Oprava (rework) µLED komponentov

E-booky zdarma	Školení v oblasti pájení	ESD inspekce

S vývojom nových technológií zobrazovania vznikajú nové problémy s ich opravou. Čím sofistikovanejšie technológie je, tým náročnejšie systémy na opravu vyžaduje. Opravy LED televízií a monitorov sú disciplínou, ktorá sa skladá z radu veľmi náročných procesov. S tým správnym zariadením však získate kvalitné opravárske pracovisko, ktoré zvládne rework aj tých najnáročnejších aplikácií.

Aké sú výzvy?

• Oprava všetkých druhov závad: poškodené, zle umiestnené, skrútené LED alebo chýbajúce časti.
• Kompletné riešenie pre všetky kroky procesu.
• Bezpečná manipulácia so súčiastkou: od vyzdvihnutia až po umiestnenie.
• Manipulácia s krehkými súčiastkami s nízkou hmotnosťou.
• Zamedzenie elektrostatického náboja.
• Spoľahlivá kontrola sily pri manipulácii a umiestňovaní, a to počas celého procesu opravy.
• Kompenzácia tepelnej rozťažnosti na splnenie požiadaviek na presnosť umiestnenia.
• Úprava cieľových komponentov bez ohrozenia okolitých komponentov.
• Reprodukovateľná dávka spájkovacej pasty alebo prenos spájkovacej pasty.
• Hľadanie nástroja, ktorý umožňuje prístup aj k husto vysadeným doskám s úzkym rozstupom komponentov.
• Spoľahlivé rozpoznanie podtlaku komponentu na nástroji.
• Spoľahlivá ochrana vákuových otvorov na nástroji proti ich upchatiu.
• Výmena LED v rozsiahlych poliach.
• Rôzne a ťažké podkladové materiály, napr. hliník, s vysokou teplotnou vodivosťou.

Opravárske systémy Martin SMT sú vhodné na opravu miniatúrnych LED, napríklad v podobe LED tripletov (RGB) na moderných zobrazovacích systémoch (televíziách, monitoroch, apod.). Podporované sú všetky potrebné pracovné kroky, ako je odstránenie defektných LED z panelu, odstránenie zvyškovej spájky, nanášanie čerstvej spájkovacej pasty, umiestnenie nových LED tripletov a ich zapájanie.

Výzvou je vedľa manipulácie, presnosti zobrazenia a presnosti umiestnenia aj zapájanie drobných komponentov bez poškodenia blízkych LED vplyvom vysokého množstva tepla. To si vyžaduje cielený prístup tepla pomocou rýchleho a presného riadenia všetkých parametrov procesu a bezpečnej manipulácie s komponentmi.

Typické procesné kroky

Opravárske pracoviská pre rework LED ponúkajú riešenie na vykonanie celého opravného cyklu, a to na jednej platforme:

1. odpájanie
2. odstránenie zvyškovej spájky
3. aplikácia spájkovacej pasty
4. spájkovanie

Je dôležité, aby všetky procesné kroky (teplota a dĺžka procesov) boli individuálne prispôsobené komponentom a doske plošných spojov.

Predpisy

Prispôsobený návrh spájkovacej hlavy

Konštrukcia spájkovacích hláv závisí od spracovávaných LED. V ideálnom prípade je spájkovacia hlava navrhnutá tak, aby viedla teplo okolo plastového puzdra tak, aby nedošlo k odfarbeniu alebo deformácii LED.

Príprava s termočlánkami

V ideálnom prípade je vzorová doska s termočlánkami pripravená na meranie profilov pre opravný proces. Pri veľmi malých LED však nie je príprava spájkovaného spoja možná z dôvodu malej veľkosti. Vzhľadom na to, že tepelná hmota je zanedbateľne malá, môže byť spájkovacia hlava umiestnená priamo na termočlánku. V ideálnom prípade je gulička na špičke termočlánku stlačená, aby sa zaistilo lepšie pripojenie tepla.

Séria testov poskytne informácie o kvalite a reprodukovateľnosti. Ich príprava môže nedeštruktívna alebo deštruktívna, čo prináša výhody aj nevýhody, ktoré treba v každom jednotlivom prípade zvážiť. Pri nedeštruktívnej metóde sú termočlánky fixované kaptónovou páskou v mieste spájkovania. V deštruktívnej metóde sa doska alebo komponent prevŕta a termočlánky sú pripevnené SMD lepidlom.

Upnutie dosky

V závislosti od veľkosti a tvaru dosky nie je vždy možné jednoducho upnúť dosku pod pružinové upínacie čeľuste. Niekedy sú vhodné špeciálne adaptéry pre malé dosky, pružné držiaky alebo špecifické riešenie na mieru zákazníka.

Individuálne spájkovacie profily

Pre opravný cyklus podľa JEDEC/IPC musia byť pre jednotlivé procesy vytvorené reflow profily. Typické teplotné profily pre cyklus výmeny sú:

• odpájací profil a profil na odstránenie zvyškovej spájky
• spájkovací profil

Detailné pracovné kroky

Odpájanie a odstránenie zvyškovej spájky

V prípade veľmi malých svetelných LED diód sa odpájanie a odstránenie zvyškovej spájky často vykonáva v jednom procesnom kroku. Používa sa sacia hlava, ktorá detekuje napr. všetky tri LED diódy RGB pixelu. Spájka sa zospodu a zhora roztaví teplom a komponenty sú vysaté spolu s spájkou. Samozrejme je možné tento postup použiť iba vtedy, ak nie sú súčiastky určené na opätovné použitie.

Aplikovanie spájky

Použitie novej spájky pred spájkovaním je povinné a je možné ju naniesť dávkovaním alebo použitím metódy prenosu ihlou. V prípade extrémne malých objemov sa ukazuje, že metóda prenosu je obzvlášť účinná, pretože je možné aplikovať malé množstvo spájky rovnomerne a presne.

Dávkovanie:

• výhody: rýchle, reprodukovateľné, flexibilné
• nevýhody: je možné iba do priemeru bodu do 200 µm

Prenos ihlou:

• výhody: reprodukovateľné, flexibilné, priemer bodu až do 50 µm
• nevýhody: časovo náročné

Spájkovanie

Po úspešnej aplikácii spájkovacej pasty môžu byť pripojené nové LED diódy. Jednotlivé LED diódy sú zarovnané k podložkám jedna po druhej a umiestnené do spájkovacej pasty. Zarovnanie je dosiahnuté použitím prekryvnej fotografie.

V prípade tzv. tripletov sa vypláca princíp umiestnenia jednotlivých LED diód a ich spájkovanie a roztavenie všetkých troch LED dohromady s druhou spájkovacou hlavou.

Ďalej môžu byť všetky tri LED diódy pixelu pripájané súčasne pomocou ohrevu vykurovacím plynom. Pri spájkovaní LED dochádza k predhriatiu celého modulu iba v takom rozsahu, aby nedošlo k roztaveniu spájkovacích škár. Pre lokálne tavenie spájky sa požadovaný energetický impulz privádza horúcim plynom.

Inšpekcia

Po spájkovaní je treba dosku (a zariadenie) vyčistiť, napr. od zvyškov spájky. Optická kontrola spájkovacích spojov pod mikroskopom je tiež veľmi dôležitá. Presné informácie je možné získať pomocou röntgenového žiarenia či elektrického testovania.

Kategórie produktov

Zariadenie na opravu LED diód