Reparatur auf Flex

Flexible Substrate werden in 3D-Verbindungen und mechatronischen Konzepten genutzt, um die Anzahl der benötigten Stecker zu reduzieren. Flexsubstrate widerstehen selbst starken Verbiegungen und erlauben Hochgeschwindigkeitsverbindungen zwischen verschiedenen Schaltungsebenen.

Typische Anwendungen sind Geräte der Unterhaltungselektronik (Handys, tragbare Computer, Kameras, Camcorder, TFT Displays...) oder Sensormodule, Motorsteuereinheiten usw. in der Automobilindustrie.

Die Reparatur von Chips (oder Dies) auf Flexsubstraten wirft in erster Linie die Frage auf, wie mit dem Flex-Material umzugehen ist. In den Heizprofilen zeigt sich die im Vergleich zu normalen Leiterplattensubstraten kleinere thermisch wirksame Masse - also typischerweise kürzere Heizdauer und geringere Temperaturen bis zum Erreichen des Schmelzpunktes.

Um Flexsubstrate sicher bearbeiten zu können, braucht es alternative Vakuumhalterungen sowie vorzugsweise den Einsatz von Lösungen mit direktem Wärmeeintrag (Kontaktheizen) anstelle von Konvektionswärmeeintrag mit höheren Temperaturen.

  • Flex Board

Was sind die Herausforderungen?

  • Lösung für ein sicheres Handling des Flexsubstrats
  • Angepasste Heizgeometrie auf Basis direkter Wärmeleitung
  • Spezialisiertes Reparaturequipment mit besonders genauem Wärmemanagement

Die Finetech Lösung

Welche Flex-Materialien werden eingesetzt?

  • Leistungsfähige Plastiksubstrate wie Polyimide und PEEK Film
  • Alternativ können diese Flex-Schaltungen aus per Siebdruck auf Polyester aufgeprägte Leiterbahnen aus Silbertinte bestehen
  • Das Material unterscheidet sich in der Kombination der Verwendung
    • Vollständig Flex
    • Teilweises Flex-Multilayer
  • Teilweises Flex-Multilayer-Board
  • Vollflex-Leiterplatte

Angepasste Heizplatte statt Heißluft

  • Heizplatte mit Vakuumhalterung für Flexsubstrate

Welche Heizmethode wird empfohlen?

  • Die "labberigen" Flex-Materialien verbieten die übliche Einspannmethode an den Ecken des Substrats
  • Stattdessen wird eine ganzflächige Auflage benötigt
  • Die ganzflächige Auflage der Substratunterseite macht wiederum den Einsatz einer Heißluft-Unterheizung (Konvektionswärme) unmöglich
  • Es bedarf einer direkten Konduktionsheizmethode

Mechanische Aspekte

  • Vakuumgesteuerte Substrathalterung für eine 100% planare und sichere Befestigung des Flexsubstrats
  • Erlaubt gleichmäßiges Kontaktbeheizen des gesamten Substrats und verhindert Warpage bei flexiblen Leiterplatten
  • Flexsubstrathalterungen sind in verschiedenen Oberflächengestaltungen und -größen erhältlich, angepasst an die jeweiligen Flexsubstrate/Applikationen
  • Integrierte Halterung mit Vakuumsteuerung für die Bereitstellung der Chips (aus Tray, Gel-Pak® usw.)

  
Thermische Aspekte

  • Schnelles Aufheizen, temperaturgesteuert
  • Spezielle Materialheizfläche für minimierte thermische Ausdehnung
  • Schnellluftkühlung
  • Wahlweise mit definierter Arbeitsfläche, auf der höchsten Genauigkeit unabhängig von thermischen Einflussfaktoren
  • Steuerung über den gesamten Temperaturbereich optimierbar
  • Heizperiode einstellbar in Sekundenschritten
  • Optionales Inertgassystem

Geeignetes Tooling

  • Spezialwerkzeug
  • Bauteilspezifische Klemmvorrichtungen
  • In Größe und Form angepasste Lötkopfe

Integriertes Prozessmanagement (IPM)

Das Integrierte Prozessmanagement (IPM) ist das Herzstück eines FINEPLACER® Systems1  - dort, wo alles ineinandergreift. IPM ist dabei mehr als bloßes Wärmemanagement. Es überwacht und synchronisiert alle Prozessmodule und daran gekoppelte Parameter:

  • Gesteuerte und präzise ausbalancierte Interaktion von Ober- und Unter(vor)heizsystemen und Kühlung
  • Steuerung von Temperatur, Zeit, Kraft, Leistung, Energie, Fluss
  • Prozessintegrierte Licht- und Kamerasteuerung
  • Kontrollierte Einbindung von Prozessgasen zur Verringerung der Lotkontamination, Verminderung der Oberflächenspannung und zur mühelosen Restlotentfernung

IPM ist hochkomplex, gleichzeitig ganz einfach zu bedienen. Über die grafische Benutzeroberfläche der Betriebssoftware hat der Anwender die perfekte Kontrolle über alle benötigten Einstellungen. Per Drag 'n Drop können ganz einfach Temperaturrampen gezogen oder Prozessmodule (de-)aktiviert werden. Alle Einstellungen werden im selben Profil hinterlegt, was eine besonders intuitive Arbeit gewährleistet.

Die Betriebssoftware bietet eine mitwachsende Profilbibliothek für jede Art von Prozessen. Darüber hinaus ermöglicht sie umfangreiche Data-Logging-Funktionen zur statistischen Prozesskontrolle.

In Verbindung mit der Fähigkeit zum systemübergreifenden Prozesstransfer ist das Prozessentwicklung, wie sie einfacher nicht sein kann.

1 FINEPLACER® core hat ein koordiniertes Ober- und Unterheizsystem, aber unterstützt kein IPM

  • Integriertes Prozessmanagement (IPM)
  • Betriebssoftware für Reworksysteme
  • Prinzip der Prozessgas-Integration

Empfohlene Reparatursysteme

Neben verschiedenen weiteren Faktoren wird die Wahl des passenden Systems vor allem von Größe und Pitch der zu bearbeitenden Bauelemente sowie von der geforderten Prozessflexibilität bestimmt.

Informieren Sie sich hier über unsere Produktpalette oder wenden Sie sich direkt an Ihren Finetech Ansprechpartner, um gemeinsam das für Sie optimale Equipment zu finden.

  • FINEPLACER® core
    Kosteneffiziente Reparatur von Handy-Boards
  • FINEPLACER® matrix rs
    Die Zukunft des Advanced Rework
  • FINEPLACER® pico rs
    Heißgas-Reparatur bei dichter Bestückung
  • FINEPLACER® micro hvr
    Heißgas-Reparatur in hohen Stückzahlen
  • FINEPLACER® coreplus
    Kosteneffiziente Reparatur mittelgroßer Boards
  • FINEPLACER® jumbo
    Heißgas-Reparatur großer Boards
  • FINEPLACER® micro rs
    Heißgas-Reparatur von SMD-Komponenten