Advancements in Ball Grid Array technology have improved the packaging of electronic components delivering enhanced performance and greater reliability for today’s electronics. しかしながら, these advantages come with a unique challenge: BGA rework. The removal and insertion of BGA components on PCBs requires certain devices and knowledge. In this post you will find the fundamentals of the BGA rework processes as well as the 6 pitfalls to avoid and the key difficulties you could encounter during that stage.
What is the BGA Rework Process? Step-by-Step Explanation
The steps involved in ball grid array rework are:
- コンポーネントの取り外し
BGAのリワークでは、コンポーネントを取り外す前に予熱する必要があります. コンポーネントの上部から局所的な熱を加えると、はんだが溶けます. 次に、真空を介してBGAからコンポーネントを削除します.
- サイトドレッシングとはんだ除去
このステップでは、露出したはんだを上に向けた状態でコンポーネントを押さえるための固定具が必要です。. 次に、コンポーネントは下からの真空によって平らに保たれます, 上部の真空により、残留はんだを除去できます.
- コンポーネントの取り付けと再はんだ付け
コンポーネントを取り外してサイトをクリーンアップしたら, 次の最後のステップは再はんだ付けです. このステップでは, はんだ付けを使用して、修理または交換したコンポーネントをBGAに再取り付けします. 補完的な技術ははんだ浸漬です, ここで、BGAを事前に決定されたはんだ付け器具に浸します.
6 BGAリワークのよくある間違い
The operator must have deep knowledge of the ball grid array rework and skilled hands for handling delicate components. ここにあなたが避けなければならない6つの一般的なBGAリワークの間違いがあります:
- 不適切なオペレータートレーニング
これを十分に強調することはできません. BGAリワーク技術者は多くの経験を持っている必要があります, 適切なトレーニングを受ける, と開発されたスキル. BGAリワーク技術者はツールを理解する必要があります, 使用済み素材, プロセスステップ, および関連するパラメータ. The technician must be able to evaluate the progress of a BGA reworking and scale it accordingly. 彼は、プロセスが軌道に乗っていないことの兆候を認識できなければなりません。.
- 不十分な機器の選択
あなたは完璧な仕事をするために適切なツールを使用する必要があります, 同じことがBGAの手直しにも当てはまります. 機器は、必要な柔軟性と洗練性を備えている必要があります. それは予測可能なものを維持することを可能にするはずです, 繰り返し可能, および制御されたプロセス. これには、プロセスで必要とされる熱を供給するための堅牢性が含まれます, 閉ループ熱制御とセンシング, 交換と取り外しのための処理能力. そう, you must use the best equipment available because it is directly related to the quality of ball grid array rework.
- 不十分なプロファイル開発
A poorly-developed thermal profile might harm both the BGA assembly and the components. This may necessitate further rework actions that are expensive. For optimal outcomes, the operator must design excellent profiles with attention to correct thermocouple positioning and careful review of the data delivered.
- 不適切な準備
Several factors should be lined up before beginning the very first heat cycle at the rework facility. Before opting for proper solder paste and stencils, we should eliminate moisture and protect sensitive components. Determining the solder ball size and checking the pad flatness is vital before rework, while repairing the solder mask is important as well.
- 付随的な熱損傷
隣接するコンポーネントのはんだ接続のリフローにより、デウェッティングが発生する可能性があります, リードとパッドの損傷, 酸化, 飢えた関節, ウィッキング, コンポーネントの損傷, およびその他の問題. これは、多くのやり直しの問題につながる可能性があります. BGAリワークオペレーターは、常にBGAデバイスおよび隣接するコンポーネントへの熱の影響である必要があります. ここでの目的は、手直し中のBGAコンポーネントを超えた熱の移動を最小限に抑えることです。.
- 配置後の検査が不十分
BGAコンポーネントの下にあるものを肉眼で観察することは困難です. しかし今日は, 洗練されたX線装置が利用可能です, これにより、BGAコンポーネントの下を見ることができます. これは、配置不良などの問題を回避するのに役立ちます, 過度の排尿, アライメント不良. X線システムのオペレーターは、生成された画像を正しく理解して解釈するために適切なトレーニングが必要です。.
