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FoMoCo ESU 411
Ein Spezial-Bericht verlangt nach einem speziellen Ansatz. Deshalb beginnen wir direkt mit dem besten Teil der neuen Reparaturlösung für das FoMoCo ESU XXX: der Austausch des BGA auf der PCB !“ Und schon schalten 80 % der Leser ab… Sollten wir erst einmal erklären worum es hierbei geht?
Das FoMoCo (oder Vistion) ESU-411, welches wir grad genannt hatten, ist ein Motorsteuergerät von Ford. Dieses Steuergerät ist in Fahrzeugen mit dem 1.8 und 2.0 Duratecmotoren zu fi nden, wie z.B. den Focus II und den C-Max. Auch in bestimmten Typen Volvo (z.B. C 30) ist dieses ECU verbaut. Obwohl diese Motoren im Allgemeinen als zuverlässig gelten, kann unter anderem im ECU noch der ein oder andere Defekt auftreten.
Was geht in den meisten Fällen Defekt ?
Die Liste mit den meist vorkommenden Fehlern ist bei diesem Steuergerätetyp nicht so lang: Wir erhalten die Steuergeräte regelmäßig mit lediglich zwei verschiedenen Fehlerbildern. Einer dieser viel vorkommenden Fehler ist die fehlende Ansteuerung der Zündung. Die Fehler variieren von einer Fehlermeldung im ECU bis hin zum Komplettausfall einer oder mehrerer Zündspulen. Der Defekt sitzt in der Tat im Steuergerät und ist im Normalfall einfach zu beheben.
Was auch des Öfteren vorkommt ist eine fehlende Ansteuerung der elektronischen Drosselklappe. Und dies ist genau die Störung, auf die unsere neue Reparaturlösung abzielt. Die Drosselklappe reagiert dann nicht mehr auf Signale des Gaspedalsensors und somit wird das Beschleunigen eine sehr mühsame Angelegenheit. Es sind auch Fälle bekannt, in denen die Störung nicht permanent anwesend ist. In diesem Falle scheint die Drosselklappe längere Zeit gut zu funktionieren, bis das Fahrzeug dann schließlich doch in den Notlauf geht. Beim Auslesen werden oftmals folgende Fehlercodes angezeigt:
- P0403 – Exhaust Gas Recirculation Circuit Malfunction
- P0607 – Control Module Performance
- P1585 – Throttle Control Unit Malfunction
- P2008 – Intake Runner Control Circuit Open Bank 1
- P2110 – Throttle Actuator Control System
- P2121 – Throttle / Pedal Position Sensor / Switch Circuit Range / Performance
Bei diesen Fehlercodes ist es enorm wichtig, erst alle übrigen Komponenten auf korrekte Funktion zu überprüfen. AGR-Ventile sorgen nämlich auch regelmäßig selbst für Störungen, genau wie elektronische Drosselklappen auch. Bei dem Fehlercode P 2008 muss erst das Ventil des Ansaugluft-Reglers (bewegliche Stange welche durch den Ansaugluft-Trakt läuft) kontrolliert werden.
Das Ventil ist an einem Unterdruckschlauch in der Nähe des Ansaugluft-Traktes zu fi nden. Sollte das Problem jedoch auf das ECU zurückzuführen sein und wird die Drosselklappe tatsächlich nicht mehr korrekt angesteuert, dann ist es logisch das ECU überholen zu lassen. Und genau für diese Reparatur oder besser gesagt: Überholung, haben wir eine neue Methode entwickelt. Es ist nämlich der Prozessor des ECU welcher die Probleme verursacht. Es ist wirklich nicht einfach diese Komponente gegen eine neue zu ersetzen. Wie dies von Statten geht, werden wir nun genau erklären.
Der Überholungsprozess
Das FoMoCo ESU-411 stellt unseren Erfi ndungsreichtum schon bei seiner Ankunft auf die Probe, weil wie öffnet man ein ECU schonend, wenn das Gehäuse aus massivem Metall besteht ? Glücklicherweise haben wir einen modernen Fräsraum in dem wir über alle notwendigen Mittel verfügen um dies Problem professionell anzugehen. Für die Öffnung welche hierbei entsteht, haben wir in unserem Hause eine Abdeckkappe entwickelt, sodass das Endresultat mindestens so vertrauenswürdig wie das originale Exemplar ist und das Ganze überdies auch professionell aussieht. Somit wäre an alles gedacht.
