Königsdisziplin: Die Verdrahtung unterhalb eines BGAs ist alles andere als trivial, vor allem bei hochkomplexen Baugruppen.

Königsdisziplin: Die Verdrahtung unterhalb eines BGAs ist alles andere als trivial, vor allem bei hochkomplexen Baugruppen. High Q

Kleinigkeiten können eine große Wirkung entfalten. Eine kleine Luftblase unter einem verlöteten BGA kann etwa zum Ausfall des Endprodukts führen. Durch die Komplexität der Baugruppen mit immer höherer Bauteildichte auf einem Board stößt der bewährte Lötkolben indes schnell an seine Grenzen. Auch wenn altgediente Profis die Kunst des Lötens mit dem Lötkolben auf die Spitze treiben und in der Lage sind, QFN mit der Hand relativ präzise aus- und wieder einzulöten, verbuchen Elektronikfertigungs-Dienstleister (EMS) eine steigende Nachfrage nach automatisierten, zuverlässigen und wiederholbaren Rework-Prozessen. Besondere Sorgfalt und eine große Portion Erfahrung sind gefragt.

Komplexität als Herausforderung

Seit mehr als 10 Jahren führt die High Q Electronic Service aus München Nacharbeiten durch. Dass dabei im Laufe der Jahre auch Spezialaufgaben hinzukamen, bestätigt Anton Hacklinger, Geschäftsführer des Unternehmens: „Anfänglich waren die Anfragen überschaubar, aber wir haben uns mit der Zeit einen guten Ruf für Spezialarbeiten erarbeitet, sodass wir mit immer anspruchsvolleren Aufgaben betraut wurden und werden“. Hohe Expertise und moderne Ausstattung seien absolute Notwendigkeiten für eine fachgerechte Handhabung von Nacharbeiten, führt er aus: „Entlöten, Reparieren, Einlöten, fertig – davon muss man sich heute verabschieden. Gerade wenn es dabei um Spezialaufgaben wie Package-on-Package oder die Verdrahtung unter BGAs geht, sind Fingerspitzengefühl, Erfahrung und die richtige technische Ausrüstung entscheidend.“

Bei der nachträglichen Verdrahtung ist Know-how gefragt: Die Drahtbrücken werden per Hand gezogen, wobei höchste Präzision gefordert ist.

Bei der nachträglichen Verdrahtung ist Know-how gefragt: Die Drahtbrücken werden per Hand gezogen, wobei höchste Präzision gefordert ist. High Q

Dabei wird streng darauf geachtet, dass die thermische Belastung der Platinen beim Rework so gering wie möglich ausfällt, um die Lebensdauer der Leiterplatten und Bauteile nicht unnötig zu beeinträchtigen. Je nach Anforderung und Baugruppenkomplexität realisiert der EMS die Reparatur und Nachbestückung sowohl manuell als auch mit maschineller Unterstützung. „Für die exakte Positionierung des neuen Bauteils nutzen wir eine leistungsfähige Rework-Station mit hochwertiger Mechanik und Optik. So lassen sich auch kleinste Komponenten exakt mit den Kontaktflächen in Deckung bringen“, führt Hacklinger weiter aus.

Königsdisziplin: Verdrahtung unterhalb eines BGAs

Eine Röntgenanalyse der überarbeiteten Fläche sichert eine hohe Nachbearbeitungsgüte der elektronischen Baugruppe.

Eine Röntgenanalyse der überarbeiteten Fläche sichert eine hohe Nachbearbeitungsgüte der elektronischen Baugruppe. High Q

Dass dabei auch Anfragen bei High Q platziert wurden, die von anderen Dienstleistern abgelehnt wurden, freut Hacklinger besonders. „Unsere Hauptaufgabe ist nicht nur das standardisierte Herauslöten und wieder Einlöten von Bauteilen. Oftmals retten wir mit unserer Arbeit die gesamte Leiterplatte, wodurch unsere Kunden ihre Liefertermine einhalten können und unnötige Kosten vermeiden.“ Eine der Königsdisziplinen stellt dabei die Verdrahtung unterhalb eines BGAs dar. „Wenn bei hochpreisiger Elektronik in der Entwicklung unsauber gearbeitet wurde, landen diese bestückten Leiterplatten bei uns. Das bedeutet dann, dass zumeist Anschlüsse für BGAs vergessen wurden“, erklärt Markus Granzer, ebenfalls Geschäftsführer von High Q Electronic Service. „Durch die hohe Packungsdichte auf den Leiterplatten und durch die immer höhere Miniaturisierung der Bauteile müssen wir jede Anfrage zunächst auf technische Machbarkeit prüfen“, beschreibt er den ersten Schritt.

Je nach Anforderung und Baugruppenkomplexität, realisiert der EMS die Reparatur und Nachbestückung sowohl manuell als auch mit maschineller Unterstützung.

Je nach Anforderung und Baugruppenkomplexität, realisiert der EMS die Reparatur und Nachbestückung sowohl manuell als auch mit maschineller Unterstützung. High Q

Sollte das Setzen einer Drahtbrücke möglich sein, muss das Bauteil ausgelötet werden. Anschließend müssen die Leiterplatte sowie die Lotpads von Zinn befreit und die zu bearbeitende Fläche von alle Störfaktoren gereinigt werden. Im Anschluss werden die Drahtbrücken per Hand gezogen, wobei höchste Präzision gefordert ist. Dabei ist es besonders wichtig, die richtige Drahtstärke auszuwählen, da sonst bei der Berührung der BGA-Balls Kurzschlüsse drohen. Im Anschluss werden die Bauteile neu gesetzt und verlötet. Hierbei erfolgt mittels Kameraüberwachung die genaue Beobachtung des Lötprozesses. Im Anschluss findet eine Röntgenanalyse der überarbeiteten Fläche statt. Die Überwachung des Lötprozesses bei Nacharbeiten stellt laut der beiden Geschäftsführer eine Notwendigkeit dar. „Wir machen generell bei diesen Aufgaben eine Lötstellenanalyse, um auch das Lötprofil für die Folgearbeiten zu definieren. Die Kameraüberwachung ist dabei eine entscheidende Unterstützung“, beschreibt Granzer die Wichtigkeit der Lötstellenanalyse. Die erste Analyse wird dabei mit dem Endoskop erstellt, genauere Ergebnisse liefert im Anschluss die Röntgenaufnahme. „Nur so können wir unseren Kunden eine qualitativ hochwertige Nacharbeit sicherstellen“, fasst Granzer zusammen.