Reparatur von QFN / MLF

Flash ist Pflicht!

Flache Gehäuseformen wie QFN und MLF (QFN: Quad Flat No-lead, MLF: Micro Lead Frame) verfügen über herausragende thermale, induktive und kapazitive Eigenschaften (was sich z.B. in drastisch verkürzten Reaktionszeiten äußert) und werden daher immer häufiger in dichtbestückte, Platz sparende Baugruppen integriert.

Anders als BGA oder CSP bringen QFN und MLF kein eigenes Lotdepot mit, sondern werden direkt auf die Baugruppe gebracht, indem die Kontaktpads mit dem metallisierten Gehäuse (lead frame) verlötet werden.

Diese Technologie stellt jedoch weitaus höhere Ansprüche an das Handling, als dies bei Standard-SMD-Bauteilen der Fall ist.

  • QFN-Komponente
  • Blick auf QFN-Komponente mit der Prozesskamera
  • QFN Röntgen-Inspektion...1. ungleichmäßige Lotverteilung
  • QFN Röntgen-Inspektion...2. gleichmäßige Lotverteilung dank direkter Komponentenbedruckung

Was sind die Herausforderungen?

  • Lösung für einen manuellen QFN-Reparaturprozess finden, ohne dass die Ausbeute beschränkt wird
  • Die Reparatur auf einen Reflow-Prozess beschränken, um reparierte QFN in Erstbestückerqualität zu haben
  • Agieren auf dichtbestückten Boards mit eng begrenzten Arbeitsflächen, die konventionellen Lotpastenauftrag per Druckkopf und Rakel nicht erlauben
  • Methode für Lotpastendruck direkt auf das Bauteil wird benötigt
  • Sicherstellen, dass die gewählte Methode des Lotpastenauftrags Voids gemäß den IPC/JEDEC Vorgaben auf ein Minimum reduziert
  • Genauigkeitsprobleme beim Ausrichten des Lotpastendruckkopfs zum LAN Array und des Bauteils zum Substrat vermeiden (zwei potenzielle Fehlerquellen)
  • Den erweiterten Wärmefluss vom Bauteil zum Board (QFN auf Heatsink) berücksichtigen, was besondere Aufmerksamkeit beim Einrichten der Heizprofile und bei der Auswahl des Reparatur-Werkzeugs erfordert

Die Finetech Lösung

Das Bauteil wird direkt bedruckt

  • QFN nach dem Entfernen
  • Bauteilbedruck-Modul
  • Auftragen von Lot mit Rakel
  • Akkurates Lotpastendruckergebnis
  • Das direkte Bedrucken des Bauteils mit Lot ist eine besonders effektive, unkomplizierte und zeitsparende Methode, den Ertrag bei der QFN/MLF-Reparatur zu erhöhen
  • Die Applikation des Lots als Teil des Reparaturkreislaufs kann mit jedem Reworksystem durchgeführt werden, das mit dem Bauteilbedruck-Modul ausgestattet ist
  • Ein zweiter Reflow-Prozess wird nicht benötigt (z.B. Umschmelzung des Lots von einer Transferplatte), dies beugt Problemen mit der Genauigkeit und unnötiger Wärmebelastung vor
  • Geeignet für die Reparatur von Fine Pitch QFN und MLF auch in großen Stückzahlen
  • Bauteilspezifische Druckschablonen für maximale Flexibilität
  • QFN-Reparatur in Erstbestückerqualität!

Controlled Mixed Soldering System

  • Controlled Mixed Soldering System

Finetechs einzigartiges kontrolliertes Wärmemanagement basiert darauf, dass kalte Luft oder Gas (vorzugsweise Stickstoff) bedarfsgerecht in den Heißgasfluss eingebracht wird. Dies erfolgt beim Beheizen des Bauteils von oben direkt im Lötarm, genauer in der unmittelbar vor dem Auslass zur Lötdüse befindlichen Mischkammer. Das präzise einstellbare Mischungsverhältnis aus heißer und kalter Luft bzw. Prozessgas sorgt für ein besonders reaktionsschnelles Heizverhalten, Abweichungen von der voreingestellten Temperatur sind so gut wie nicht messbar. In Kombination mit dem hohen Flussvolumen von bis zu 70l/min. erhält der Anwender ein unschlagbar effektives Oberheizsystem. Gleichzeitig zeichnet sich die Oberheizung durch eine lange Lebenszeit aus, zudem können erstellte Heiz- und Kühlprozesse systemübergreifend reproduziert werden (±2ºC).

Präzise optische Ausrichtung

  • Überlagerungsbild von QFN und Lötkopf
  • Video-Optik für eine präzise Positionierung und Ausrichtung
  • Ausgestattet mit Autofokus und Autozoom-Funktion
  • Zoomposition und Beleuchtungseinstellungen werden zusammen mit dem Lötprofil individuell für jedes Bauteil auf der Leiterplatte hinterlegt (dadurch arbeitet die Kamera bei optimaler Vergrößerung und Lichtintensität, alle optischen Einstellungen sind vollständig anwenderunabhängig)
  • Bauteile eines besonders weiten Größenspektrums können betrachtet werden, ohne dass Einstellungen an der Kamera nötig sind
  • Der Workflow wird signifikant erhöht

Integriertes Prozessmanagement (IPM)

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

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

FINEPLACER® Reparatursysteme

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

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.

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