Bemutatkozik az ERSA Dip & Print egység A területi mátrixba rendezett, golyókon át kapcsolódó, illetve láb nélküli alkatrészek cseréje neuralgikus pont a szerelt áramköri lapok újramunkálása (rework-je) során. Kiforrasztásuk még nem okoz nagy gondot, de visszaforrasztásuk a legtöbb esetben nem felel meg a paraméterezhetőség és a megismételhetőség minőségbiztosítási követelményeinek

Egyre több olyan áramköri szerelvénnyel találkozunk, amelyekben BGA (Ball Grid Array) típusú (µ-BGA, FBGA, CSP, FC, POP stb.), vagy láb nélküli, BTC (Bottom Termination Component) típusú (QFN, LPCC stb.) alkatrész található, és számuk a jövőben minden bizonnyal csak növekedni fog. Szerelésük, forrasztásuk folyamatához útmutatást kaphatunk az IPC-7095, illetve az IPC-7093 kiadványokból.
Valamilyen, velük kapcsolatos meg nem felelőség esetén újramunkálásuk (ki- és beforrasztásuk) válhat szükségessé. Az újramunkálás - rework - egyik alapelve, hogy az újramunkált terméknek mindenben meg kell felelnie az összes vonatkozó specifikációnak - minősége, megbízhatósága, alkalmazhatósága nem térhet el az újramunkálás nélkül megfelelt szerelvényekétől. Hogyan biztosítsunk a rework során kézi munkával ugyanolyan egyenletességet, megismételhetőséget, minőséget, mint amit automata gyártóberendezéseink produkálnak?

A korszerű rework forrasztóberendezések, mint az ERSA IR550 és IR650, a forrasztási folyamatot jól kézben tudják tartani. A feladatnak megfelelő hőmérsékleti profil könnyen beállítható, a berendezés megbízhatóan követi és reprodukálja esetről esetre. Mi a helyzet a forraszanyag vagy a folyasztószer felvitelével? Ez bizony eléggé operátorfüggő... volt, eddig. Az ERSA Dip & Print egység (1. ábra) ezen kíván segíteni.
Az egyszerűség kedvéért beszéljünk BGA és BTC típusú alkatrészekről! A normál olvadáspontú, a forraszpasztával lényegében megegyező, forraszból készült golyókkal ellátott alkatrészek rework-forrasztásához többnyire elegendő folyasztószer felvitele. Ugyanakkor egyes megrendelői előírások ezekhez is előírják forraszpaszta használatát. Magas olvadáspontú (pl. Sn10Pb90) golyókkal vagy oszlopokkal szerelt (CBGA, CCGA) alkatrészek és a BTC típusúak megkívánják forraszpaszta alkalmazását.
A Dip & Print egység Dip, azaz mártó- funkciója cserélhető, meghatározott mélységű kis "medencét" tartalmazó lappal működik. A mélység lehet pl. 200 vagy 300 µm. A medencébe folyasztószerzselét, illetve speciális, mártáshoz alkalmas, lágy forraszpasztát helyezünk, és lehúzólappal eltávolítjuk a felesleget (2. ábra). Így a kívánt vastagságú réteg alakul ki. A golyós vagy oszlopos kivezetésű alkatrészt ebbe a rétegbe mártjuk bele.
Kiemelve az alkatrészt, minden kivezetésen azonos mennyiségű, egyenletes folyasztószer-, illetve forraszpasztaréteg lesz (3. és 4. ábra). Az alkatrészt ezután az áramköri lap forrasztási felületeire helyezzük, majd következhet a megömlesztési (reflow) folyamat. A módszer más lábkivezetéssel ellátott alkatrészek, például sirályszárnyú lábakkal bíró QFP-k forrasztásához is használható.
A Dip & Print egység print, azaz nyomtatás funkciójához alkatrész-specifikus, kicsiny stencillemezek tartoznak. Az alkarész körvonala illeszkedik a stencillemezen kiképzett fészekbe, keretbe. A stencilnyílások ezen belül helyezkednek el. A BTC vagy BGA típusú alkatrészt rögzítjük a stencillemezt is magában foglaló kerethez, majd az egészet 180°-ban megfordítjuk. Egy kis kézi lehúzókés segítségével normál, stencilnyomtatáshoz való forraszpasztát nyomtatunk az alkatrész kivezetéseire.

Visszafordítva a keretet, a rögzítést oldva kiemeljük a felpasztázott alkatrészt, és az áramköri lap forrasztási felületeire helyezzük (5. a-d. ábra).

Ezután jöhet a megömlesztési folyamat. BTC típusú alkatrészekhez forraszpaszta felvitele elengedhetetlen. A stencilezés az egyetlen módszer, amellyel pontos, a kivezetések alapterületéhez igazodó pasztamennyiség vihető fel (6. ábra).
Az ERSA Dip & Print egység egyszerű módon rögzíthető az ERSA IR/PL550 és 650 típusú rework-állomásokhoz.
A mikrostencil alkalmazása nem újdonság, ám korábban az alkatrész helyére, az áramköri lapra próbálták a pasztát nyomtatni, mint az eredeti nyomtatási folyamatban. Csakhogy rework alkalmával a más alkatrészekkel körülvett, kicsiny területen nem könnyű a stencillemez felfektetése és a korrekt, egyenletes pasztalehúzás sem. Az ERSA a Dip & Print egységnél ezért választotta a panel helyett az alkatrész alsó felületének kényelmes, biztonságos pasztázását.
Fontos a kiforrasztás után a nyomtatott huzalozású áramköri lapon lévő forrasztási felületek helyes előkészítése, a visszamaradt forrasz eltávolítása és egyenletes, sík felszín kialakítása. Ennek módszereit részletesen tárgyalja az IPC-7711/7721 szabvány.

A Microsolder honlapja