Siatka kulkowa (BGA) to opakowanie do natynkowego montażu układów scalonych. Pakiety BGA mają więcej styków łączących niż płaskie lub podwójne pakiety liniowe, dzięki czemu mogą na stałe montować urządzenia, takie jak mikroprocesory. Przeróbka BGA to operacja naprawy lub renowacji BGA. Wylutowujemy, a następnie ponownie lutujemy elementy elektroniczne natynkowe. Przetwarzanie wsadowe nie może naprawić pojedynczego urządzenia. W związku z tym, potrzebujemy fachowych pracowników, którzy używają odpowiedniego sprzętu do wymiany uszkodzonych elementów. Do topienia lutu i urządzeń grzewczych używamy stacji na gorące powietrze lub opalarki, a następnie używamy specjalistycznych narzędzi do podnoszenia i pozycjonowania drobnych elementów. Więc, Przeróbka BGA jest bardziej opłacalna niż produkcja nowych układów BGA. W związku z tym, ta metoda jest korzystna w przemyśle.
Proces przeróbki BGA
Potrzebujemy dedykowanej konfiguracji, jeśli używamy przeróbki BGA do zastosowań przemysłowych. Przeróbka BGA wymaga wysoko wykwalifikowanego i dobrze wyszkolonego personelu, który wie, jak pracować z zaawansowanymi narzędziami. Kroki związane z przeróbką BGA to,
1. Usuwanie komponentów
Przeróbka BGA wymaga wstępnego podgrzania przed usunięciem jakiegokolwiek elementu. Stosujemy miejscowe ciepło od góry komponentu, a lut topi się. Następnie usuwamy komponent z BGA za pomocą próżni.
2. Opatrunek na miejscu i usuwanie lutowia
Ten krok wymaga uchwytów do przytrzymywania elementu, gdy odsłonięty lut jest skierowany do góry. Następnie element jest utrzymywany płasko przez podciśnienie od spodu, a próżnia na górze pozwala na usunięcie resztek lutu.
3. Mocowanie komponentów i ponowne lutowanie
Po usunięciu komponentów i wyczyszczeniu witryn, następnie kolejnym i ostatnim krokiem jest ponowne lutowanie. W tym kroku, naprawiane lub wymieniane elementy ponownie łączymy z BGA za pomocą lutowania. Uzupełniającą techniką jest lutowanie zanurzeniowe, gdzie zanurzamy BGA we wcześniej ustalonym uchwycie lutowniczym.
Typowe błędy przeróbki BGA
Przeróbka BGA zależy głównie od nauki, ale sztuka również odgrywa ważną rolę. Operator musi mieć dogłębną wiedzę na temat zjawiska przeróbek i umiejętne ręce do obsługi delikatnych elementów. To sprawia, że BGA Rework jest jedną z najtrudniejszych i najbardziej wymagających procedur przemysłowych.
Oto sześć typowych błędów przeróbki BGA, których należy unikać,
1. Niewłaściwe szkolenie operatorów
Nie możemy tego wystarczająco podkreślić. Technicy przeróbki BGA powinni mieć duże doświadczenie, mieć odpowiednie przeszkolenie, i rozwiniętych umiejętności. Technik przeróbki BGA musi znać narzędzia, użyty materiał, etapy procesu, i parametry, których to dotyczy. Technik musi być w stanie ocenić postęp przeróbki BGA i odpowiednio ją skalować. Musi być w stanie rozpoznać oznaki, że proces jest poza torem.
2. Niewłaściwy dobór sprzętu
Aby wykonać perfekcyjną pracę, musisz użyć odpowiednich narzędzi, i to samo dotyczy przeróbki BGA. Sprzęt musi charakteryzować się pożądaną elastycznością i wyrafinowaniem. Powinna pozwalać na zachowanie przewidywalności, powtarzalny, i kontrolowany proces.
Obejmuje to odporność na dostarczanie ciepła zgodnie z wymaganiami procesu, kontrola i wykrywanie temperatury w pętli zamkniętej, oraz możliwości obsługi w celu wymiany i usunięcia. Więc, musisz używać najlepszego dostępnego sprzętu, ponieważ jest to bezpośrednio związane z jakością przeróbki BGA.
