Ремонт электронных изделий — задача, с которой сталкиваются и производители, и потребители электронной техники. Это может быть серийное производство, где получить 100-процентный выход годных изделий никогда не удастся, и изделия, не прошедшие контроль, отправляются на ремонтный участок, либо сервисный центр, ремонтирующий цифровую технику, или отработка технологии и режимов пайки сложных компонентов (BGA/CSP) в новом изделии. С такими задачами способен справиться ремонтный центр Martin Auto Vision Expert 10.6.
 

Martin Auto Vision Expert 10.6 — единое решение всех задач ремонта

Ремонтный центр Martin 10.6 — установка, сочетающая в себе простоту, высокое качество и надежность работы. Зачастую в системах совмещения через призму заявленная точность совмещения контактных площадок и микросхем не соответствует действительности, поскольку сильно зависит от многих факторов — в первую очередь, от точности механической настройки оптики, а также от квалификации оператора. В дополнение к этому, неизбежны случайные, неконтролируемые движения при ручном совмещении (особенно у новичков). Именно эти две наиболее важные проблемы решали инженеры фирмы Martin при разработке своей технологии автоматического позиционирования компонентов. Начиная с самого первого шага, камера контролирует все перемещения, благодаря чему точность установки компонента зависит только от разрешения камеры.
Конвекционный обдув
Так называемый принцип "ремонта с нулевым риском" основан на незыблемых правилах термодинамики. Только безукоризненно их соблюдая, можно выполнять безопасный ремонт, особенно бессвинцовых компонентов. Высокого качества пайки удалось добиться благодаря сочетанию конвекционного обдува сверху и нижнего ИК-прогрева всей поверхности ПП. Применение нижнего подогрева позволяет избежать короблений и деформаций ПП вследствие локального верхнего нагрева, а также выполнять безопасный ремонт бессвинцовых компонентов. Более того, верхний конвекционный подогрев позволяет без проблем работать с компонентами в любых корпусах, чего не скажешь о применении ИК-излучения, которое от некоторых корпусов, в частности керамических и с открытым кристаллом, просто отражается.
Любые платы и любые задачи ремонта
Модификации ремонтного центра Martin Expert позволяют работать с ПП любых типоразмеров, начиная от плат для мобильных телефонов (версия Н) и заканчивая платами размером 500х600 мм (версия XL). Этого удалось добиться благодаря применению специального приспособления для поддержки ПП, регулируемой зоне ИК-прогрева, а также использованию специальных миниатюрных ИК-нагревателей. 
Установка может быть перенастроена на любой тип и размер SMD-компонента в считанные секунды: для этого необходимо всего лишь поменять насадки для пайки и установки, а также установить соответствующий объектив. Martin Auto Vision Expert 10.6 объединяет все задачи ремонта: 
  • выпайка (демонтаж)  дефектного компонента;
  • удаление остатков припоя;
  • ручное дозирование паяльной пасты или флюса;
  • автоматическая установка компонента;
  • пайка;
  • восстановление шариковых выводов (реболлинг);
  • идентификация ПП по штрих-коду и протоколирование условий проведения ремонта.;
Базовый комплект
Стартовый комплект включает в себя необходимый для начала работы набор оборудования и материалов:
  • блок управления DBL с термофеном;
  • модуль дозирования с дозатором и набором для очистки;
  • вакуумный модуль с вакуумным отсосом и пинцетом; 
  • 2-канальный модуль измерения температуры с термопарами К-типа; 
  • модуль нижнего подогрева IRF (3000 Вт);
  • рабочий стол Smart Fix с подсветкой, магнитными держателями и устройством для поддержки ПП;
  • система автоматического позиционирования AVP с автоматическим приводом по 5 осям и видеокамерой;
  • второй термофен для удаления остатков припоя; 
  • набор из 7 насадок для пайки всех типов QFP и PLCC;
  • программное обеспечение Easy Solder.
Простота в управлении 
Управление установкой осуществляется при помощи программного обеспечения Easy Solder 06, которое отвечает всем современным требованиям, обладает наглядностью, что значительно увеличивает скорость работы и упрощает процесс управления станцией. Для контроля качества в ПО предусмотрена функция “Report”, которая позволяет создавать файлы отчетов о процессе. Работа на ремонтном центре осуществляется всего за три "клика" — первым щелчком кнопкой мыши выбирается плата, вторым — компонент, а третьим просто выбирается задача (пайка, выпайка и т. д.). Для большей наглядности на мониторе отображается выбранная ПП, место установки, а также требуемая для пайки насадка. В дополнение к этому, программное обеспечение сопровождает каждый шаг подсказками на протяжении процесса 
пайки. Новые профили пайки можно создавать автоматически при помощи встроенного модуля Auto-Profiler, новый профиль генерируется в течение трех минут без какой-либо предварительной подготовки. Оператору необходимо только установить термодатчики на ПП и обозначить точку плавления припоя, остальные параметры программа вычисляет автоматически.
Точная установка
Благодаря встроенной камере система автоматического позиционирования (САП) от начала и до конца управляет установкой компонента. Угловые точки компонента и соответствующего посадочного места указываются при помощи мыши, это без проблем и с высокой точностьюможно сделать в области экрана с увеличением. После этого процессор автоматически вычисляет нужное перемещение, а камера регулирует и проверяет точность в течение всего процесса установки.
 
