ການເຊື່ອມໂລຫະ BGA (Ball Grid Array) ແມ່ນວິທີການທີ່ຖືກນໍາໃຊ້ຢ່າງກວ້າງຂວາງໃນອຸດສາຫະກໍາການຜະລິດເອເລັກໂຕຣນິກສໍາລັບການຕິດຕັ້ງວົງຈອນປະສົມປະສານໃສ່ແຜ່ນວົງຈອນພິມ (PCBs). ວິທີການນີ້ສະຫນອງການເຊື່ອມຕໍ່ທີ່ຫນາແຫນ້ນແລະເຊື່ອຖືໄດ້ເມື່ອທຽບກັບເທກໂນໂລຍີຜ່ານຂຸມຫຼືພື້ນຜິວແບບດັ້ງເດີມ. ຢ່າງໃດກໍ່ຕາມ, ຄວາມສັບສົນຂອງ BGA soldering ເຮັດໃຫ້ເກີດອຸປະສັກຕ່າງໆໃນລະຫວ່າງຂະບວນການຜະລິດ. ໃນທີ່ນີ້, ພວກເຮົາຈະຄົ້ນຫາສິ່ງທ້າທາຍທີ່ປະເຊີນຫນ້າໃນ BGA soldering ແລະປຶກສາຫາລືຍຸດທະສາດທີ່ມີປະສິດທິພາບເພື່ອແກ້ໄຂພວກມັນ.
BGA Soldering ແມ່ນຫຍັງ?
BGA soldering ແມ່ນເຕັກນິກທີ່ກ່ຽວຂ້ອງກັບການຕິດຄັດຂອງຊຸດວົງຈອນປະສົມປະສານກັບ PCB ໂດຍໃຊ້ array ຂອງບານ solder. ໂດຍທົ່ວໄປແລ້ວລູກປືນ solder ເຫຼົ່ານີ້ແມ່ນເຮັດດ້ວຍໂລຫະປະສົມທີ່ມີສານຕະກົ່ວຫຼືບໍ່ມີສານຕະກົ່ວ, ອີງຕາມກົດລະບຽບດ້ານສິ່ງແວດລ້ອມແລະຄວາມຕ້ອງການສະເພາະ. ຊຸດ BGA ປະກອບດ້ວຍ substrate, ເຊິ່ງເຮັດຫນ້າທີ່ເປັນຜູ້ໃຫ້ບໍລິການສໍາລັບວົງຈອນປະສົມປະສານ, ແລະລູກປືນ solder ທີ່ປະກອບເປັນການເຊື່ອມຕໍ່ໄຟຟ້າແລະກົນຈັກລະຫວ່າງຊຸດແລະ PCB.
ຄວາມສໍາຄັນຂອງ BGA Soldering ໃນການຜະລິດເອເລັກໂຕຣນິກ
BGA soldering ມີບົດບາດສໍາຄັນໃນການຜະລິດອຸປະກອນເອເລັກໂຕຣນິກຕ່າງໆເຊັ່ນ: ຄອມພິວເຕີ, ໂທລະສັບສະຫຼາດ, ແລະເຄື່ອງຫຼີ້ນເກມ. ຄວາມຕ້ອງການທີ່ເພີ່ມຂຶ້ນສໍາລັບເອເລັກໂຕຣນິກຂະຫນາດນ້ອຍແລະມີອໍານາດຫຼາຍໄດ້ຊຸກຍູ້ການຮັບຮອງເອົາຊຸດ BGA. ຂະຫນາດກະທັດລັດແລະຄວາມຫນາແຫນ້ນຂອງ pin ສູງຂອງພວກເຂົາເຮັດໃຫ້ພວກເຂົາເຫມາະສົມກັບຄໍາຮ້ອງສະຫມັກຂັ້ນສູງທີ່ພື້ນທີ່ຈໍາກັດ.
ສິ່ງທ້າທາຍທີ່ປະເຊີນກັບ BGA Soldering
ລ ການຈັດຮຽງອົງປະກອບ ແລະການຈັດວາງ
ຫນຶ່ງໃນສິ່ງທ້າທາຍຕົ້ນຕໍໃນ BGA soldering ແມ່ນການຮັບປະກັນການສອດຄ່ອງແລະການຈັດວາງອົງປະກອບທີ່ຖືກຕ້ອງໃນ PCB. ຂະຫນາດຂະຫນາດນ້ອຍຂອງບານ solder ແລະຮູບແບບຫນາແຫນ້ນຂອງຊຸດ BGA ເຮັດໃຫ້ມັນຍາກທີ່ຈະບັນລຸຕໍາແຫນ່ງທີ່ຊັດເຈນ. ຄວາມບໍ່ສອດຄ່ອງລະຫວ່າງຂະບວນການປະກອບສາມາດສົ່ງຜົນໃຫ້ຂົວ solder, ການເຊື່ອມຕໍ່ເປີດ, ຫຼືຄວາມກົດດັນກົນຈັກໃນຊຸດ.
