Лемењето BGA (Ball Grid Array) е широко користен метод во индустријата за производство на електроника за монтирање на интегрирани кола на печатени кола (PCB). Овој метод обезбедува покомпактна и посигурна врска во споредба со традиционалната технологија за монтирање преку дупка или површина. Сепак, сложеноста на BGA лемењето поставува различни пречки во текот на производниот процес. Овде, ќе ги истражиме предизвиците со кои се соочува BGA лемењето и ќе разговараме за ефективни стратегии за нивно решавање.
Што е BGA лемење?
БГА лемењето е техника која вклучува прикачување на пакети на интегрирано коло на ПХБ со помош на низа топчиња за лемење. Овие топчиња за лемење обично се направени од легури на база на олово или без олово, во зависност од еколошките прописи и специфичните барања. Пакетот BGA се состои од подлога, која делува како носител на интегрираното коло, и топчињата за лемење кои ги формираат електричните и механичките врски помеѓу пакувањето и ПХБ.
Важноста на BGA лемењето во производството на електроника
BGA лемењето игра клучна улога во производството на различни електронски уреди како што се компјутери, паметни телефони и конзоли за игри. Зголемената побарувачка за помала и помоќна електроника го поттикна усвојувањето на BGA пакетите. Нивната компактна големина и високата густина на пиновите ги прават погодни за напредни апликации каде просторот е ограничен.
Предизвици со кои се соочуваат во BGA лемењето
л Порамнување и поставување на компоненти
Еден од основните предизвици во BGA лемењето е обезбедувањето точно порамнување на компонентите и поставување на ПХБ. Малата големина на топчињата за лемење и густиот распоред на пакетот BGA го отежнуваат постигнувањето прецизно позиционирање. Неусогласеноста за време на процесот на склопување може да резултира со залемени мостови, отворени врски или механички стрес на пакувањето.
За да се справат со овој предизвик, производителите користат напредни технологии како што се автоматска оптичка инспекција (AOI) и инспекција со рендген. AOI системите користат камери и алгоритми за обработка на слики за да го потврдат правилното усогласување и поставување на BGA компонентите. Инспекцијата со рендген, од друга страна, им овозможува на производителите да видат под површината на ПХБ и да откријат каква било неусогласеност или дефекти што можеби не се видливи со голо око.
л Апликација за паста за лемење
Друг значаен предизвик во BGA лемењето е постигнување прецизна и доследна примена на паста за лемење. Паста за лемење (http://www.bestpcbs.com/blog/2022/08/why-solder-paste-became-dry-and-how-to-solve-this-problem/) , мешавина од легура на лемење и флукс , се нанесува на плочките за PCB пред да го ставите пакетот BGA. Несоодветна или прекумерна паста за лемење може да доведе до дефекти на лемењето како што се недоволни споеви за лемење, празнини за лемење или премостување на лемење.
За да се надмине овој предизвик, мора да се посвети посебно внимание на дизајнот на матрицата и изборот на отворот. Матриците со соодветна дебелина и отворите со соодветна големина обезбедуваат прецизно таложење на паста за лемење. Дополнително, производителите можат да користат системи за проверка на паста за лемење (SPI) за да го потврдат квалитетот и конзистентноста на применетата паста за лемење. Пастата за лемење што ја користи Best Technology е паста за лемење SAC305.
л Профилирање на температурата
Температурно профилирање, или можеме да кажеме термички менаџмент, од клучно значење е во BGA лемењето за да се обезбеди правилен проток на пастата за лемење. Процесот на преточување вклучува подложување на ПХБ на внимателно контролиран температурен профил, дозволувајќи му на пастата за лемење да се стопи, да формира сигурен спој и да се зацврсти. Несоодветното температурно профилирање може да доведе до недоволно навлажнување на лемењето, нецелосно преточување или термичко оштетување на компонентите.
Производителите мора да го оптимизираат поставувањето и калибрацијата на рерната за преточување за да го постигнат точниот температурен профил. Техниките за термичко профилирање, како што е употребата на термопарови и логери на податоци, помагаат во следењето и контролата на температурата за време на процесот на преточување.
л Процес на преточување
Самиот процес на обновување претставува предизвици во BGA лемењето. Зоната на киснење, стапките на рампата и максималната температура мора внимателно да се контролираат за да се спречи термички стрес на компонентите и да се обезбеди соодветно повторно течење на лемењето. Несоодветната контрола на температурата или несоодветните стапки на рампата може да резултираат со дефекти на лемењето, како што се надгробни камења, искривување на компонентите или празнини во спојниците за лемење.
Производителите треба да ги земат предвид специфичните барања на пакетот BGA и да ги следат препорачаните профили за обновување обезбедени од добавувачите на компоненти. Правилното ладење по повторното полнење е исто така од суштинско значење за да се спречи термички шок и да се обезбеди стабилност на споеви за лемење.
л Инспекција и контрола на квалитет
Инспекцијата и контролата на квалитетот се критични аспекти на BGA лемењето за да се обезбеди сигурност и перформанси на спојниците за лемење. Системите за автоматска оптичка инспекција (AOI) и инспекција со рендген вообичаено се користат за откривање на дефекти како што се неусогласеност, недоволно навлажнување на лемењето, премостување на лемење или празнини во спојниците за лемење.
Покрај техниките за визуелна инспекција, некои производители може да вршат анализа на напречниот пресек, каде примерокот за лемење се сече и се испитува под микроскоп. Оваа анализа дава вредни информации за квалитетот на спојот за лемење, како што се навлажнување на лемењето, формирање празнини или присуство на меѓуметални соединенија.
БГА лемењето претставува уникатни предизвици во производството на електроника, првенствено поврзани со различни фактори. Со ефективно справување со овие предизвици, производителите можат да обезбедат сигурност и перформанси на BGA спојките за лемење, придонесувајќи за производство на висококвалитетни електронски уреди.