Jeden Tag werden ca. 140‘000 Tonnen Elektronik in den Müll geworfen. Ein grosser Teil davon sind SMT-Leiterplatten. Jeden Tag werden Fake Komponenten verbaut, welche in der Produktion Schäden in Millionenhöhe verursachen. Wird neben dem ökologischen auch der ökonomische Fussabdruck angeschaut, kommen heute viele Anwender zum Schluss, dass sich die Reparatur von Leiterplatten resp. das Austauschen der kritischen Komponenten mit neuen Technologien, um die Lebensdauer des Produktes zu verlängern lohnt.
Essemtec hat eine Lösung generiert, um komplexe Leiterplatten mit hoher Leistung zu reparieren.
In der Kreislaufwirtschaft versucht man im gesamten Lebenszyklus eines Produktes Abfall zu verhindern respektive zu vermindern und die Lebensdauer des Produktes zu verlängern resp. ein bestehendes Produkt mit neuen Komponenten zu verbessern.
Dies sollte auch für die Elektronikfertigung und ins besonderen der SMT-Bestückung gelten.
Es gibt verschiedene Gründe warum auch in modernsten Bestückungslinien Teile falsch produziert werden:
- Fake Komponenten
Seit der CV19 Pandemie und der Materialknappheit bei SMT Komponenten und Prozessoren haben gefälschte Komponenten stark zugenommen. Diese Fehler werden erst sehr spät im Prozess gefunden. Meistens sind schon 100te oder 1000de von Leiterplatten falsch bestückt, da das AOI diese nicht erkennen kann. - Prozessfehler in der Produktion
Es werden falsche Komponenten aufgerüstet resp. Komponenten im Tray verkehrt in der Maschine montiert. Dies führt zu Bestückfehlern. - Technische Prozessfehler
In der SMT Linie passieren Prozessfehler, welche zu einer defekten Leiterplatte führen
Im Weiteren werden Prozessoren ersetzt durch neue Versionen, um damit die Lebensdauer des Produkts zu verlängern und zu verbessern. Ebenfalls werden defekte Leiterplatten aus dem Feld repariert und dies aus verschiedensten Gründen.
Der manuelle Reparaturaufwand ist aufwändig und teilweise bei hochpoligen Komponenten schwer durchzuführen. Spezielle Schablonen müssen hergestellt werden, es kann nur immer eine Komponente nach der anderen eingefügt werden und es braucht erfahrene Bediener. Der ganze Prozess ist teuer.
Essemtec hat dazu mit der Puma und Fox All-in-One eine Lösung generiert, welche bestückt und dosiert in einem Modul. Das nach-jetten von Lotpaste auf die Pads sowie das nach-bestücken von hochkomplexen Komponenten und BGA’s wird vollautomatisch durchgeführt. Dies ist auch sichergestellt bei eng vorbestückten Leiterplatten.
Fallstudie 1: Actronics NL Reparatur einer ABS-Steuereinheit
Die Möglichkeit, defekten Produkten wieder Leben einzuhauchen, trägt zu einer nachhaltigen Kreislaufwirtschaft bei. In einer Welt, in der die Nachfrage nach nachhaltigen Anwendungen von Verbrauchern sowie von Gesetzen und Vorschriften zunimmt.
ACTRONICS bietet mit Überholung eine Lösung für die Wiederverwendung defekter elektronischer Komponenten in der Automobilindustrie.
Bild: ABS-Steuereinheit mit ausgelötetem Hauptprozessor
Bild: Komponente TQFP mit SNPB-Lot
Zone A: 400 µm pitch Komponente, Zone B Hohe Menge an Lot für Kühlkörper
Bild: Hochleistungsjetten vom Lot mit Spezialdüsen um bestehende Komponenten zu überfliegen und nicht zu berühren. Kollisionsschutz.
Bild: 400 µm Pitch wird gejettet mit einem Punkt Durchmesser von 265 µm +/-17% 3 Sigma, die grossen Volumen werden mit Dot Grössen 670 µm und sehr hoher Leistung geschossen.
Fallstudie 2: Top 3 Computer Hersteller welcher in China bei einem der Top 3 ODM Hersteller produzieren lässt
Im Moment sind 7 Essemtec Module in den verschiedenen Produktionen tätig und weitere 15 folgen. Reparieren von Motherboards etc., Einlöten von BGA’s 1500 Pins auf eng bestückter Leiterplatte.
Spezielle Düsen, um Kollisionsschutz mit schon bestücktem Bauelemente sicher zu stellen
Dot Durchmesser 294 µm, +/6.2%, 3 Sigma
Zusammenfassung
Das Konzept von Essemtec hat sich bereits vielfach im Markt bewährt.
- Diese Reparaturmethode erhöht die Prozessgeschwindigkeit gegenüber manuellem oder semi-automatischem Reparieren um mindestens 500%
- Verschiedene Komponenten können inline und im gleichen Setup repariert oder ersetzt werden
- Reparieren von 400 µm Pitch Komponenten auf einem dicht bestückten Leiterplatte ist möglich
- Verschiedene Lotpaste kann verwendet werden wie zum Beispiel bleifrei und bleihaltig LTS
- Angelernte Bediener können den Prozess fahren
- Der Prozess kann jederzeit einfach optimiert werden
- In den meisten Fällen ergibt sich ein hervorragender ROI und die Kosten werden gegenüber einem manuellen Prozess massiv gesenkt
Autoren: Irving Rodriguez, Jürg Schüpbach Essemtec AG