ເພື່ອແກ້ໄຂສິ່ງທ້າທາຍນີ້, ຜູ້ຜະລິດໃຊ້ເຕັກໂນໂລຢີທີ່ກ້າວຫນ້າເຊັ່ນ: ການກວດສອບແສງອັດຕະໂນມັດ (AOI) ແລະການກວດກາ X-ray. ລະບົບ AOI ໃຊ້ກ້ອງຖ່າຍຮູບແລະຂັ້ນຕອນການປະມວນຜົນຮູບພາບເພື່ອກວດສອບການຈັດຕໍາແຫນ່ງທີ່ຖືກຕ້ອງແລະການຈັດວາງອົງປະກອບ BGA. ໃນທາງກົງກັນຂ້າມ, ການກວດສອບ X-ray, ອະນຸຍາດໃຫ້ຜູ້ຜະລິດສາມາດເບິ່ງເຫັນພາຍໃຕ້ພື້ນຜິວຂອງ PCB ແລະກວດພົບຄວາມຜິດປົກກະຕິຫຼືຂໍ້ບົກພ່ອງທີ່ອາດຈະບໍ່ເຫັນໄດ້ດ້ວຍຕາເປົ່າ.
ລ ຄໍາຮ້ອງສະຫມັກ Solder Paste
ສິ່ງທ້າທາຍທີ່ສໍາຄັນອີກອັນຫນຶ່ງໃນ BGA soldering ແມ່ນການບັນລຸຄໍາຮ້ອງສະຫມັກ solder paste ທີ່ຊັດເຈນແລະສອດຄ່ອງ. Solder paste (http://www.bestpcbs.com/blog/2022/08/why-solder-paste-became-dry-and-how-to-solve-this-problem/), ປະສົມຂອງໂລຫະປະສົມ solder ແລະ flux , ຖືກນໍາໃຊ້ກັບແຜ່ນ PCB ກ່ອນທີ່ຈະວາງຊຸດ BGA. ການວາງ solder ທີ່ບໍ່ພຽງພໍຫຼືຫຼາຍເກີນໄປສາມາດນໍາໄປສູ່ຄວາມບົກຜ່ອງຂອງ solder ເຊັ່ນ: ການເຊື່ອມ solder ບໍ່ພຽງພໍ, solder voids, ຫຼື solder bridging.
ເພື່ອເອົາຊະນະສິ່ງທ້າທາຍນີ້, ຕ້ອງເອົາໃຈໃສ່ຢ່າງລະມັດລະວັງຕໍ່ການອອກແບບ stencil ແລະການຄັດເລືອກຮູຮັບແສງ. Stencils ທີ່ມີຄວາມຫນາທີ່ເຫມາະສົມແລະຂະຫນາດທີ່ເຫມາະສົມຂອງຮູຮັບແສງຮັບປະກັນການວາງ solder paste ທີ່ຖືກຕ້ອງ. ນອກຈາກນັ້ນ, ຜູ້ຜະລິດສາມາດນຳໃຊ້ລະບົບກວດກາ Solder Paste Inspection (SPI) ເພື່ອກວດສອບຄຸນນະພາບ ແລະ ຄວາມສອດຄ່ອງຂອງແຜ່ນ solder ທີ່ນຳໃຊ້. ແຜ່ນ solder ທີ່ເທກໂນໂລຍີທີ່ດີທີ່ສຸດໃຊ້ແມ່ນ SAC305 solder paste.
ລ ການປະເມີນອຸນຫະພູມ
ການສ້າງໂປຣໄຟລ໌ອຸນຫະພູມ, ຫຼືພວກເຮົາສາມາດເວົ້າໄດ້ວ່າການຄຸ້ມຄອງຄວາມຮ້ອນ, ມັນເປັນສິ່ງສໍາຄັນໃນການ soldering BGA ເພື່ອຮັບປະກັນການ reflow ທີ່ເຫມາະສົມຂອງ solder paste. ຂະບວນການ reflow ກ່ຽວຂ້ອງກັບການເອົາ PCB ເຂົ້າໄປໃນໂປຣໄຟລ໌ອຸນຫະພູມທີ່ຄວບຄຸມຢ່າງລະມັດລະວັງ, ອະນຸຍາດໃຫ້ແຜ່ນ solder melt, ປະກອບເປັນຂໍ້ຕໍ່ທີ່ເຊື່ອຖືໄດ້, ແລະແຂງ. ໂຄງສ້າງອຸນຫະພູມທີ່ບໍ່ພຽງພໍສາມາດນໍາໄປສູ່ການປຽກຂອງ solder ບໍ່ພຽງພໍ, reflow ບໍ່ສົມບູນ, ຫຼືຄວາມເສຍຫາຍຄວາມຮ້ອນຂອງອົງປະກອບ.
