BGA (Ball Grid Array) lóðun er mikið notuð aðferð í rafeindaframleiðsluiðnaðinum til að festa samþættar hringrásir á prentplötur (PCB). Þessi aðferð veitir fyrirferðarmeiri og áreiðanlegri tengingu samanborið við hefðbundna gegnumholu eða yfirborðsfestingartækni. Hins vegar, hversu flókið BGA lóðun er ýmsar hindranir í framleiðsluferlinu. Hérna munum við kanna áskoranirnar sem standa frammi fyrir í BGA lóðun og ræða árangursríkar aðferðir til að takast á við þær.
Hvað er BGA lóðun?
BGA lóðun er tækni sem felur í sér festingu samþættra hringrásarpakka við PCB með því að nota fjölda lóðakúla. Þessar lóðakúlur eru venjulega gerðar úr blý- eða blýlausum málmblöndur, allt eftir umhverfisreglum og sérstökum kröfum. BGA pakkinn samanstendur af undirlagi, sem virkar sem burðarefni fyrir samþætta hringrásina, og lóðmálskúlunum sem mynda rafmagns- og vélrænni tengingar milli pakkans og PCB.
Mikilvægi BGA lóðunar í rafeindaframleiðslu
BGA lóðun gegnir mikilvægu hlutverki í framleiðslu á ýmsum raftækjum eins og tölvum, snjallsímum og leikjatölvum. Aukin eftirspurn eftir smærri og öflugri rafeindatækni hefur ýtt undir upptöku BGA pakka. Fyrirferðarlítil stærð þeirra og hár pinnaþéttleiki gera þá hentuga fyrir háþróaða notkun þar sem pláss er takmarkað.
Áskoranir sem standa frammi fyrir í BGA lóðun
l Jöfnun og staðsetning íhluta
Ein helsta áskorunin í BGA lóðun er að tryggja nákvæma röðun íhluta og staðsetningu á PCB. Smæð lóðmálmúlanna og þétt skipulag BGA pakkans gera það erfitt að ná nákvæmri staðsetningu. Misskipting meðan á samsetningarferlinu stendur getur leitt til lóðabrúa, opinna tenginga eða vélrænnar álags á pakkann.
Til að takast á við þessa áskorun nota framleiðendur háþróaða tækni eins og sjálfvirka sjónskoðun (AOI) og röntgenskoðun. AOI kerfi nota myndavélar og myndvinnslualgrím til að sannreyna rétta röðun og staðsetningu BGA íhluta. Röntgenskoðun gerir framleiðendum aftur á móti kleift að sjá undir yfirborði PCB og greina rangfærslur eða galla sem ekki er hægt að sjá með berum augum.
l Lóðmálmur líma umsókn
Önnur mikilvæg áskorun í BGA lóðun er að ná fram nákvæmri og samkvæmri lóðmálmsnotkun. Lóðmálmi (http://www.bestpcbs.com/blog/2022/08/why-solder-paste-became-dry-and-how-to-solve-this-problem/) , blanda af lóðmálmblöndu og flæði , er sett á PCB púðana áður en BGA pakkinn er settur. Ófullnægjandi eða óhófleg lóðmálmalíma getur leitt til galla í lóðmálmi eins og ófullnægjandi lóðmálmsliða, lóðahola eða lóðmálmbrúnar.
Til að sigrast á þessari áskorun þarf að huga vel að stensilhönnun og ljósopsvali. Stencils með viðeigandi þykkt og rétt stórum opum tryggja nákvæma útfellingu á lóðmálmi. Að auki geta framleiðendur notað lóðmálmálmaskoðunarkerfi (SPI) til að sannreyna gæði og samkvæmni lóðmálmamiðsins sem notað er. Lóðmálmur sem Best Technology notar er SAC305 lóðmálmur.
l Hitastig
Hitastigsgreining, eða við getum sagt hitauppstreymi, það er mikilvægt í BGA lóðun til að tryggja rétta endurflæði á lóðmálminu. Endurflæðisferlið felur í sér að PCB-ið er sett undir vandlega stjórnað hitastig, sem gerir lóðmálminu kleift að bráðna, mynda áreiðanlega samskeyti og storkna. Ófullnægjandi hitastigsgreining getur leitt til ófullnægjandi bleytu á lóðmálmi, ófullkomins endurflæðis eða hitaskemmda á íhlutum.
Framleiðendur verða að hámarka uppsetningu endurrennslisofnsins og kvörðun til að ná réttu hitastigi. Hitaprófunartækni, svo sem notkun hitaeininga og gagnaskrártækja, hjálpa til við að fylgjast með og stjórna hitastigi meðan á endurflæðisferlinu stendur.
l Endurflæðisferli
Endurflæðisferlið sjálft býður upp á áskoranir í BGA lóðun. Nauðsynlegt er að stjórna bleytisvæðinu, rampahraða og hámarkshitastiginu til að koma í veg fyrir hitaálag á íhlutina og tryggja rétta lóðmálmflæði. Ófullnægjandi hitastýring eða óviðeigandi rampahraða getur leitt til galla í lóðmálmi eins og legsteina, skekkju íhluta eða tóma í lóðmálmum.
Framleiðendur þurfa að huga að sérstökum kröfum BGA pakkans og fylgja ráðlögðum endurflæðisprófílum sem íhlutabirgðir veita. Rétt kæling eftir endurflæði er einnig nauðsynleg til að koma í veg fyrir hitaáfall og tryggja stöðugleika lóðmálmasamskeytisins.
l Skoðun og gæðaeftirlit
Skoðun og gæðaeftirlit eru mikilvægir þættir BGA lóðunar til að tryggja áreiðanleika og frammistöðu lóðmálma. Sjálfvirk sjónskoðunarkerfi (AOI) og röntgenskoðun eru almennt notuð til að greina galla eins og misstillingu, ófullnægjandi bleyta á lóðmálmi, brúun á lóðmálmi eða tóm í lóðmálmum.
Til viðbótar við sjónræna skoðunartækni geta sumir framleiðendur framkvæmt þversniðsgreiningu þar sem sýnishorn er skorið og skoðað í smásjá. Þessi greining veitir verðmætar upplýsingar um gæði lóðmálmasamskeytisins, svo sem bleytingu á lóðmálmi, myndun tóma eða tilvist málmefnasambanda.
BGA lóðun býður upp á einstaka áskoranir í rafeindaframleiðslu, fyrst og fremst tengdar ýmsum þáttum. Með því að takast á við þessar áskoranir á áhrifaríkan hátt geta framleiðendur tryggt áreiðanleika og frammistöðu BGA lóðmálmsliða, sem stuðlar að framleiðslu hágæða rafeindatækja.