Pematerian BGA (Ball Grid Array) ialah kaedah yang digunakan secara meluas dalam industri pembuatan elektronik untuk memasang litar bersepadu pada papan litar bercetak (PCB). Kaedah ini menyediakan sambungan yang lebih padat dan boleh dipercayai berbanding dengan teknologi lekapan permukaan atau lubang telus tradisional. Walau bagaimanapun, kerumitan pematerian BGA menimbulkan pelbagai halangan semasa proses pembuatan. Di sini, kami akan meneroka cabaran yang dihadapi dalam pematerian BGA dan membincangkan strategi yang berkesan untuk menanganinya.
Apakah BGA Soldering?
Penyolderan BGA ialah teknik yang melibatkan lampiran pakej litar bersepadu pada PCB menggunakan susunan bola pateri. Bola pateri ini biasanya diperbuat daripada aloi berasaskan plumbum atau bebas plumbum, bergantung pada peraturan alam sekitar dan keperluan khusus. Pakej BGA terdiri daripada substrat, yang bertindak sebagai pembawa untuk litar bersepadu, dan bola pateri yang membentuk sambungan elektrik dan mekanikal antara pakej dan PCB.
Kepentingan Pematerian BGA dalam Pembuatan Elektronik
Pematerian BGA memainkan peranan penting dalam pembuatan pelbagai peranti elektronik seperti komputer, telefon pintar dan konsol permainan. Permintaan yang meningkat untuk elektronik yang lebih kecil dan lebih berkuasa telah mendorong penggunaan pakej BGA. Saiz padat dan ketumpatan pin yang tinggi menjadikannya sesuai untuk aplikasi lanjutan di mana ruang terhad.
Cabaran yang Dihadapi dalam Pematerian BGA
l Penjajaran dan Penempatan Komponen
Salah satu cabaran utama dalam pematerian BGA ialah memastikan penjajaran dan penempatan komponen yang tepat pada PCB. Saiz kecil bola pateri dan susun atur padat pakej BGA menjadikannya sukar untuk mencapai kedudukan yang tepat. Salah jajaran semasa proses pemasangan boleh mengakibatkan jambatan pateri, sambungan terbuka atau tekanan mekanikal pada bungkusan.
Untuk menangani cabaran ini, pengeluar menggunakan teknologi canggih seperti Pemeriksaan Optik Automatik (AOI) dan Pemeriksaan X-ray. Sistem AOI menggunakan kamera dan algoritma pemprosesan imej untuk mengesahkan penjajaran dan peletakan komponen BGA yang betul. Pemeriksaan sinar-X, sebaliknya, membolehkan pengeluar melihat di bawah permukaan PCB dan mengesan sebarang salah jajaran atau kecacatan yang mungkin tidak dapat dilihat dengan mata kasar.
l Aplikasi Tampal Pateri
Satu lagi cabaran penting dalam pematerian BGA ialah mencapai aplikasi tampal pateri yang tepat dan konsisten. Tampal pateri (http://www.bestpcbs.com/blog/2022/08/why-solder-paste-became-dry-and-how-to-solve-this-problem/), campuran aloi pateri dan fluks , digunakan pada pad PCB sebelum meletakkan pakej BGA. Tampal pateri yang tidak mencukupi atau berlebihan boleh menyebabkan kecacatan pateri seperti sambungan pateri yang tidak mencukupi, lompang pateri atau penyambung pateri.
Untuk mengatasi cabaran ini, perhatian yang teliti mesti diberikan kepada reka bentuk stensil dan pemilihan apertur. Stensil dengan ketebalan yang sesuai dan apertur bersaiz betul memastikan pemendapan tampal pateri yang tepat. Selain itu, pengilang boleh menggunakan sistem Pemeriksaan Tampalan Pateri (SPI) untuk mengesahkan kualiti dan ketekalan tampalan pateri yang digunakan. Pes pateri yang digunakan oleh Teknologi Terbaik ialah pes pateri SAC305.
l Pemprofilan Suhu
Pemprofilan suhu, atau kita boleh katakan pengurusan haba, adalah penting dalam pematerian BGA untuk memastikan pengaliran semula pes pateri yang betul. Proses pengaliran semula melibatkan menundukkan PCB kepada profil suhu yang dikawal dengan teliti, membenarkan pes pateri cair, membentuk sambungan yang boleh dipercayai dan memejal. Pemprofilan suhu yang tidak mencukupi boleh menyebabkan pembasahan pateri yang tidak mencukupi, pengaliran semula yang tidak lengkap atau kerosakan terma pada komponen.
Pengilang mesti mengoptimumkan persediaan ketuhar aliran semula dan penentukuran untuk mencapai profil suhu yang betul. Teknik pemprofilan terma, seperti penggunaan termokopel dan pembalak data, membantu memantau dan mengawal suhu semasa proses pengaliran semula.
l Proses Aliran Semula
Proses pengaliran semula itu sendiri memberikan cabaran dalam pematerian BGA. Zon rendam, kadar tanjakan, dan suhu puncak mesti dikawal dengan teliti untuk mengelakkan tekanan haba pada komponen dan memastikan pengaliran semula pateri yang betul. Kawalan suhu yang tidak mencukupi atau kadar tanjakan yang tidak betul boleh mengakibatkan kecacatan pateri seperti batu nisan, lengkungan komponen atau lompang pada sambungan pateri.
Pengilang perlu mempertimbangkan keperluan khusus pakej BGA dan mengikuti profil aliran semula yang disyorkan yang disediakan oleh pembekal komponen. Penyejukan yang betul selepas pengaliran semula juga penting untuk mengelakkan kejutan haba dan memastikan kestabilan sambungan pateri.
l Pemeriksaan dan Kawalan Kualiti
Pemeriksaan dan kawalan kualiti adalah aspek kritikal pematerian BGA untuk memastikan kebolehpercayaan dan prestasi sambungan pateri. Sistem Pemeriksaan Optik Automatik (AOI) dan pemeriksaan sinar-X biasanya digunakan untuk mengesan kecacatan seperti salah jajaran, pembasahan pateri yang tidak mencukupi, penyambung pateri atau lompang pada penyambung pateri.
Sebagai tambahan kepada teknik pemeriksaan visual, sesetengah pengeluar mungkin melakukan analisis keratan rentas, di mana sambungan pateri sampel dipotong dan diperiksa di bawah mikroskop. Analisis ini memberikan maklumat berharga tentang kualiti sambungan pateri, seperti pembasahan pateri, pembentukan lompang, atau kehadiran sebatian antara logam.
Penyolderan BGA memberikan cabaran unik dalam pembuatan elektronik, terutamanya berkaitan dengan pelbagai faktor. Dengan menangani cabaran ini dengan berkesan, pengeluar boleh memastikan kebolehpercayaan dan prestasi sambungan pateri BGA, menyumbang kepada pengeluaran peranti elektronik berkualiti tinggi.