BGA Rework Station: Hot Air Stations Vs Infrared (IR) ステーション
BGAリワークステーションには主に2つのタイプがあります:
- 熱風ステーション
- 赤外線 (IR) ステーション
それらの主な違いは、BGAを加熱する方法です.
Hot-air rework stations use hot air for heating the BGAs. さまざまな直径のノズルが回路基板の領域に熱風を送ります, 修理が必要です. While for Infrared (IR) リワークステーション, they use infrared precision beams or heat lights for heating the BGAs. セラミックヒーターは、低層から中層のIRリワークステーションで使用されます, そして彼らはBGAの焦点の領域を分離するためにルーバーを使用します. 上層のIRリワークステーションはフォーカスビームを使用します, 隣接する領域に熱による損傷を与えることなく、BGAをより適切に分離します。. さまざまな強度と範囲のビームをBGAのさまざまな領域に集束させることができます.
How to Choose the Right BGA Rework Station?
あなたの会社のために熱風またはIRのどちらを使用するかを決定するには, 両方の機能を検討し、作業環境でどのように機能するかを考慮する必要があります. BGAリワークステーションを決定する際には、次のパラメータを考慮する必要があります。:
- 温度管理
熱風リワークステーションは通常、加熱された空気を上部に集中させ、下部には焦点の合っていないボードヒーターを使用します. 気流はBGAの上と下で熱くなります, 同様に.
IRリワークステーションには、加熱された空気の底面フォーカスが含まれていません. IRリワークステーションは通常、BGAを均一に加熱するのを容易にする黒いディフューザーを備えたヒートライトを使用します.
- 効率
熱風リワークステーションには、BGAのさまざまな領域に気流を集中させることができるノズルがあります。. It allows operators to complete the task quickly, because the hot air workstations make it easier to isolate the delicate details which are hard to heat.
IRワークステーションは、オペレーターのコマンドに従って各ビームが再集束できるため、ノズルを必要としません。. ただし、必要な温度にさらに繊細な詳細を表示するには、さらに時間がかかる場合があります。. IRワークステーションは非常に洗練されているため; したがって、, employees will need more time to develop the required skills.
- PCB仕様
Choose a station based on the size and sensitivity of BGAs. Make sure the heater area can accommodates BGA dimensions up to 36 inches and can reach 150 degrees to avoid warping. We must take the BGA age into account as well. 現在のところ, a majority of BGAs are lead-free which necessitates higher temperatures for reworking than did previous tin-lead solder solutions.
参考文献: 鉛はんだ vs. 鉛フリーはんだ: どれを選ぶべきか
Top BGA Rework Challenges and How to Overcome Them
- Proper alignment of the BGA component
A major challenge we may encounter during ball grid array rework is properly aligning the BGA component, since the tiny solder balls are located underneath. Adopting new positioning solutions equipped with optical measuring functions can solve this problem more effectively.
- Achieving uniform heating during the reflow process
Uneven thermal supply might result in faulty solder points or harm electronic devices. Leveraging excellent BGA rework stations equipped with custom nozzles to guarantee even heat distribution can overcome this difficulty.
- Avoiding damage to surrounding components
For BGA reworking, we should consider increased heat which could endanger adjacent parts. To minimize risks to surrounding components, we must utilize effective PCB heating strategies and targeted hot air solutions.
- Inspecting hidden solder joints after rework
Identifying solder joints presents a difficulty since BGA connections are hidden. Solder joint quality relies on conducting X-ray inspection during BGA rework. It is crucial.
結論
効果的なBGAのやり直しには、ハイエンドのセットアップが必要です, 洗練された職場環境, とよく訓練された運用スタッフ. 多くの製造会社は、これらを手配するための資本やリソースを持っておらず、最終的に低品質のBGAを生産することになります。. The smart way to address this is to reach out to a company like MOKO Technology, which not only manufactures PCBs and PCBAs but also specializes in BGA assembly and BGA rework. お気軽に お問い合わせ さらに質問がある場合、または潜在的な見積もりを依頼したい場合.
