Best Technology je jedním z nejlepších výrobců PCB a dodavatelů desek plošných spojů v Číně
Jazyk
Best Technology je jedním z nejlepších výrobců PCB a dodavatelů desek plošných spojů v Číně
Pájení BGA (Ball Grid Array) je široce používaná metoda v průmyslu výroby elektroniky pro montáž integrovaných obvodů na desky plošných spojů (PCB). Tato metoda poskytuje kompaktnější a spolehlivější spojení ve srovnání s tradiční technologií průchozího otvoru nebo povrchové montáže. Složitost pájení BGA však představuje různé překážky během výrobního procesu. Zde prozkoumáme výzvy, kterým čelí pájení BGA, a prodiskutujeme účinné strategie, jak je řešit.
Co je pájení BGA?
Pájení BGA je technika, která zahrnuje připojení integrovaných obvodů k desce plošných spojů pomocí řady pájecích kuliček. Tyto pájecí kuličky jsou obvykle vyrobeny ze slitin na bázi olova nebo bezolovnatých slitin, v závislosti na ekologických předpisech a specifických požadavcích. Pouzdro BGA se skládá ze substrátu, který funguje jako nosič integrovaného obvodu, a kuliček pájky, které tvoří elektrické a mechanické spojení mezi pouzdrem a plošným spojem.
Význam pájení BGA ve výrobě elektroniky
Pájení BGA hraje klíčovou roli při výrobě různých elektronických zařízení, jako jsou počítače, chytré telefony a herní konzole. Zvýšená poptávka po menší a výkonnější elektronice vedla k přijetí pouzder BGA. Jejich kompaktní velikost a vysoká hustota kolíků je činí vhodnými pro pokročilé aplikace, kde je omezený prostor.
Výzvy při pájení BGA
l Zarovnání a umístění součástí
Jednou z hlavních výzev při pájení BGA je zajistit přesné vyrovnání součástek a jejich umístění na desce plošných spojů. Malá velikost pájecích kuliček a husté rozložení pouzdra BGA ztěžují dosažení přesného umístění. Nesprávné vyrovnání během procesu montáže může vést k pájecím můstkům, otevřeným spojům nebo mechanickému namáhání obalu.
K řešení této výzvy výrobci používají pokročilé technologie, jako je automatická optická kontrola (AOI) a rentgenová kontrola. Systémy AOI používají kamery a algoritmy pro zpracování obrazu k ověření správného zarovnání a umístění komponent BGA. Rentgenová kontrola na druhou stranu umožňuje výrobcům nahlédnout pod povrch DPS a odhalit případné nesouososti nebo vady, které nemusí být viditelné pouhým okem.
l Aplikace pájecí pasty
Další významnou výzvou při pájení BGA je dosažení přesné a konzistentní aplikace pájecí pasty. Pájecí pasta (http://www.bestpcbs.com/blog/2022/08/why-solder-paste-became-dry-and-how-to-solve-this-problem/), směs pájecí slitiny a tavidla , se aplikuje na desky plošných spojů před umístěním pouzdra BGA. Neadekvátní nebo nadměrné množství pájecí pasty může vést k defektům pájky, jako jsou nedostatečné pájené spoje, mezery v pájce nebo přemostění pájky.
K překonání tohoto problému je třeba věnovat pečlivou pozornost návrhu šablony a výběru clony. Šablony s vhodnou tloušťkou a správně dimenzovanými otvory zajišťují přesné nanášení pájecí pasty. Kromě toho mohou výrobci použít systémy kontroly pájecí pasty (SPI) k ověření kvality a konzistence aplikované pájecí pasty. Pájecí pastou, kterou Best Technology používá, je pájecí pasta SAC305.
l Teplotní profilování
Teplotní profilování, nebo můžeme říci tepelný management, je při pájení BGA zásadní pro zajištění správného přetavení pájecí pasty. Proces přetavení zahrnuje vystavení desky plošných spojů pečlivě kontrolovanému teplotnímu profilu, který umožňuje pájecí pastě roztavit, vytvořit spolehlivý spoj a ztuhnout. Neadekvátní teplotní profil může vést k nedostatečnému smáčení pájky, neúplnému přetavení nebo tepelnému poškození součástí.
Výrobci musí optimalizovat nastavení a kalibraci reflow pece, aby dosáhli správného teplotního profilu. Techniky tepelného profilování, jako je použití termočlánků a záznamníků dat, pomáhají monitorovat a řídit teplotu během procesu přetavování.
l Proces přeformátování
Samotný proces přetavení představuje problémy při pájení BGA. Zóna namáčení, rychlost rampy a špičková teplota musí být pečlivě kontrolovány, aby se zabránilo tepelnému namáhání součástí a zajistilo se správné přetavení pájky. Neadekvátní regulace teploty nebo nesprávná rychlost náběhu mohou mít za následek vady pájky, jako jsou náhrobky, deformace součástek nebo dutiny v pájených spojích.
Výrobci musí vzít v úvahu specifické požadavky balíčku BGA a dodržovat doporučené profily přetavení poskytované dodavateli komponent. Správné chlazení po přetavení je také nezbytné, aby se zabránilo tepelným šokům a zajistila se stabilita pájených spojů.
l Inspekce a kontrola kvality
Kontrola a kontrola kvality jsou kritickými aspekty pájení BGA pro zajištění spolehlivosti a výkonu pájených spojů. Systémy automatizované optické kontroly (AOI) a rentgenová kontrola se běžně používají k detekci vad, jako je nesouosost, nedostatečné smáčení pájky, přemostění pájky nebo dutiny v pájených spojích.
Kromě technik vizuální kontroly mohou někteří výrobci provádět analýzu příčného řezu, kdy je vzorek pájeného spoje řezán a zkoumán pod mikroskopem. Tato analýza poskytuje cenné informace o kvalitě pájeného spoje, jako je smáčení pájky, tvorba dutin nebo přítomnost intermetalických sloučenin.
Pájení BGA představuje jedinečné výzvy ve výrobě elektroniky, které souvisí především s různými faktory. Efektivním řešením těchto problémů mohou výrobci zajistit spolehlivost a výkon pájených spojů BGA, což přispívá k výrobě vysoce kvalitních elektronických zařízení.
