неправильный выбор оборудования. Для успешного выполнения работ необходимы правильные инструменты и оборудование. Оно должно обеспечивать контролируемый, предсказуемый и повторяющийся процесс.
    • Плохая разработка тепловой кривой. Термопрофиль для перепайки BGA так же важен, как и при пайке в процессе сборки платы, и в большинстве случаев - копирует его. Без корректной тепловой кривой вы не получите успешный и повторяемый процесс. Плохо подобранная тепловая кривая может привести к повреждению элементов или компонента BGA, требуя дополнительных повторных циклов на том же посадочном месте. Может произойти повреждение или оплавление смежных компонентов. При разработке адекватной тепловой кривой, как правило, применяются правильно расположенные термопары. Данные, которые они предоставляют, тщательно анализируются.
    • Нарушения в технологическом процессе. Перед тем как начать первый тепловой цикл, необходимо провести грамотную подготовку, которая включает в себя, в первую очередь, просушку BGA. Также необходимо убрать или защитить расположенные рядом теплочувствительные компоненты, выбрать качественную паяльную пасту, правильный, подходящий для этой микросхемы трафарет, приготовить нужные химические реагенты и припои, проверить чистоту контактных площадок на печатной плате.
    • Сопутствующие, побочные тепловые повреждения. Следует избегать возможного перегрева и оплавления паяных соединений смежных элементов. Это может привести к окислению, повреждению контактных площадок и выводов, растеканию, повреждению соседних элементов платы. Причем, следить нужно не только за соседними элементами этого слоя или поверхности, но и за элементами, расположенными на обратной стороне платы и даже на соседних платах. Задача защиты рядом стоящих элементов – это первоочередная забота квалифицированного монтажника.
    • Недостаточный контроль после установки. После окончания монтажа компонентов BGA плату необходимо проверить, использую современные установки рентгенодефектоскопии. Такая проверка легко выявит некачественную пайку, неправильное размещение элементов. Разумеется, оператор такой установки должен иметь профессиональную подготовка и опыт, чтобы корректно интерпретировать и анализировать результаты проверки.
  • Опишите, пожалуйста, процедуру ручной перепайки BGA?

    При ручной перепайке микросхем BGA вам понадобятся следующие инструменты и оборудование:

    • Термостол. Для перепайки многослойных плат рекомендуется термостол с алюминиевым основанием, являющимся одновременно источником тепла (нижний подогрев). Инерционность нагрева у таких столов высокая, скорость нагрева колеблется от 0,5 гр./сек до 1,5 гр./сек.
    • Термопары. Они необходимы для калибровки и контроля температуры с разных сторон платы в 2-3 точках.
    • Дымоуловители и отвод воздуха. Желательны. Это защищает помещение от ненужных запахов.
    • Пинцет. Необходимо подобрать пинцет под размер снимаемой микросхемы. Можно использовать вакуумный пинцет, но аккуратно - при излишнем давлении на корпус платы можно случайно деформировать припой.
    • Скотч. Термоизоляционный высокотемпературный скотч и алюминиевый скотч средней ширины.
    • Антистатические перчатки.
    • Флюс безотмывочный, гелеобразный.
    • Шарики необходимого размера.
    • Трафарет. Можно универсальный или точный для нужного типа микросхемы BGA.
    • Фен. С насадкой подходящего размера.

    Порядок перепайки:

    • Фиксируем плату на термостоле. С платы удаляем все модули и элементы, имеющие разъемные соединения.
    • Медленно разогреваем плату на термостоле до температуры 120-150°С, постоянно контролируя температуру термодатчиками.
    • При достижения необходимой температуры подводим фен с насадкой вертикально к микросхеме BGA, доводим температуру до расплавления припоя под корпусом. Проверяем пинцетом возможность съема микросхемы, и аккуратно извлекаем ее. Если на плате не указан ключ установки BGA, ставим метку или запоминаем, как все было установлено. После чего очищаем с помощью паяльника место, где была установлена микросхема (удаляем припой).
    • Подготавливаем микросхему BGA для замены. Предварительно сушим ее в шкафу (печке), соблюдая требования производителя. Наносим на контакты BGA тонким слоем флюс, устанавливаем трафарет, после чего “накатываем” шарики. Чтобы шарики прикрепились к корпусу, микросхему нужно прогреть. Когда эта конструкция остынет, аккуратно и без усилий снимаем трафарет.
  • От чего зависит стоимость печатной платы?

    На стоимость печатной платы оказывают влияние многие факторы:

    • Базовые материалы. На цену материала влияет и марка материала, и фирма-изготовитель, толщина диэлектрика и фольги, в меньшей степени - цвет маски и маркировки.
    • Технология производства. Самое значительное влияние на цену оказывает необходимость применения дополнительных технологий: ENIG\HASL, металлизация торцов, отверстия под запрессовку, попарное прессование, заполнение отверстий.
    • Особенности конструкции платы. Большой размер, большая толщина, маленькие отверстия, проводники или зазоры, повышенная плотность отверстий (и другие факторы) тоже увеличивают цену.
    • Требования к нормативам производства и приемки. Платы, произведенные или принятые по классу 1, 2 и классу 3 IPC-A-600 (текущая версия), заметно отличаются по цене, порой в разы.
    • Возможности производства. Когда на фабрике установлено "дешевое" оборудование, то цена платы будет ниже при прочих равных условиях.
    • Условия оплаты. Стоимость работ может быть увеличена на 5% -10% при отсрочке платежа.
    • Регион производства. В разных областях одна и та же плата может стоить по-разному из-за особенностей оплаты труда и налогообложения региона.
  • Что такое требования RoHS?

