Underfill-Komponenten

Underfill-Komponenten kommen in Produkten der Unterhaltungselektronik (mobile Endgeräte, tragbare Computer usw.), in der Automobilindustrie (Sensormodule, Motorsteuereinheiten) oder immer dann um Einsatz, wo Flip Chips in Umgebungen mit höchstem Miniaturisierungsgrad integriert werden.

Ein Underfill-Chip trägt dank höherer Zuverlässigkeit und verlängerter Lebenszeit zur Gesamtverbesserung der Produktqualität bei. Das Underfill-Material schützt vor Feuchtigkeit, Wärmebelastung und allen möglichen mechanischen Einflüssen.

Komponenten mit reworkfähigem Underfill zu reparieren ist dann angezeigt, wenn die Bauteile oder die Substrate teuer oder schwer zu beschaffen sind oder das gesamte Produkt gerettet werden soll.

  • Underfill-Komponente

Was sind die Herausforderungen?

  • Beeinträchtigung benachbarter Bauteile auf kleinen (Pitch tw. 400 µm oder kleiner) SMD-Bestückungen mit Abständen unter 300 µm verhindern
  • Prozessfluktuationen in der Produktion enden in undefinierten Fillet-Formen
  • Thermische und mechanische Belastung der metallischen Oberflächenschicht und des Lötstopplacks vermeiden
  • Den passenden Prozess entsprechend des vorliegenden Underfill-Materials finden
  • Variable Bauteilhöhen benötigen angepasstes Tooling und spezialisiertes Reparaturequipment

Die Finetech Lösung

Unterschiedliche Underfill-Materialien

Der passende Reparaturprozess bestimmt sich hauptsächlich über das Underfill-Material. Es gibt verschiedene Underfills auf Epoxy-Basis, die sich in der Zusammensetzung und den Eigenschaften unterscheiden:

  • Hart oder flexibel
  • Fähigkeit zur Ausdehnung
  • Curing-Temperatur
  • Temperatur zum Entfernen
  • Rein mechanische oder chemische Underfill- Entfernung

Der typische Underfill Reparaturprozess

  • Vorbereitung - Underfill wird mit Spezialklinge abgetrennt
  • Underfill-Rückstände
  • Underfill-Rückstände
  • Gesäuberte Fläche nach Entfernen des Underfills

Der gesamte Reparaturprozess besteht aus den folgenden Schritten:

  • Vorbereitung des Bauteils, falls benötigt (Underfill abtrennen, um ein Abheben benachbarter Bauteile zu verhindern)
  • Auslöten mit Hilfe eines Klemmwerkzeugs
  • Restlotentfernung
  • Underfill-Rückstände entfernen mit Hilfe von wärme, einer Bürste sowie eines chemischen Lösungsmittels
  • Einlöten des neuen Bauteils
  • Frisches Underfill applizieren und Temperatur-Curing

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 zum Lötkopf 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).

Angepasstes Tooling

  • Für die Reparatur von Underfill-Komponenten benötigte Werkzeuge

Hochpräzises Klemmwerkzeug mit Vakuumunterstützung für ein sicheres Handling

  • Intelligente Konstruktion zur Kompensation wärmebedingter Ausdehneffekte
  • Scharf umgrenzter lokaler Wärmeeintrag, damit benachbarte Bauteile nicht beeinträchtigt werden
  • Inertgasunterstützung zur Schaffung einer Prozessatmosphäre vergleichbar mit einem Reflowofen
  • Tooldesign ermöglicht den Zugang auch auf dichtbestückten Boards mit kleinen Abständen

Variable Klinge zum Fillet-Schneiden
Q-tip, ESD-sichere Bürste, chemisches Lösungsmittel

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
    Reparatur mittelgroßer Boards
  • FINEPLACER® pico rs
    Heißgas-Reparatur bei dichter Bestückung
  • FINEPLACER® micro rs
    Heißgas-Reparatur von SMD-Komponenten

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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