Spoina BGA — przygotowania przed spawaniem
Spoina BGA-Pierwszym etapem spoiny BGA jest uzyskanie odpowiedniego wykończenia powierzchni Wykończenie musi być zgodne z nadchodzącymi wymaganiami dotyczącymi projektu lub produktu Chociaż dostępnych jest wiele obróbek powierzchni, niektóre z nich mogą wymagać powierzchni bez ołowiu Obejmują one zarówno dyrektywę RoHS, ołowiową promocję OSP, jak i zasady nieołowiowej ENIG
Po wybraniu odpowiedniego materiału do projektu należy upewnić się, że PCB są przechowywane we właściwy sposób Złe przetwarzanie i przechowywanie może w końcu zniszczyć PCB
Dlatego zaleca się przechowywanie ich w pojemnikach z odpornością na wilgoć W pudełku powinna być karta wrażliwa na wilgotność, która przypomina ci o wilgotności w torbie Dzięki wilgotnej karcie można zobaczyć poziom wilgotności
Kiedy już wszystko opanujesz, możesz przejść do drugiego kroku
Teraz, gdy płyta drukowana jest w odpowiednim stanie do spawania BGA, należy upewnić się, że płyta drukowana została całkowicie wyczyszczona lub wypieczona Pieczenie zapewnia wyeliminowanie wilgotności, która może spowodować uszkodzenia spoiny Dlatego przed rozpoczęciem procesu montażu należy upewnić się, że PCB jest całkowicie czyszczone
W przypadku brudnych PCB mogą wystąpić błędy piłki lutowanej BGA Obejmują one spoiny na zimno, przesunięcia, przerwy i mostki Podczas przechowywania i przenoszenia PCB może być pokryte pyłem Aby upewnić się, że wszystko idzie zgodnie z planem, przed rozpoczęciem montażu upewnij się, że płyta drukowana jest czysta W większości przypadków wielu instalatorów polega na czyszczeniu ultradźwiękowym
Przygotowania do spawania
Ponieważ BGA jest w pewnym stopniu wrażliwa na wilgoć, należy upewnić się, że jest ona przechowywana w suchym środowisku Osoby odpowiedzialne za ich obsługę muszą przestrzegać rygorystycznych wymagań operacyjnych, aby zapobiec uszkodzeniu części Zwykle jednak te komponenty powinny być umieszczone w szafie przeciwwilgociowej Temperatura powinna wynosić od 20 do 25° C, wilgotność wynosi około 10%
Jak wspomniano wcześniej, przed rozpoczęciem procesu spawania należy wypiec komponent BGA W tym miejscu producenci muszą upewnić się, że temperatura spawania nie przekracza 125° C W przeciwnym razie może to spowodować złą tkankę złota Ponownie, ostrożność jest konieczna, ponieważ jeśli temperatura jest niska, trudno jest usunąć wilgoć
Więc przed montażem SMT ważne jest pieczenie komponentów Zapewnia to eliminację wilgoci wewnątrz BGA. Dodatkowo BGA potrzebują około 30 minut chłodzenia po wypaleniu i przed wejściem na linię montażową SMT.
Lutowanie BGA, lutowanie w technologii Reflow
Zazwyczaj pakiet montażowy BGA jest taki sam jak w przypadku montażu SMT. Po pierwsze, pasta lutownicza jest drukowana na padach PCB poprzez naniesienie szablonu lub topnika na pad. Po drugie, wprowadza się urządzenia pick-and-place w celu wyrównania elementów BGA na PCB. Następnie elementy BGA poddaje się działaniu pieca do lutowania rozpływowego. Lutowanie w technologii reflow jest skomplikowanym procesem, który obejmuje kilka faz, jak krótko podkreślono poniżej:
1. Faza podgrzewania - faza ta składa się zazwyczaj z 2 do 4 stref grzewczych. Tutaj temperatury mogą sięgać nawet 150℃ w czasie poniżej 2 minut. Z tego powodu nie zdarzają się przypadki rozprysku lutu czy przegrzanej bazy.
2. Faza moczenia - tutaj celem jest osiągnięcie gorącego topnienia, czyli czegoś, co tworzy dobre połączenia lutowane.
3. Faza lutowania - w tej fazie trzeba być świadkiem wzrostu temperatury spoin lutowniczych do temperatury lutowania. Tutaj najlepiej ustawić wysoką temperaturę, aby połączenia wyszły jak należy.
4. Faza chłodzenia - jest to ostatni etap lutowania w technologii reflow. Zawiera dwa tryby chłodzenia: chłodzenie naturalne i chłodzenie powietrzem. Idealnie jest, gdy szybkość chłodzenia wynosi od 1 ℃ do 3 ℃.
Spoina BGA-Kontroluj lutowanie BGA
Piątym krokiem jest zapewnienie, że kontrolujesz lutownicę podczas lutowania BGA. W większości przypadków, podczas lutowania, temperatura przekracza temperaturę topnienia, z lutu coraz stopione, aby stać się płynne.
Ale aby zapewnić, że wszystko wyjdzie zgodnie z życzeniem, musisz kontrolować lutownicę lutowania BGA. Osiągasz to poprzez utrzymanie poziomu temperatury około 183 stopni przez 60 do 90 sekund. Zarówno zbyt długi czas, jak i zbyt krótkie ramy czasowe mogą powodować problemy z jakością podczas podejmowania lutowania BGA. Czasami może być konieczne sprawdzenie gałki lutowniczej. Większość z nich ma pokrętło, gdy jest obracane, zmniejsza ciepło żelazka. W ten sposób kontroluje ona lut i pozwala uzyskać pożądane rezultaty.