ຜູ້ຜະລິດຕ້ອງປັບປຸງການຕັ້ງຄ່າເຕົາອົບ reflow ແລະການປັບທຽບເພື່ອໃຫ້ບັນລຸໂປຣໄຟລ໌ອຸນຫະພູມທີ່ຖືກຕ້ອງ. ເຕັກນິກການເກັບຄວາມຮ້ອນເຊັ່ນ: ການໃຊ້ thermocouples ແລະເຄື່ອງບັນທຶກຂໍ້ມູນ, ຊ່ວຍຕິດຕາມແລະຄວບຄຸມອຸນຫະພູມໃນລະຫວ່າງຂະບວນການ reflow.
ລ ຂະບວນການ Reflow
ຂະບວນການ reflow ຕົວຂອງມັນເອງສະເຫນີສິ່ງທ້າທາຍໃນ BGA soldering. ເຂດແຊ່, ອັດຕາການລ້າ, ແລະອຸນຫະພູມສູງສຸດຕ້ອງໄດ້ຮັບການຄວບຄຸມຢ່າງລະມັດລະວັງເພື່ອປ້ອງກັນຄວາມກົດດັນຂອງຄວາມຮ້ອນໃນອົງປະກອບແລະຮັບປະກັນການໄຫຼວຽນຂອງ solder ທີ່ເຫມາະສົມ. ການຄວບຄຸມອຸນຫະພູມບໍ່ພຽງພໍຫຼືອັດຕາການລ້າທີ່ບໍ່ເຫມາະສົມສາມາດເຮັດໃຫ້ເກີດຄວາມບົກຜ່ອງຂອງ solder ເຊັ່ນ: tombstoning, warpage ອົງປະກອບ, ຫຼື voids ໃນຂໍ້ຕໍ່ solder.
ຜູ້ຜະລິດຈໍາເປັນຕ້ອງໄດ້ພິຈາລະນາຄວາມຕ້ອງການສະເພາະຂອງຊຸດ BGA ແລະປະຕິບັດຕາມໂປຼໄຟລ໌ reflow ທີ່ແນະນໍາໂດຍຜູ້ສະຫນອງອົງປະກອບ. ຄວາມເຢັນທີ່ເຫມາະສົມຫຼັງຈາກ reflow ຍັງເປັນສິ່ງຈໍາເປັນເພື່ອປ້ອງກັນການຊ໊ອກຄວາມຮ້ອນແລະຮັບປະກັນຄວາມຫມັ້ນຄົງຂອງຂໍ້ຕໍ່ solder.
ລ ການກວດກາ ແລະການຄວບຄຸມຄຸນນະພາບ
ການກວດກາແລະການຄວບຄຸມຄຸນນະພາບແມ່ນລັກສະນະທີ່ສໍາຄັນຂອງ BGA soldering ເພື່ອຮັບປະກັນຄວາມຫນ້າເຊື່ອຖືແລະການປະຕິບັດຂອງຂໍ້ຕໍ່ solder. ລະບົບການກວດສອບແບບອັດຕະໂນມັດ (AOI) ແລະການກວດກາ X-ray ຖືກນໍາໃຊ້ທົ່ວໄປເພື່ອກວດພົບຂໍ້ບົກພ່ອງເຊັ່ນ: ການເຊື່ອມບໍ່ຖືກຕ້ອງ, ການປຽກຂອງ solder ບໍ່ພຽງພໍ, ການເຊື່ອມໂລຫະເຊື່ອມ, ຫຼື voids ໃນຂໍ້ຕໍ່ solder.
ນອກເຫນືອຈາກເຕັກນິກການກວດສອບສາຍຕາ, ຜູ້ຜະລິດບາງຄົນອາດຈະເຮັດການວິເຄາະພາກກາງ, ບ່ອນທີ່ການເຊື່ອມໂລຫະຕົວຢ່າງຖືກຕັດແລະກວດສອບພາຍໃຕ້ກ້ອງຈຸລະທັດ. ການວິເຄາະນີ້ໃຫ້ຂໍ້ມູນທີ່ມີຄຸນຄ່າກ່ຽວກັບຄຸນນະພາບຂອງຮ່ວມກັນ solder, ເຊັ່ນ: ການ wetting solder, ການສ້າງ void, ຫຼືການປະກົດຕົວຂອງທາດປະສົມ intermetallic.
BGA soldering ນໍາສະເຫນີສິ່ງທ້າທາຍທີ່ເປັນເອກະລັກໃນການຜະລິດເອເລັກໂຕຣນິກ, ຕົ້ນຕໍແມ່ນກ່ຽວຂ້ອງກັບປັດໃຈຕ່າງໆ. ໂດຍການແກ້ໄຂສິ່ງທ້າທາຍເຫຼົ່ານີ້ຢ່າງມີປະສິດທິພາບ, ຜູ້ຜະລິດສາມາດຮັບປະກັນຄວາມຫນ້າເຊື່ອຖືແລະການປະຕິບັດຂອງຂໍ້ຕໍ່ solder BGA, ປະກອບສ່ວນເຂົ້າໃນການຜະລິດອຸປະກອນເອເລັກໂຕຣນິກທີ່ມີຄຸນນະພາບສູງ.