Reparatur von CPU/GPU Komponenten

Flash ist Pflicht!

Die Nachfrage nach mehr Funktionalität und Performance bei gleichzeitig fortschreitender Miniaturisierung führen zu immer komplexeren Bauteilen mit extrem hoher Packungsdichte und steigender Zahl von Anschlüssen. Von dieser Entwicklung nicht ausgenommen sind BGA-Bauelemente wie Prozessoren (CPU) und Grafikchips (GPU). Stetig kleiner werdende Lotkugelgrößen und -abstände (Pitch) sowie die thermischen Eigenschaften der Bauteile erfordern Platziergenauigkeit und perfektes Wärmemanagement.

Der Bedarf an der Reparatur von GPU/CPU-Bauteilen steigt gerade auch bei modernen und hochwertigen Geräten. OEM implementieren dabei Reworkprozesse bereits in der Entwicklungs- und Produktionsphase, etwa im Falle von Fehlbestückungen oder Lötfehlern. Zertifizierte EMS-Dienstleister übernehmen Reparaturen im Rahmen der Herstellergarantie, ebenso Rework-Center, die Auftragsreparaturen nach Ende der Garantie, Geräte-Upgrades usw. anbieten.

So breitgefächert der Kundenkreis auch ist, alle eint der Wunsch nach anwenderunabhängig sicheren, reproduzierbaren und nicht zuletzt wirtschaftlichen Prozesslösungen entsprechend vorgegebener Normen (z. B. durch JEDEC / IPC).

  • Fine Pitch BGA
  • Eine große Produktvielfalt resultiert in einer Vielzahl unterschiedlicher Board-Designs
  • Rund um die GPU eng bestückte Baugruppe...
  • ...markiert sind dicht benachbarte (rot) und leicht zu beschädigende (orange) Bauteile

Was sind die Herausforderungen?

  • Vielfalt der Komponenten-Bauformen von CPU und GPU (Dimensionen, Aufbau, Anbindung)
  • Boards in unterschiedlichen Designs (Form, Anzahl und Komplexität der Layer, Bestückung)
  • Die Größe der Bauteile (thermische Masse), ihr Gewicht sowie die Packungsdichte im Innern
  • Lotbälle mit geringem Durchmesser und Fine-Pitch erschweren den Prozess (Platzieren, Selbstausrichtung des Bauteils durch „Einschwimmen“)
  • Spannungen durch thermische Einflüsse in Produktions- und Reparaturprozessen belasten Bauteile und Verbindungen
  • Kontakte lösen sich teils nach mehreren Monaten oder Jahren
  • Oft Baugruppen mit hoher Bestückungsdichte, d.h. viele umliegende Bauteile, die während der Reparatur nicht beschädigt werden dürfen
  • Verwendung von Underfill Material erschwert den Reworkprozess
  • Steigender Wert der Boards erhöht den Anspruch an Prozesssicherheit und Ausbeute

    Typische Prozessschritte

    Finetech hat eine Lösung, bei welcher der gesamte Reparaturkreislauf auf einer einzigen Plattform durchgeführt werden kann:

    1. Vorab-Inspektion - Visuelle und funktionale Überprüfung des Boards
    2. Präparation - Board und relevante Komponenten zwecks Einmessung der Lötprofile vorbereiten
    3. Profilerstellung - Ein-, Auslötprofile und Sonderprozesse (z. B. Restlotentfernung, Reballing, etc.)
    4. Auslöten -  Komponente schonend von der Baugruppe trennen
    5. Restlotentfernung - überschüssiges Lot von den Pads an Board und Bauteil entfernen

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    6. Reballing - Aufbringen neuer Lotkugeln bei Wiederverwendung der Komponente
    7. Spezialprozesse - ggf. notwendige zusätzliche Arbeitsschritte (z. B. Dispensen, Lotpastendruck, Doppelball / Hardball-Verfahren)
    8. Einlöten - Verbindung von Komponente und Board
    9. Nach-Inspektion - optische Begutachtung der Lötstellen (z. B. Röntgen, Mikroskopie)

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