Spoina BGA-Kontrola BGA
Przed wypuszczeniem swoich produktów na rynek, należy upewnić się, że lutowanie BGA przechodzi dokładną kontrolę. Bez kontroli produktów istnieją szanse na wyprodukowanie wadliwych produktów. Produkty te mogą wymagać kosztownej przeróbki, rujnując reputację Twojej firmy. To samo dotyczy inspekcji BGA. W montażu PCB, kontrola BGA jest jednym z obszarów, który przyniósł znaczną ilość zainteresowania od czasu wprowadzenia BGA.
Powinno być jasne, że nie można skutecznie przeprowadzić inspekcji BGA za pomocą technik optycznych. Połączenia lutowane pod komponentami BGA nie są widoczne. Dodatkowo, nie jest łatwo przetestować połączenia lutowane poprzez sprawdzenie wydajności elektrycznej.
Jedynym zadowalającym sposobem badania BGA jest użycie promieniowania rentgenowskiego. Promienie rentgenowskie okazały się bardzo pomocne w identyfikacji połączeń lutowanych znajdujących się pod pakietem. Pomagają tym samym w szczegółowej kontroli.
Ale promieniowanie rentgenowskie nie jest jedyną metodą, którą można zastosować. Mimo że rentgen jest jedną z najskuteczniejszych metod, projektanci mają jeszcze inne możliwości. Mogą zdecydować się na użycie skanowania granicznego lub testów elektrycznych w celu sprawdzenia jakości spawania BGA. Na przykład, testy elektryczne ujawniają jedynie przewodność elektryczną. Z drugiej strony, nie sprawdza powodzenia lutowania BGA.
Dokładne wyrównanie BGA do płytki PCB
Siódmy krok polega na prawidłowym wyrównaniu BGA do płytki PCB. Mamy tu do czynienia z dwoma etapami. Wstępne wyrównanie, a następnie utrzymanie wyrównania podczas procesu lutowania. Aby to osiągnąć, potrzebujesz specjalnego sprzętu do masowych operacji. Jeśli jednak potrzebujesz stworzyć prototyp, nadal możesz ręcznie wyrównać. Jest to również znane jako ręczne wyrównanie.
Aby mieć pewność, że wszystko wyjdzie poprawnie, musisz skutecznie oznaczyć płyty za pomocą niektórych znaków wyrównania. Najlepiej, aby te znaki były wykonane z miedzi. Trzeba też unikać stosowania pasty lutowniczej, ponieważ może się ona topić podczas napięć powierzchniowych mięśni. To powoduje uszkodzenie terminali w dłuższej perspektywie.
Ponownie, jeśli prowadzisz produkcję wysokonakładową, może to być czas i oszczędność kosztów, jeśli rozważysz wyrównanie optyczne. Musisz również zainwestować w specjalistyczne maszyny z możliwością wyrównania wszystkiego na podkładce PCB.
Najlepszy standard złącza lutowniczego BGA
Istnieją określone standardy złącza lutowniczego BGA, których należy przestrzegać, jeśli chcesz podjąć się lutowania BGA na PCB podczas montażu SMT. Na przykład złącza lutownicze BGA, które mają wgłębienia, prowadzą do wielu awarii. W dłuższym okresie czasu mogą również wystąpić inne kosztowne problemy techniczne.
Na przykład, zgodnie ze standardami lutowania IPC BGA, jeśli wyzwaniem jest uniknięcie wgłębień na padzie, takie otwory nie powinny być o 10% większe niż obszar kulki lutowniczej. Innymi słowy, tunele na podkładkach nie mogą być większe niż 30% w stosunku do średnicy kulki lutowniczej. Aby zapewnić dobre wyniki, być może trzeba będzie trzymać się akceptowalnych standardów przemysłowych dotyczących połączeń lutowanych BGA.
Spoina BGA-Naprawa BGA
Jak zapewne wiesz, przerabianie układów BGA jest nieco trudnym zadaniem. Jest to jednak łatwiejsze, jeśli ma się do dyspozycji specjalistyczny sprzęt. Jeśli jednak musisz oddać produkt (produkty) do naprawy, to nie ma powodu do zmartwień. Naprawa rozpoczyna się od podgrzania elementów BGA. Zapewnia to stopienie części znajdujących się pod nimi.
Podczas przeróbki idealnie sprawdza się konkretna stacja przerobu. Doskonale sprawdza się również w procesie zadaniowym obejmującym specjalistyczne urządzenia, takie jak promiennik podczerwieni, urządzenie próżniowe oraz monitor termopar. Tutaj należy zachować dużą ostrożność, aby zapewnić usunięcie wyłącznie elementów BGA. Niewielki błąd może spowodować uszkodzenie całej płytki.
Spoina BGA-Przerabianie układów BGA
Jak zapewne wiesz, przerabianie układów BGA jest nieco kłopotliwe. Jest to jednak łatwiejsze, jeśli dysponujesz specjalistycznym sprzętem. Jeśli jednak musisz oddać produkt do naprawy, to nie ma powodu do zmartwień. Naprawa rozpoczyna się od podgrzania elementów BGA. Zapewnia to stopienie części znajdujących się pod nimi.
Podczas przeróbki idealnie sprawdza się konkretna stacja przerobu. Doskonale sprawdza się również w procesie zadaniowym obejmującym specjalistyczne urządzenia, takie jak promiennik podczerwieni, urządzenie próżniowe oraz monitor termopar. Tutaj należy zachować dużą ostrożność, aby zapewnić usunięcie wyłącznie elementów BGA. Niewielki błąd może spowodować uszkodzenie całej płytki.