Einmal geöffnet, sehen wir die Platine (PCB). PCB steht für “Printed Circuit Board”, wodurch sofort klar wird warum diese Abkürzung für Platinen gebräuchlich ist. Auf der Platine ist ein Prozessor aufgebracht und diesen Prozessor zu lösen ist eine sehr mühselige Angelegenheit. Der Prozessor ist nämlich mit 388 Kontaktpunkten auf der Platine befestigt und das Lösen wird dadurch, dass viele Kontaktpunkte mitten unter dem Prozessor liegen, nahezu unmöglich gemacht. Da wird es dann Zeit diese Arbeit durch professionelle Apparaturen erledigen zu lassen.
Wussten Sie schon ?
Die Ansammlung all dieser Verbindungspunkte unter dem Prozessor wird “Ball Grid Array” genannt. Aus diesem Grunde bezeichnet man diese Art Prozessor häufi g auch als “BGA”: ein Prozessor der über eine “Ball Grid Array” verfügt.
Die spezielle Apparatur, welche wir für den Überholungs-prozess verwenden, ist unser neuer Stolz. Die Maschine ist in der Lage einzelne Teile der Platine punktgenau zu erwärmen sodass die Lötverbindungen unterhalb des Prozessors (BGA) zeitweise verfl üssigt werden. In genau diesem Moment kann die Maschine den alten Prozessor (BGA) ablösen. Dieser Prozess kling vielleicht sehr einfach, aber das präzise Programmieren von Variablen wie z.B. die Position diverser Verbindungen, Materialdichte und Erwärmzeit sind eine große Herausforderung. Darüber hinaus verlangt dies große, spezifi sche Kenntnisse.
Sobald der BGA einmal von der PCB (Sie wissen genau worüber wir reden?) gelöst ist, wird es Zeit das alte Lötzinn zu entfernen und die Platine für die Montage eines neuen Prozessors vorzubereiten. Dies ist zwar noch Handarbeit jedoch verfügen wir glücklicherweise über sehr gewissenhafte Mitarbeiter bei ACtronics. Nach dem Reinigen wird das ECU wieder in der Maschine platziert und es folgt der Montageprozess für den neuen BGA.
Auch für den Montageprozess ist die neue Apparatur von großer Bedeutung. Alles hängt nämlich vom präzisen Platzieren des neuen BGAs ab. Die Maschine verfügt über eine Kamera, welche eine digitale Aufnahme der Unterseite des neuen BGAs anfertigt. Dank digitaler Bildverarbeitung erkennt die Maschine die 388 Lötpunkte unter dem BGA. Auf einem Bildschirm wird das digitale Bild in Form eines Rasters mit allen Lötpunkten wieder gegeben. Danach wird ebenfalls ein digitales Foto der Platine erstellt. Hiermit kann die Maschine die Positionen angleichen und weiss exakt wo der neue BGA platziert werden muss. Sobald die Postion bestimmt wurde, platziert der automatische Arm den BGA an dieser. Das der Prozessor ab und zu leicht schief in die Maschine eingelegt wird ist übrigens kein Problem. Der automatische Arm passt dies selbstständig an.
Fast hätten wir einen Schritt vergessen: um den Prozessor auf der Platine zu befestigen ist doch Lötzinn nötig ? Das ist in der Tat richtig und auch für diese Herausforderung haben wir eine krative Lösung erdacht. Es wurde speziell für diesen BGA ein Halte-Gitter erstellt, indem wir zahlreiche Kügelchen Lötzinn platzieren können. Dieses Gitter hat exakt die richtige Ausrichtung um jedes Kügelchen an genau der richtigen Stelle zu platzieren und auf dem BGA aufzuschmelzen. Der BGA wird in dem selben Halter wie das Gitter eingespannt. Danach werden alle Kügelchen
aufgebracht und alles erwärmt. Hierdurch schmelzen die Kügelchen an genau der richtigen Position auf dem BGA an. Dieser wird nun durch die Maschine an der korrekten Position auf der Platine platziert.
Nachdem der BGA an der korrekten Postion platziert wurde, beginnt die Erwärmung. Der BGA wird langsam aber sicher auf die PCB geschmolzen. Dies ist auch gut mit dem bloßem Auge zu erkennen. Wenn Sie genau hinschauen, können Sie erkennen, wie das Lötzinn zwischen BGA und PCB fl üssig wird und der BGA dann minimal absackt. Nach dem Abkühlen wird das Steuergerät erneut getestet. Sofern der Test bestanden wurde, wird die neue Abdeckkappe angebracht und das ECU ist bereit zum Eigentümer zurück zu kehren.
Video
Um jedem ein gutes Bild unserer neuen Instandsetzungsmethode zu geben, wurde ein Video erstellt, in dem alle Schritte des Prozesses zu sehen sind. Auch das Austauschen des BGA wird in dem Video ausführlich dargestellt. Neugierig geworden?