En electrónica , el retrabajo (o retrabajo ) es la reparación o el acabado de un conjunto de placa de circuito impreso (PCB), que generalmente implica desoldar y volver a soldar componentes electrónicos montados en superficie (SMD). Las técnicas de procesamiento masivo no son aplicables a la reparación o reemplazo de un solo dispositivo, y se requieren técnicas manuales especializadas realizadas por personal experto que utilice el equipo apropiado para reemplazar los componentes defectuosos; Los paquetes de matriz de área, como los dispositivos de matriz de rejilla de bolas (BGA), requieren particularmente experiencia y herramientas adecuadas. Se utiliza una pistola de aire caliente o una estación de aire caliente para calentar dispositivos y fundir soldadura, y se utilizan herramientas especializadas para recoger y colocar componentes, a menudo pequeños. Una estación de retrabajo es un lugar para realizar este trabajo: las herramientas y suministros para este trabajo, generalmente en una mesa de trabajo . Otros tipos de retrabajo requieren otras herramientas. [1]
El retrabajo se practica en muchos tipos de fabricación cuando se encuentran productos defectuosos. [2]
En el caso de la electrónica, los defectos pueden incluir:
El retrabajo puede implicar varios componentes, que deben trabajarse uno por uno sin dañar las piezas circundantes ni la propia PCB. Todas las piezas en las que no se trabaja están protegidas del calor y los daños. La tensión térmica en el conjunto electrónico se mantiene lo más baja posible para evitar contracciones innecesarias de la placa que podrían causar daños inmediatos o futuros.
En el siglo XXI, casi toda la soldadura se realiza con soldadura sin plomo , tanto en conjuntos fabricados como en retrabajo, para evitar los peligros del plomo para la salud y el medio ambiente . Cuando esta precaución no es necesaria, la soldadura de estaño y plomo se funde a una temperatura más baja y es más fácil trabajar con ella.
Calentar un solo SMD con una pistola de aire caliente para derretir todas las uniones de soldadura entre él y la PCB suele ser el primer paso, seguido de retirar el SMD mientras la soldadura está fundida. Luego se debe limpiar la soldadura vieja del conjunto de almohadillas en la placa conductora. Es bastante fácil eliminar estos residuos calentándolos hasta la temperatura de fusión. Se puede utilizar un soldador o una pistola de aire caliente con la trenza para desoldar .
La colocación precisa de la nueva unidad en la matriz de almohadillas preparada requiere el uso hábil de un sistema de alineación de visión de alta precisión con alta resolución y aumento. Cuanto menor sea el paso y el tamaño de los componentes, más preciso debe ser el trabajo.
Finalmente, el SMD recién colocado se suelda a la placa. Las uniones de soldadura confiables se facilitan mediante el uso de un perfil de soldadura que precalienta la placa, calienta todas las conexiones entre la unidad y la PCB a la temperatura de fusión de la soldadura utilizada y luego las enfría adecuadamente.
Las demandas de alta calidad o diseños específicos de SMD requieren la aplicación precisa de pasta de soldadura antes de posicionar y soldar la unidad. La tensión superficial de la soldadura fundida, que se encuentra en las almohadillas de soldadura de la placa, tiende a alinear el dispositivo con precisión con las almohadillas si no se coloca inicialmente de forma totalmente correcta.
Los conjuntos de rejillas de bolas (BGA) y los paquetes de escala de chips (CSA) presentan dificultades especiales para las pruebas y el retrabajo, ya que tienen muchas almohadillas pequeñas y muy espaciadas en su parte inferior que están conectadas a almohadillas correspondientes en la PCB. No se puede acceder a los pines de conexión desde la parte superior para realizar pruebas y no se pueden desoldar sin calentar todo el dispositivo hasta el punto de fusión de la soldadura.
