Kompleksowy montaż elementów na płytkach PCB, oprócz standardowych prac związanych z prawidłowym położeniem, przylutowaniem, sprawdzeniem i przetestowaniem całego układu, wiąże się niekiedy z koniecznością wykonania dodatkowych czynności. W Polsce niewiele firm ma w swojej ofercie tak szeroką gamę usług dla elektroniki, jaką może się poszczycić warszawski Semicon. Począwszy od zakupu płytek drukowanych, elementów elektronicznych i mechanicznych, przez nanoszenie powłok ochronnych i zalewanie PCBAs, inspekcję AOI i analizę X-Ray, testy Flying Probe, testy elektryczne ICT i FCT, po laserową depanelizację PCBAs i wycinanie szablonów. Firma zapewnia też czyszczenie gotowych płytek zgodnie z normami IPC i MIL, pomiar czystości jonowej, wygrzewanie elementów SMD zgodnie z IPC/JEDEC J-STD-033, przycinanie, prostowanie i zaginanie wyprowadzeń podzespołów THT oraz lutowanie Hot-Bar dla LCD i Flex PCB.

— Wysoka jakość i niezawodność konieczna jest przy produkcji elektroniki zgodnie z trzecią klasą IPC — powiedział Grzegorz Pasek, kierownik działu EMS w firmie Semicon. — Nasi klienci wywodzą się przeważnie z przemysłu Hi-Tech. Montujemy również płytki, które mają działać niezawodnie zarówno w kosmosie, jak i po kilkuletnim przebywaniu w magazynach wojskowych. Urządzenia, w których są zamontowane, muszą być w każdej chwili gotowe do użycia, niezależnie od warunków atmosferycznych i sposobu ich przechowywania. Spora część naszej produkcji poddawana jest procesowi mycia. Czystość płytek kontrolujemy z wykorzystaniem jonografu. Mamy urządzenie do natryskowego czyszczenia PCBAs, które usuwa zanieczyszczenia przy użyciu środka myjącego rozcieńczonego w wodzie dejonizowanej. Płytki płukane są dwukrotnie wodą DI, stale filtrowaną w obiegu zamkniętym i kontrolowaną pod względem przewodności elektrycznej. Jeśli przewodność utrzymuje się poniżej określonego poziomu, PCBAs poddawane są suszeniu. Cały proces trwa około godziny. Gotowe płytki zabezpieczamy często różnego rodzaju powłokami ochronnymi, z wykorzystaniem automatu do ich selektywnego nanoszenia.

Przepakowywanie komponentów SMD w firmie Semicon sp. z o.o.

Wielu klientów ceni sobie elastyczność warszawskiego producenta elektroniki, a szczególnie jego gotowość do rozwiązywania problemów. Przykładem jest usługa Tape & Reel, czyli przepakowanie elementów SMD z kontrolą polaryzacji w taśmę, tzw. carrier tape, z opakowań typu tacka, listwa czy dostarczanych luzem, co jest szczególnie wymagane przy wielkoseryjnym montażu Pick & Place. Maszyna pracująca w Semiconie jest w stanie przenieść w sposób automatyczny elementy nawet o rozmiarze 3 x 3 mm. Możliwa jest też zmiana ułożenia komponentu na taśmie, odtwarzanie taśmy zabezpieczającej, tzw. cover tape oraz łączenie i rekonstrukcja uszkodzonych fragmentów, jak również dodawanie taśmy rozbiegowej i końcowej. Semicon oferuje też pakowanie taśm w torby ESD-S, MBB, próżniowe lub w osłonie azotu, z właściwym oznakowaniem opakowań. Przydatną usługą jest też przepakowywanie materiałów, czyli żywic, klejów i past w mniejsze pojemniki, również UV oraz w strzykawki i tuby. Ważna dla producentów EMS jest możliwość wymiany lub odtworzenia wyprowadzeń w elementach typu BGA, czyli zdejmowanie nieprawidłowo przylutowanego układu, jego oczyszczenie, nałożenie od spodu nowych cynowych kulek i ponowne przylutowanie.

Reballing układów BGA w Semicon sp. z o.o.

