Пайка BGA (Ball Grid Array) - гэта шырока выкарыстоўваны метад у вытворчасці электронікі для мантажу інтэгральных схем на друкаваныя платы (PCB). Гэты метад забяспечвае больш кампактнае і надзейнае злучэнне ў параўнанні з традыцыйнай тэхналогіяй скразнога або павярхоўнага мантажу. Аднак складанасць паяння BGA стварае розныя перашкоды ў працэсе вытворчасці. Тут мы вывучым праблемы, з якімі сутыкаемся пры пайцы BGA, і абмяркуем эфектыўныя стратэгіі іх вырашэння.
Што такое пайка BGA?
Пайка BGA - гэта метад, які прадугледжвае прымацаванне пакетаў інтэгральных схем да друкаванай платы з дапамогай масіва шарыкаў прыпоя. Гэтыя прыпойныя шарыкі звычайна вырабляюцца з сплаваў на аснове свінцу або без свінцу ў залежнасці ад экалагічных правілаў і асаблівых патрабаванняў. Корпус BGA складаецца з падкладкі, якая выконвае ролю носьбіта для інтэгральнай схемы, і шарыкаў прыпоя, якія ўтвараюць электрычныя і механічныя злучэнні паміж пакетам і друкаванай платай.
Важнасць паяння BGA у вытворчасці электронікі
Пайка BGA гуляе важную ролю ў вытворчасці розных электронных прылад, такіх як кампутары, смартфоны і гульнявыя прыстаўкі. Павялічаны попыт на меншую і больш магутную электроніку прывёў да прыняцця пакетаў BGA. Іх кампактны памер і высокая шчыльнасць штыфтоў робяць іх прыдатнымі для прасунутых прыкладанняў, дзе абмежавана прастора.
Праблемы, з якімі сутыкаюцца пры пайцы BGA
л Выраўноўванне і размяшчэнне кампанентаў
Адной з асноўных праблем пры пайцы BGA з'яўляецца забеспячэнне дакладнага выраўноўвання і размяшчэння кампанентаў на друкаванай плаце. Невялікі памер шарыкаў прыпоя і шчыльнае размяшчэнне корпуса BGA абцяжарваюць дасягненне дакладнага пазіцыянавання. Зрушэнне ў працэсе зборкі можа прывесці да перамычак паяння, адкрытых злучэнняў або механічных нагрузак на ўпакоўку.
Каб вырашыць гэтую праблему, вытворцы выкарыстоўваюць перадавыя тэхналогіі, такія як аўтаматызаваны аптычны кантроль (AOI) і рэнтгенаўскі кантроль. Сістэмы AOI выкарыстоўваюць камеры і алгарытмы апрацоўкі малюнкаў для праверкі правільнасці выраўноўвання і размяшчэння кампанентаў BGA. З іншага боку, рэнтгенаўская праверка дазваляе вытворцам бачыць пад паверхняй друкаванай платы і выяўляць любыя зрухі або дэфекты, якія могуць быць не бачныя няўзброеным вокам.
л Прымяненне паяльнай пасты
Яшчэ адна значная праблема пры пайцы BGA - гэта дасягненне дакладнага і паслядоўнага нанясення паяльнай пасты. Паяльная паста (http://www.bestpcbs.com/blog/2022/08/why-solder-paste-became-dry-and-how-to-solve-this-problem/), сумесь сплаву прыпоя і флюсу , наносіцца на пляцоўкі друкаванай платы перад размяшчэннем пакета BGA. Недастатковая або празмерная колькасць паяльнай пасты можа прывесці да дэфектаў прыпоя, такіх як недастатковая колькасць паяных злучэнняў, пустэчы пры пайцы або перамычкі прыпоя.
Каб пераадолець гэтую праблему, неабходна надаць пільную ўвагу дызайну трафарэта і выбару дыяфрагмы. Трафарэты адпаведнай таўшчыні і адпаведных памераў адтулін забяспечваюць дакладнае нанясенне паяльнай пасты. Акрамя таго, вытворцы могуць выкарыстоўваць сістэмы праверкі паяльнай пасты (SPI) для праверкі якасці і кансістэнцыі нанесенай паяльнай пасты. Паяльная паста, якую выкарыстоўвае Best Technology, - гэта паяльная паста SAC305.
л Тэмпературны профіль
Тэмпературнае прафіляванне, або, можна сказаць, тэрмарэгуляванне, мае вырашальнае значэнне пры пайцы BGA для забеспячэння належнага аплаўлення паяльнай пасты. Працэс аплаўлення ўключае ў сябе ўздзеянне на друкаваную плату старанна кантраляванага тэмпературнага профілю, што дазваляе паяльнай пасце расплавіцца, утварыць надзейнае злучэнне і зацвярдзець. Неадэкватнае тэмпературнае прафіляванне можа прывесці да недастатковага змочвання прыпоя, няпоўнага аплаўлення або тэрмічнага пашкоджання кампанентаў.
Вытворцы павінны аптымізаваць настройку і каліброўку печы для аплавлення, каб дасягнуць правільнага тэмпературнага профілю. Метады тэрмічнага прафілявання, такія як выкарыстанне тэрмапар і рэгістратараў даных, дапамагаюць кантраляваць і кантраляваць тэмпературу падчас працэсу аплаўлення.
л Працэс аплаўлення
Сам працэс аплаўлення стварае праблемы пры пайцы BGA. Неабходна ўважліва кантраляваць зону замочвання, хуткасці нарастання і пікавую тэмпературу, каб прадухіліць тэрмічную нагрузку на кампаненты і забяспечыць належнае аплаўленне прыпоя. Недастатковы кантроль тэмпературы або няправільныя хуткасці нарошчвання могуць прывесці да дэфектаў прыпоя, такіх як надмагілле, дэфармацыя кампанентаў або пустэчы ў паяных злучэннях.
Вытворцы павінны ўлічваць спецыфічныя патрабаванні пакета BGA і прытрымлівацца рэкамендаваных профіляў аплаўлення, прадастаўленых пастаўшчыкамі кампанентаў. Правільнае астуджэнне пасля аплаўлення таксама важна для прадухілення цеплавога ўдару і забеспячэння стабільнасці паяных злучэнняў.
л Інспекцыя і кантроль якасці
Праверка і кантроль якасці з'яўляюцца найважнейшымі аспектамі паяння BGA для забеспячэння надзейнасці і прадукцыйнасці паяных злучэнняў. Сістэмы аўтаматызаванай аптычнай інспекцыі (AOI) і рэнтгенаўская праверка звычайна выкарыстоўваюцца для выяўлення такіх дэфектаў, як няправільнае размяшчэнне, недастатковае змочванне прыпоя, перамыканне прыпоя або пустэчы ў паяных злучэннях.
У дадатак да метадаў візуальнага агляду, некаторыя вытворцы могуць праводзіць аналіз папярочнага разрэзу, калі ўзор паянага злучэння разразаецца і даследуецца пад мікраскопам. Гэты аналіз дае каштоўную інфармацыю аб якасці паянага злучэння, напрыклад, аб змочванні прыпоя, адукацыі пустэч або наяўнасці інтэрметалідных злучэнняў.
Пайка BGA стварае унікальныя праблемы ў вытворчасці электронікі, у першую чаргу звязаныя з рознымі фактарамі. Эфектыўна вырашаючы гэтыя праблемы, вытворцы могуць забяспечыць надзейнасць і прадукцыйнасць паяных злучэнняў BGA, спрыяючы вытворчасці высакаякасных электронных прылад.