    RoHS (Restriction of Hazardous Substances) - это директива Европейского Союза, ограничивающая использование шести веществ в новом электрическом и электронном оборудовании после 1 июля 2006 года. Данная директива Европейского Союза только один из документов постоянно растущего числа инструкций и правил по экологически приемлемым технологиям. Директива RoHS дополняет другую директиву Европейского Союза, известную как Директива WEEE (Waste from Electrical and Electronic Equipment), которая касается процесса вторичного использования оборудования и материалов после переработки.

    Свинец (Pb) - один из опаснейших материалов, использование которых регулируется RoHS. Однако, отказа от использования свинца не достаточно для соответствия установкам RoHS. Другими запрещенными помимо свинца веществами являются кадмий (Cd), ртуть (Hg), шестивалентный хром (Cr (VI)), бромидные соединения РВВ (polybrominated biphenyls) и РВDE (polybrominated diphenylethers), часто используемые производителями в качестве трудновоспламеняемых компонентов электроники.

    Директива RoHS преследует следующие цели:

    • сократить загрязнение и предотвратить разрушение окружающей среды;
    • предотвратить отравления указанными веществами и, как следствие, возникновение проблем со здоровьем у людей, работающих и пользующихся электрическим оборудованием и электроникой.

    Директива RoHS затрагивает интересы следующих участников рынка электрического и электронного оборудования:

    • gроизводителей и поставщиков электрического и электронного оборудования под собственными фирменными марками;
    • торговых посредников, дилеров и дистрибьюторов электрического и электронного оборудования, использующих собственные торговые марки, а также продающих оборудование других поставщиков;
    • профессиональных импортеров и экспортеров, поставляющих оборудование как из ЕС, так и непосредственно в страны - участники ЕС.

    Начиная с aвгуста 2005 года основные производители изделий и компонентов для электрического и электронного оборудования должны возложить на себя следующие обязанности:

    • сбор отходов производства электрического и электронного оборудования;
    • специальную обработку собранных отходов;
    • переработку отходов, а также переоснащение или ремонт использованного оборудования.

    Организация может самостоятельно объявить о своем согласии с директивой RoHS и начать выполнять мероприятия по приведению своей деятельности в соответствие с законодательством. Подтверждение cоответствия будет требоваться только в случаях принудительного применения требований. Отказ подчиниться директиве RoHS потенциально может повлечь за собой судебное преследование вплоть до тюремного заключения, серьезные штрафы, не говоря уже о безусловном вреде репутации компании.

    Шаги, направленные на приведение деятельности в соответствие с директивой RoHS, должны включать:

    • проверку используемых материалов на соответствие требованиям экологической безопасности;
    • проверку всей цепочки поставщиков материалов;
    • поиск и переход на работу с поставщиками, поддерживающими требования RoHS;
    • приведение соответствующей документации в соответствие с директивой.

    Производители оборудования для Европейского Союза обязаны декларировать соответствие директиве RoHS всех частей, компонентов и материалов, которые они используют в производстве. Партии компонентов или оборудования, принадлежащие к одному и тому же классу или типу и соответствующие требованиям директивы, могут покрываться общим сертификатом соответствия RoHS. Импортер оборудования, в свою очередь, должен запрашивать у поставщика аналогичную декларацию соответствия для поставляемого оборудования.

    Требованиям RoHS должны соответствовать следующие продукты:

    • бытовые приборы;
    • IT и телекоммуникационное оборудование;
    • бытовое оборудование;
    • осветительные приборы и системы;
    • электрические и электронные инструменты;
    • игрушки и спортивные принадлежности;
    • автоматика.
  • Свинцовые и бессвинцовые сборки на одной плате. Возможные риски?

    Сборочное производство без применения свинца стало реальностью, и с каждым днем для все большего количества изделий успешно проводится переход к такому технологическому процессу. Во всем мире объемы производства доросли до уровня, когда «поведение» припоев стало лучше понятно и предсказуемо; многие производители начали квалифицировать и оптимизировать процессы, разработаны рекомендации по конструированию бессвинцовых изделий.

    Сборочные процессы без применения свинца хороши, но не совершенны. Исследования, проведенные после выпуска первых изделий по новой технологии, обозначили круг проблем и области дальнейших разработок. В первую очередь, это касается образования полостей, эрозии меди и повторной обработки, а также интерметаллических соединений в системах BGA. Поскольку база коллективных знаний в области индустрии сборки неуклонно растет, эти проблемы будут устраняться или решаться, и, по всей видимости, большинство из них по мере развития технологии исчезнут.

    В условиях массового производства процессы пайки с применением сплава олово—свинец оттачивались в течение пятидесяти лет. Несмотря на то, что бессвинцовая технология сборки в настоящее время вполне жизнеспособна, она пока находится на начальном этапе развития по сравнению со своим «предшественником». При разработке стратегии перехода к такому производству независимому сборщику следует принимать во внимание как традиционные проблемы, связанные с надежностью, так и потенциальные проблемы, которые могут возникнуть при выполнении требований директивы Евросоюза, ограничивающей применение вредных веществ - RoHS.