— Zgłaszają się do nas firmy, które nie mają możliwości przeprowadzenia takich napraw we własnym zakresie — zaznaczył Grzegorz Pasek. — Nasza wiedza, doświadczenie i posiadane maszyny pozwalają na w pełni automatyczny i powtarzalny proces wymiany układów BGA. Płytka, po odpowiednim przygotowaniu, podgrzewana jest cała, a następnie punktowo powyżej temperatury rozpływu stopu. Operator programuje  urządzenie i kontroluje przebieg całego procesu oraz temperatur z wykorzystaniem zamocowanych termopar. Po odlutowaniu układu i jego oczyszczeniu nakładamy nowe kulki, z których najmniejsze mają średnice rzędu 20 µm, po czym na automatycznej stacji naprawczej następuje ponowne lutowanie. Wykonujemy też tzw. Wire Bonding, czyli łączenie wyprowadzeń struktury krzemowej z polami na płytce, przy pomocy aluminiowych złotych drucików o grubości 25-30 mikronów. Tak stworzony układ elektroniczny montujemy potem na płytce drukowanej i zalewamy w celu zabezpieczenia połączeń.

Do testowania elektrycznego ICT i FCT Semicon projektuje i wytwarza specjalne fikstury, czyli adaptery testowe. Robi to zarówno na potrzeby własne, jak i klientów, zapewniając przy tym pełne wsparcie techniczne – od koncepcji projektowej przez projekt i budowę, aż po walidację. Wieloletnia dystrybucja igieł testowych TECON, PTR, QA i LEENO oraz podstawek i klipsów pomiarowych SENSATA, 3M i POMONA, ułatwia firmie dobranie właściwych rozwiązań, opartych przeważnie na produktach INGUN, GPS czy ATX.

— Odpowiednio dopasowane i rozmieszczone w testerze igły sprawdzają połączenia jednocześnie, we wszystkich testowanych miejscach. Trwa to od kilku do kilkunastu sekund, w zależności od wielkości płytki i ilości elementów. Dla porównania – urządzenie Flying Probe potrzebuje na to od kilku do kilkunastu minut.Z tego powodu fikstury do testowania ICT i FCT używane są głównie w produkcji wielkoseryjnej — oznajmił kierownik działu EMS.

Depanelizacja płytek PCBA w firmie Semicon sp. z o.o.

Do depanelizacji, czyli oddzielania PCBAs od ramki technologicznej, Semicon używa lasera z zielonym źródłem światła o mocy 32 W. Stosuje go zarówno w przypadku płytek sztywnych, jak i Flex, Rygit-Flex, Semi-Flx oraz kompozytowych. Najcieńsze płytki, które udało się w taki sposób zdepanelizować, miały grubość 50 µm. Zaletą używania do tego celu lasera jest brak naprężeń mechanicznych i termicznych, co jest nieuniknione w przypadku mechanicznej separacji, jak frezowanie czy rozcinanie. Impulsowa praca lasera uniemożliwia nagrzanie się materiału. Plamka ma średnicę 20 µm, a częstotliwość impulsów wykorzystywanych do cięcia płytek drukowanych waha się pomiędzy 35 a 80 kHz. Parametry ustawień lasera zależą od grubości płytki, a dobrana długość fali w spektrum światła zielonego jest absorbowana zarówno przez materiały epoksydowo-szklane, jak i polimerowe. Wiązka przekazywanej w krótkim czasie wysokiej energii ingeruje w strukturę, nagrzewa ją punktowo i powoduje wyparowanie naświetlonego fragmentu.

Oprócz wyżej wymienionych usług Semicon wykonuje również podpory do PCB, montuje złącza w technologii Press-Fit, produkuje wiązki kablowe oraz ma możliwość wycinania i wylewania uszczelek, również EMC. W ofercie warszawskiej firmy można też znaleźć wykrajanie podkładek termoprzewodzących, kaptonowych kółek i formatek maskujących na falę.

— Semicon ma dość szeroki zakres działania i nie zamyka się na wszelkiego rodzaju innowacje. Usilnie stara się o dostęp do nowoczesnych technologii i chce je mieć na własnym podwórku, najlepiej w postaci dobrze wyposażonego parku maszynowego. Dba przy tym o potrzeby swoich klientów i intensywnie szuka nisz na rynku elektroniki. Osobiście uważam jednak, że największą zaletą firmy jest jej doświadczona kadra, która na bieżąco rozwiązuje problemy techniczne i znajduje właściwe rozwiązania — podkreślił Grzegorz Pasek.