Después de la fabricación del paquete BGA, se pegan pequeñas bolas de soldadura a las almohadillas en su parte inferior; Durante el ensamblaje, el paquete en forma de bola se coloca en la PCB y se calienta para derretir la soldadura y, si todo va bien, para conectar cada almohadilla del dispositivo a su compañero en la PCB sin ningún puente de soldadura extraño entre las almohadillas adyacentes. Se pueden detectar malas conexiones producidas durante el montaje y reelaborar (o desechar) el conjunto. No son infrecuentes las conexiones imperfectas de dispositivos que no son en sí mismos defectuosos, que funcionan durante un tiempo y luego fallan, a menudo provocados por dilataciones y contracciones térmicas a la temperatura de funcionamiento .
Los ensamblajes que fallan debido a conexiones BGA defectuosas se pueden reparar mediante reflujo o retirando el dispositivo y limpiándolo de soldadura, reballing y reemplazándolo. Los dispositivos se pueden recuperar de conjuntos desechados para reutilizarlos de la misma manera.
El reflujo como técnica de retrabajo, similar al proceso de fabricación de soldadura por reflujo , implica desmantelar el equipo para retirar la placa de circuito defectuosa, precalentar toda la placa en un horno, calentar aún más el componente que no funciona para derretir la soldadura y luego enfriar. , siguiendo un perfil térmico cuidadosamente determinado , y reensamblado, un proceso que se espera repare la mala conexión sin la necesidad de quitar y reemplazar el componente. Esto puede resolver el problema o no; y existe la posibilidad de que la placa refluida vuelva a fallar después de un tiempo. Para dispositivos típicos ( PlayStation 3 y Xbox 360 ), una empresa de reparación estima que el proceso, si no hay problemas inesperados, dura unos 80 minutos. [3] En un foro donde los profesionales de reparación discuten sobre el reflujo de chips gráficos de computadoras portátiles, diferentes participantes citan tasas de éxito (ningún fallo dentro de 6 meses) de entre el 60 y el 90% para el reflujo con equipos y técnicas profesionales, en equipos cuyo valor no justificar el reballing completo. [4] El reflujo se puede realizar de forma no profesional en un horno doméstico [5] o con una pistola de calor. [6] Si bien estos métodos pueden solucionar algunos problemas, es probable que el resultado sea menos exitoso de lo que es posible con un perfilado térmico preciso logrado por un técnico experimentado que utiliza equipo profesional.
El reballing implica desmantelar, calentar el chip hasta que se pueda retirar de la placa, generalmente con una pistola de aire caliente y una herramienta de aspiración, retirar el dispositivo, eliminar la soldadura restante en el dispositivo y la placa, colocar nuevas bolas de soldadura en su lugar y reemplazar el dispositivo original si había una mala conexión, o usar uno nuevo, y calentar el dispositivo o la placa para soldarlo en su lugar. Las nuevas bolas se pueden colocar mediante varios métodos, que incluyen:
Para la PS3 y Xbox mencionadas anteriormente, el tiempo es de unos 120 minutos si todo va bien. [3]
Los chips corren el riesgo de dañarse por el calentamiento y enfriamiento repetidos del reballing y, en ocasiones, las garantías de los fabricantes no cubren este caso. Quitar la soldadura con mecha de soldadura somete los dispositivos a estrés térmico menos veces que usar un baño de soldadura fluido. En una prueba se reballedaron veinte dispositivos, algunos de ellos varias veces. Dos no funcionaron, pero recuperaron su funcionalidad completa después de realizar el reballing nuevamente. Se sometió a 17 ciclos térmicos sin fallar.
Un retrabajo realizado correctamente restablece la funcionalidad del conjunto reelaborado y su vida útil posterior no debería verse afectada significativamente. En consecuencia, cuando el coste de reelaboración es inferior al valor del montaje, se utiliza ampliamente en todos los sectores de la industria electrónica. Fabricantes y proveedores de servicios de tecnologías de comunicaciones, dispositivos de consumo y entretenimiento, productos industriales, automóviles, tecnología médica, aeroespacial y otros dispositivos electrónicos de alta potencia, reelaborados cuando sea necesario.