BGA(球柵陣列)焊接是電子製造行業廣泛使用的一種方法,用於將集成電路安裝到印刷電路板 (PCB) 上。與傳統的通孔或表面貼裝技術相比,這種方法提供了一種更緊湊、更可靠的連接。然而,BGA 焊接的複雜性在製造過程中造成了各種障礙。在此,我們將探討 BGA 焊接中面臨的挑戰,並討論解決這些挑戰的有效策略。
什麼是 BGA 焊接?
BGA 焊接是一種涉及使用焊球陣列將集成電路封裝連接到 PCB 的技術。這些焊球通常由鉛基或無鉛合金製成,具體取決於環境法規和特定要求。 BGA 封裝由充當集成電路載體的基板和形成封裝與 PCB 之間電氣和機械連接的焊球組成。
BGA焊接在電子製造中的重要性
BGA 焊接在計算機、智能手機和遊戲機等各種電子設備的製造中起著至關重要的作用。對更小、更強大的電子產品的需求增加推動了 BGA 封裝的採用。它們的緊湊尺寸和高引腳密度使其適用於空間受限的高級應用。
BGA 焊接面臨的挑戰
升 組件對齊和放置
BGA 焊接的主要挑戰之一是確保元件在 PCB 上準確對齊和放置。焊球體積小,BGA封裝佈局密集,難以實現精確定位。裝配過程中的未對準會導致焊橋、開路連接或封裝上的機械應力。
為了應對這一挑戰,製造商採用了自動光學檢測 (AOI) 和 X 射線檢測等先進技術。 AOI 系統使用相機和圖像處理算法來驗證 BGA 組件的正確對齊和放置。另一方面,X 射線檢測允許製造商查看 PCB 表面下方,並檢測肉眼可能看不到的任何未對准或缺陷。
升 焊膏應用
BGA 焊接的另一個重大挑戰是實現精確和一致的焊膏應用。焊膏 (http://www.bestpcbs.com/blog/2022/08/why-solder-paste-became-dry-and-how-to-solve-this-problem/),焊料合金和助焊劑的混合物,在放置 BGA 封裝之前應用於 PCB 焊盤。焊膏不足或過多會導致焊接缺陷,例如焊點不足、焊料空洞或焊料橋接。
為克服這一挑戰,必須仔細注意模板設計和孔徑選擇。具有適當厚度和適當尺寸孔徑的模板可確保准確的焊膏沉積。此外,製造商可以使用焊膏檢測 (SPI) 系統來驗證所用焊膏的質量和一致性。 Best Technology使用的錫膏是SAC305錫膏。
升 溫度曲線
溫度曲線,或者我們可以說熱管理,在 BGA 焊接中至關重要,以確保焊膏的適當回流。回流工藝包括使 PCB 經受仔細控制的溫度曲線,使焊膏熔化、形成可靠的接頭並固化。不充分的溫度曲線會導致焊料潤濕不足、回流不完全或元件熱損壞。
製造商必須優化回流爐設置和校準,以實現正確的溫度曲線。熱分析技術,例如使用熱電偶和數據記錄器,有助於監測和控制回流過程中的溫度。
升 回流工藝
回流工藝本身對 BGA 焊接提出了挑戰。必須仔細控制均熱區、升溫速率和峰值溫度,以防止對元件產生熱應力並確保適當的回流焊。溫度控制不當或升溫速率不當會導致焊接缺陷,例如立碑現象、元件翹曲或焊點空洞。
製造商需要考慮 BGA 封裝的具體要求,並遵循組件供應商提供的推薦回流曲線。回流後的適當冷卻對於防止熱衝擊和確保焊點的穩定性也很重要。
升 檢查和質量控制
檢查和質量控制是 BGA 焊接的關鍵方面,以確保焊點的可靠性和性能。自動光學檢測 (AOI) 系統和 X 射線檢測通常用於檢測缺陷,例如未對準、焊料潤濕不足、焊料橋接或焊點中的空隙。
除了目視檢查技術外,一些製造商可能會進行橫截面分析,即在顯微鏡下切割樣品焊點並進行檢查。該分析提供了有關焊點質量的寶貴信息,例如焊料潤濕、空洞形成或金屬間化合物的存在。
BGA 焊接在電子製造中提出了獨特的挑戰,主要與各種因素有關。通過有效應對這些挑戰,製造商可以確保 BGA 焊點的可靠性和性能,為生產高質量的電子設備做出貢獻。