9 способов пайки BGA на печатной плате при сборке поверхностным монтажом

Пайка BGA — подготовка перед пайкой

Пайка BGA Первым шагом является выбор надлежащей обработки поверхности. Отделка должна быть совместима с предстоящим проектом или требованиями продукта. Хотя существует множество доступных вариантов отделки поверхности, для некоторых из них может потребоваться бессвинцовая поверхность. Они включают RoHS , бессвинцовое OSP или бессвинцовое правило ENIG.

После выбора подходящего материала для вашего проекта вам необходимо обеспечить правильное хранение печатных плат. Неправильное обращение и хранение могут привести к выходу из строя ваших печатных плат.

Поэтому рекомендуется хранить их в контейнере с защитой от влаги. В футляре должна находиться чувствительная к влаге карта, чтобы предупредить вас о влажности в сумке. С помощью чувствительной к влаге карты вы сможете узнать о требуемом уровне влажности.

Когда у вас все под контролем, вы можете перейти ко второму шагу.

Тщательно очистите плату

Теперь, когда ваши платы находятся в надлежащем состоянии и готовы к пайке BGA, вам необходимо убедиться, что печатные платы тщательно очищены или запаяны. Запекание обеспечивает удаление влаги, которая впоследствии может привести к дефектам пайки. Поэтому вам необходимо обеспечить тщательную очистку печатных плат перед началом процесса сборки.

С грязными печатными платами вы рискуете столкнуться с дефектами шариков припоя BGA. К ним относятся холодная сварка, перемещение, пустоты и перемычки. Во время хранения и транспортировки ваши печатные платы могут быть покрыты грязью. Чтобы убедиться, что все идет по плану, перед началом сборки убедитесь, что ваши доски чистые. В большинстве случаев многие сборщики полагаются на ультразвуковые очистители.

Подготовка BGA к пайке

Поскольку BGA в некотором роде чувствительны к влаге, вам необходимо хранить их в сухой среде. Те, кто отвечает за их обращение, должны соблюдать строгие правила, необходимые для предотвращения повреждения компонентов. Однако, как правило, эти компоненты следует хранить внутри влагозащитных шкафов. Температура должна быть в пределах от 20℃ до 25℃, а влажность примерно 10%.

Как отмечалось ранее, компоненты BGA необходимо запечь перед началом процесса пайки. Здесь производители должны следить за тем, чтобы температура пайки не превышала 125 ℃. В противном случае это может привести к нежелательной металлографической структуре. Опять же, здесь необходима осторожность, так как при низкой температуре трудно избавиться от влаги.

Таким образом, важно запечь компоненты перед сборкой SMT. Это обеспечивает устранение влаги внутри BGA. Кроме того, после обжига и перед поступлением на сборочную линию поверхностного монтажа BGA требуется около 30 минут охлаждения.

пайка BGA, пайка по технологии Reflow

Как правило, сборочный пакет BGA такой же, как сборка SMT. Во-первых, паяльная паста печатается на массиве контактных площадок печатной платы путем нанесения трафарета или флюса на контактную площадку. Во-вторых, вы вводите оборудование для выравнивания компонентов BGA на печатной плате. После этого пропустите компоненты BGA через печь для пайки оплавлением. Технология перекомпоновки пайка — это сложный процесс, который включает в себя несколько этапов, как кратко показано ниже:

1. Фаза предварительного нагрева – эта фаза обычно состоит из 2-4 зон нагрева. Здесь температура может подняться до 150 ℃ менее чем за 2 минуты. По этой причине отсутствуют случаи разбрызгивания припоя или перегрева основания.

2. Фаза замачивания — здесь цель состоит в том, чтобы добиться плавления в горячем состоянии, что позволяет получить хорошие паяные соединения.

3. Фаза пайки – на этой фазе необходимо наблюдать, как температура паяных соединений поднимается до температуры пайки. Здесь лучше всего установить высокие температуры, чтобы швы получились желаемыми.

4. Фаза охлаждения – это последний этап пайки оплавлением. Он содержит два режима охлаждения:естественное охлаждение и воздушное охлаждение. Идеально, если скорость охлаждения составляет от 1 ℃ до 3 ℃.

Управление припоем пайки BGA

Пятый шаг — убедиться, что вы контролируете припой во время пайки BGA. В большинстве случаев при пайке температура превышает точку плавления, при этом припой плавится и становится жидким.

Но чтобы все получилось так, как хотелось, необходимо контролировать припой BGA-пайки. Вы достигаете этого, поддерживая температуру около 183 градусов в течение 60-90 секунд. Слишком долгое или слишком короткое время может вызвать проблемы с качеством при пайке BGA. Иногда вам, возможно, придется проверить свою паяльную ручку. Большинство из них имеют ручку, при вращении уменьшающую нагрев утюга. Таким образом, он контролирует припой и позволяет получить желаемые результаты.