3. Słaby rozwój profilu
Profil przeróbki BGA jest bardzo ważny, a bez tego nie będziesz w stanie osiągnąć powtarzalnego i udanego procesu przeróbki BGA.
Źle rozwinięty profil termiczny może doprowadzić do uszkodzenia zespołu BGA lub komponentów. Może to prowadzić do konieczności wykonania dodatkowych cykli przeróbek, co może być bardzo kosztowne. W związku z tym, operator musi opracować doskonałe profile z najwyższą starannością, stosując prawidłowe rozmieszczenie termopar i analizując dostarczone przez nie dane.
4. Niewłaściwe przygotowanie
Potrzebujemy wielu przygotowań przed zastosowaniem pierwszego cyklu ogrzewania w miejscu przeróbki. Obejmuje to usuwanie wilgoci z zespołu BGA w celu zapobiegania późniejszym problemom oraz usuwanie/ochronę sąsiednich elementów wrażliwych na ciepło w celu uniknięcia niezamierzonego ponownego przepływu lub uszkodzenia.
Wiele decyzji musimy podjąć z wyprzedzeniem, co znacząco wpływa na przeróbkę BGA. Należą do nich, czy używać pasty lutowniczej, wybierając odpowiedni szablon pasty lutowniczej, oraz dobór odpowiednich składów chemicznych i stopów.
Musimy odpowiednio ustawić wszystko na miejscu przed rozpoczęciem właściwego cyklu przeróbek. Obejmują one dokładną ocenę rozmiaru kulki lutowniczej, współpłaszczyznowość kuli i urządzenia, dbanie o uszkodzenia maski lutowniczej i zanieczyszczone pady w różnych miejscach.
5. Uboczne uszkodzenia cieplne
Rozpływanie się połączeń lutowanych sąsiednich komponentów może spowodować odwilżanie, uszkodzenia ołowiu i padu, utlenianie, głodne stawy, odprowadzanie wilgoci, uszkodzenie komponentu, i inne problemy. Może to prowadzić do wielu problemów związanych z przeróbkami.
Operator przeróbki BGA musi przez cały czas mieć na uwadze wpływ ciepła na urządzenie BGA i sąsiednie elementy. Celem jest zminimalizowanie migracji ciepła poza komponent BGA w trakcie przeróbki. Zależy to od ścisłej kontroli procesu i dobrze opracowanego profilu.
6. Niewystarczająca kontrola po umieszczeniu
Trudno jest dostrzec gołym okiem, co kryje się pod elementem BGA. Ale dzisiaj, dostępne są zaawansowane aparaty rentgenowskie, które pozwalają nam zobaczyć poniżej komponent BGA. Pomaga to uniknąć problemów, takich jak złe umiejscowienie, nadmierne oddawanie moczu, i kiepskie ustawienie.
Operator systemu rentgenowskiego potrzebuje odpowiedniego przeszkolenia, aby poprawnie zrozumieć i zinterpretować generowany obraz. Złożoność komponentu BGA i warianty obrazów rentgenowskich wymagają, abyśmy uzyskali maksymalne korzyści z tego zaawansowanego sprzętu.
Stacje lutownicze BGA
Istnieją dwa główne typy stacji lutowniczych BGA,
1. Stacje na gorące powietrze
2. Podczerwień (ORAZ) Stacje
Główną różnicą między nimi jest sposób, w jaki ogrzewają BGA.
Stacje lutownicze na gorące powietrze używać gorącego powietrza do ogrzewania układów BGA. Dysze o różnej średnicy kierują gorące powietrze na obszar płytki drukowanej, który wymaga naprawy.
Podczerwień (ORAZ) stacje przerobowe użyj precyzyjnych wiązek podczerwieni lub świateł grzewczych do ogrzewania układów BGA. Grzejniki ceramiczne są używane przez stacje lutownicze IR niskiego i średniego poziomu, i używają żaluzji do izolowania obszarów ostrości na BGA. Stacje lutownicze IR wyższego poziomu wykorzystują skupione wiązki, które zapewniają lepszą izolację BGA bez powodowania uszkodzeń cieplnych w sąsiednich regionach. Wiązkę możemy skupiać z różną intensywnością i zasięgiem na różnych obszarach BGA.