 
Принципы термодинамики 
При разработке центра специалисты фирмы Martin основывались на двух принципах. Нижний ИК-нагреватель осуществляет прогрев всей поверхности ПП, что обеспечивает 50% энергии, необходимой для оплавления припоя, а также, как
 было сказано выше, позволяет избежать короблений и деформации ПП. Оставшаяся часть энергии доставляется непосредственно к компоненту путем конвекционного обдува. Однородность температуры в районе компонента составляет ±4 °С, а точность поддержания ±1%.
 
 
 
Физические принципы
Расчет энергии, передаваемой посредством термофена, производится по формуле:
QW = mL x cр x ΔT
где QW — количество энергии, mL — воздушный поток, cр — удельная теплоемкость, (cp — 1,01 кДж/кг·K [для воздуха]), cpN2 — 1,04 кДж/кг·K, ΔT — изменение температуры.
 
Достоинства:
  • Минимизация тепловых потерь гарантирует надежность работы даже с миниатюрными компонентами CSP и μSMD.
  • Хорошая теплопередача, хорошая изоляция, поток, сфокусированный на соединении, — все это позволяет осуществлять ремонт без риска для компонента.
  • Благодаря применению платиновой термопары не требуется производить перекалибровку термофена.
Нижний ИК-нагрев
ИК-нагреватель с технологией Rapid IR позволяет нагревать ПП в считанные секунды, не превышая градиента в 3,5 К/с. Большая площадь нагрева дает возможность осуществлять прогрев всей поверхности платы. Минимальные тепловые потери ИК-нагревателя обеспечивают необходимую воспроизводимость профиля
Физические принципы
Количество энергии, передаваемое ИК-излучением, рассчитывается по формуле: 
QS = σS x ε1 x (T1-T2)4,
где Q— количество энергии, ε— постоянная Стефана-Больцмана, (5,67×10–8 Вт/м2 K4), ε1 — коэффициент поглощения поверхности, T1 — температура компонента, T2 — температура излучателя.
Преимуществом системы ИК-нагрева является низкая стоимость.
 
Недостатки системы ИК-нагрева:
  • Использование керамических излучателей: неудовлетворительная воспроизводимость.
  • Компоненты и ПП достигают более высоких значений температур, чем соединения.
Заключение
Подводя итог статьи, стоит еще раз отметить области применения ремонтного центра Martin. Во-первых, это всевозможные сервисные центры: многим известно, что всемирно известная фирма производитель мобильных телефонов Nokia ежегодно составляет список оборудования, рекомендованного к использованию в центрах по ремонту своих мобильных телефонов, и уже несколько лет там неизменно присутствует ремонтный центр Martin Auto Vision Expert (версия для ремонта мобильных телефонов). Во-вторых, это дооснащение уже существующего серийного производства. Преимущество очевидно: весь спектр работ по доустановке или исправлению брака можно осуществлять на одном рабочем месте, причем сократив до минимума влияние человеческого фактора при установке сложных компонентов. Ну и, наконец, прототипное производство: с применением данной установки появляется возможность собирать модули не только с такими сложными компонентами, как BGA, CSP или QFN, получая при этом высокое качество изделий, но и выполнять пайку-выпайку всех типов SMD-элементов.