Осмотр BGA

Прежде чем выпускать свою продукцию на рынок, убедитесь, что пайка BGA проходит тщательную проверку. Без проверки ваших продуктов есть вероятность, что вы произведете дефектные продукты. Эти продукты могут нуждаться в дорогостоящей доработке, разрушая репутацию вашего бизнеса. То же самое верно, когда дело доходит до проверки BGA. При сборке печатных плат проверка BGA — это одна из областей, которая вызвала значительный интерес с момента появления BGA.

Должно быть ясно, что вы не можете эффективно выполнять проверку BGA с помощью оптических методов. Паяные соединения под компонентами BGA не видны. Кроме того, непросто проверить паяные соединения, проверив электрические характеристики.

Единственный удовлетворительный способ проверки BGA — это использование рентгеновских лучей. Рентгеновские лучи оказались весьма полезными для определения мест пайки, расположенных под корпусом. Тем самым они помогают провести детальную инспекцию.

Но рентген — не единственный метод, который можно использовать. Несмотря на то, что рентген считается одним из самых эффективных методов, у дизайнеров есть и другие варианты. Они могут использовать граничное сканирование или электрические испытания для проверки качества сварки BGA. Например, электрические испытания показывают только электрическую проводимость. С другой стороны, он не может проверить успешность пайки BGA.

Точное совмещение BGA с площадкой для печатной платы

Седьмой шаг включает в себя правильное выравнивание BGA относительно контактной площадки печатной платы. Здесь задействованы два этапа. Начальное выравнивание с последующим поддержанием выравнивания в процессе пайки. Для этого нужно специальное оборудование для массовых операций. Однако, если вам нужно создать прототип, вы все равно можете выполнить выравнивание вручную. Это также известно как выравнивание вручную.

Чтобы убедиться, что все получилось правильно, вы должны эффективно пометить доски некоторыми установочными метками. Эти метки предпочтительно изготавливаются из меди. Кроме того, вам следует избегать использования паяльной пасты, так как она может расплавиться при мышечном поверхностном натяжении. Это приводит к повреждению терминалов в долгосрочной перспективе.

Опять же, если вы работаете с большими объемами продукции, возможно, вы сэкономите время и деньги, если учтете оптическую юстировку. Вам также необходимо инвестировать в специализированные машины с возможностью выравнивания всего на печатной площадке.

Лучший стандарт пайки BGA

Существуют определенные стандарты пайки BGA, которых вы должны придерживаться, если хотите выполнять пайку BGA на печатных платах во время сборки SMT. Например, паяные соединения BGA, в которых есть полости, приводят ко многим отказам. У них также могут возникнуть другие дорогостоящие технические проблемы в долгосрочной перспективе.

Например, в соответствии со стандартами пайки IPC BGA, если сложно избежать полостей на контактной площадке, такие отверстия не должны быть на 10% больше, чем площадь шарика припоя. Другими словами, туннели на контактных площадках не должны превышать диаметр шарика припоя более чем на 30 %. Чтобы обеспечить хорошие результаты, вам, возможно, придется придерживаться приемлемых отраслевых стандартов в отношении паяных соединений BGA.

Переработка BGA

Как вы, возможно, знаете, выполнить доработку BGA довольно сложно. Но это облегчает, если в вашем распоряжении есть специализированное оборудование. Но если вам нужно вернуть товар(ы) для ремонта, то нет причин для беспокойства. Ремонтные работы начинаются с нагрева компонентов BGA. Это гарантирует, что вы расплавите детали под ним.

Специальная ремонтная станция идеальна во время доработки. Он также идеально подходит для задач, включающих специализированное оборудование, такое как инфракрасный обогреватель, вакуумное устройство и монитор термопары. Здесь необходимо соблюдать большую осторожность, чтобы удалить только компоненты BGA. Небольшая ошибка может повредить всю доску.

Переработка BGA

Как вы, возможно, знаете, выполнить доработку BGA довольно сложно. Но это облегчает, если в вашем распоряжении есть специализированное оборудование. Но если вам нужно вернуть товар(ы) для ремонта, то нет причин для беспокойства. Ремонтные работы начинаются с нагрева компонентов BGA. Это гарантирует, что вы расплавите детали под ним.

Специальная ремонтная станция идеальна во время доработки. Он также идеально подходит для задач, включающих специализированное оборудование, такое как инфракрасный обогреватель, вакуумное устройство и монитор термопары. Здесь необходимо соблюдать большую осторожность, чтобы удалить только компоненты BGA. Небольшая ошибка может повредить всю доску.