Jak wybrać odpowiednią stację lutowniczą BGA?
Oba rodzaje stacji naprawczych mają swoje wady i zalety. Aby zdecydować, czy wybrać gorące powietrze, czy IR dla swojej firmy, musisz wziąć pod uwagę zarówno ich cechy, jak i to, jak będą działać w twoim środowisku pracy.
Decydując się na stacje lutownicze BGA, należy wziąć pod uwagę następujące parametry,
1. Kontrola temperatury
Stacje lutownicze z gorącym powietrzem zwykle skupiają ogrzane powietrze na górze i wykorzystują nieskoncentrowaną nagrzewnicę płyty dla dolnej części. Przepływ powietrza będzie się nagrzewał nad BGA i pod nim, również. W niektórych stacjach przeróbki, płyta służąca do ogrzewania dolnej części posiada otwory umożliwiające przepływ ogrzanego powietrza.
Stacje lutownicze IR nie zawierają dolnego ogniska dla ogrzanego powietrza. Stacje lutownicze na podczerwień zwykle wykorzystują lampę grzewczą wyposażoną w czarny dyfuzor, który ułatwia równomierne nagrzewanie BGA.
2. Wydajność
Stacje lutownicze gorącego powietrza posiadają dysze, które pozwalają na skupienie strumienia powietrza na różnych obszarach BGA. Jeśli operator jest wykwalifikowany w swojej pracy, wtedy może szybko wykonać zadanie. Ponieważ stanowiska na gorące powietrze ułatwiają izolowanie delikatnych detali, które trudno ogrzać.
Stacje robocze na podczerwień nie potrzebują dysz, ponieważ każda wiązka może zmienić ogniskowanie zgodnie z poleceniem operatora. Ale doprowadzenie bardziej delikatnych detali do wymaganej temperatury może zająć więcej czasu. Ponieważ stacje robocze IR są bardzo wyrafinowane; w związku z tym, personel musi być lepiej wyszkolony, a pracownicy będą potrzebować więcej czasu na rozwinięcie wymaganych umiejętności.
3. Specyfikacje PCB
Czułość i rozmiar twoich BGA będą również wpływać na rodzaj stacji przeróbki, który będzie lepiej pasował do Twoich działań. Niektóre stacje lutownicze mogą pomieścić BGA do 36 cale.
Przestrzeń wewnątrz grzejnika powinna mieć wystarczająco dużo miejsca, aby pomieścić BGA, tak aby temperaturę całego BGA można było podnieść do 150°C. Pomoże to zrównoważyć wszelkie potencjalne skutki wypaczania.
Wiek używanych układów BGA wpłynie również na rodzaj stacji przeróbek, które powinieneś wybrać. W ciągu ostatnich dwóch dekad, lutowanie bez obciążenia stało się standardową praktyką. W rezultacie, musimy przerobić układy BGA w wyższych temperaturach. Starsze BGA potrzebują mniej ciepła do przeróbki, ponieważ używały lutu cynowo-ołowiowego, który topi się w niższych temperaturach. Jeśli przeróbka obejmuje nowe układy BGA, wtedy będziesz potrzebować wydajnej stacji lutowniczej, która może osiągać wysokie temperatury.
Efektywna przeróbka BGA wymaga wysokiej klasy konfiguracji, wyrafinowane środowisko pracy, oraz dobrze wyszkolony personel operacyjny. Wiele firm produkcyjnych nie ma kapitału ani środków na ich zorganizowanie i ostatecznie produkuje słabej jakości układy BGA. Sprytnym sposobem rozwiązania tego problemu jest skontaktowanie się z firmą taką jak Technologia MOKO, która produkuje wyłącznie PCB i PCBA ale także specjalizuje się w przeróbkach BGA. Nasi operatorzy są wysoko wykwalifikowani i dobrze wyszkoleni, co pozwala na większy stopień indywidualizacji. W związku z tym, dostosujemy nasze układy BGA do konkretnych wymagań. Nie krępuj się Skontaktuj się z nami jeśli masz dodatkowe pytania lub chcesz zapytać o potencjalną wycenę.
