Verbeteringen in Ball Grid Array-technologie hebben de verpakking van elektronische componenten verbeterd, wat zorgt voor betere prestaties en een grotere betrouwbaarheid voor de elektronica van vandaag. Deze voordelen brengen echter een unieke uitdaging met zich mee: BGA-rework. Het verwijderen en plaatsen van BGA-componenten op printplaten vereist specifieke apparatuur en kennis. In dit bericht vindt u de basisprincipes van BGA-reworkprocessen, evenals de 6 valkuilen die u moet vermijden en de belangrijkste moeilijkheden die u in die fase kunt tegenkomen.
Wat is het BGA-herbewerkingsproces? Stapsgewijze uitleg
De stappen die betrokken zijn bij het herwerken van een ball grid array zijn:
- Component verwijderen
Een BGA-rework moet worden voorverwarmd voordat een component kan worden verwijderd. We verwarmen het component lokaal vanaf de bovenkant en het soldeer smelt. Vervolgens verwijderen we het component van de BGA via een vacuüm.
- Site dressing en soldeerverwijdering
Voor deze stap zijn hulpmiddelen nodig om het onderdeel vast te houden terwijl het blootliggende soldeer naar boven wijst. Vervolgens wordt het onderdeel plat gehouden door het vacuüm aan de onderkant, en vacuüm aan de bovenkant zorgt ervoor dat het resterende soldeer wordt verwijderd.
- Componentbevestiging en opnieuw solderen
Nadat we de componenten hebben verwijderd en de plekken hebben schoongemaakt, is de volgende en laatste stap het opnieuw solderen. In deze stap bevestigen we gerepareerde of vervangende componenten weer aan de BGA door middel van solderen. Een aanvullende techniek is soldeerdip, waarbij we de BGA in een vooraf bepaalde soldeermal dompelen.
6 veelvoorkomende fouten bij BGA-herbewerking
De operator moet diepgaande kennis hebben van het reworken van ball grid arrays en bedreven zijn in het hanteren van delicate componenten. Hier zijn zes veelvoorkomende fouten bij het reworken van BGA's die u moet vermijden:
- Onjuiste operatortraining
We kunnen dit niet genoeg benadrukken. BGA-reworktechnici moeten over ruime ervaring, een passende opleiding en ontwikkelde vaardigheden beschikken. Een BGA-reworktechnicus moet de gereedschappen, het gebruikte materiaal, de processtappen en de betrokken parameters begrijpen. De technicus moet de voortgang van een BGA-rework kunnen evalueren en deze dienovereenkomstig kunnen opschalen. Hij moet de signalen kunnen herkennen dat het proces niet op schema ligt.
- Onvoldoende apparatuurselectie
U moet het juiste gereedschap gebruiken om perfect werk af te leveren, en hetzelfde geldt voor de BGA-rework. De apparatuur moet de gewenste flexibiliteit en verfijning hebben. Het moet een voorspelbaar, herhaalbaar en gecontroleerd proces mogelijk maken. Dit omvat de robuustheid voor het leveren van warmte zoals vereist door het proces, gesloten thermische regeling en detectie, en de mogelijkheid om te kunnen vervangen en verwijderen. U moet dus de beste beschikbare apparatuur gebruiken, omdat dit direct verband houdt met de kwaliteit van de rework van de ball grid array.
- Slechte profielontwikkeling
Een slecht ontwikkelde thermisch profiel Kan zowel de BGA-assemblage als de componenten beschadigen. Dit kan verdere, dure nabewerkingen noodzakelijk maken. Voor optimale resultaten moet de operator uitstekende profielen ontwerpen, met aandacht voor de juiste positionering van het thermokoppel en een zorgvuldige beoordeling van de aangeleverde gegevens.
- Onjuiste voorbereiding
Verschillende factoren moeten in acht worden genomen voordat de allereerste verwarmingscyclus in de reworkfaciliteit begint. Voordat we de juiste soldeerpasta en sjablonen kiezen, moeten we vocht verwijderen en gevoelige componenten beschermen. Het bepalen van de grootte van de soldeerbol en het controleren van de vlakheid van de soldeerpad zijn essentieel vóór de rework, terwijl het repareren van het soldeermasker eveneens belangrijk is.
- Bijkomende hitteschade
Het opnieuw vloeien van de soldeerverbindingen van aangrenzende componenten kan leiden tot ontvochtiging, beschadiging van lood en pads, oxidatie, slechte verbindingen, wicking, componentschade en andere problemen. Dit kan leiden tot talloze problemen bij het opnieuw bewerken. De BGA-reworker moet te allen tijde op de hoogte zijn van de invloed van hitte op het BGA-apparaat en aangrenzende componenten. Het doel hierbij is om de warmtemigratie buiten het te bewerken BGA-component te minimaliseren.
- Onvoldoende inspectie na plaatsing
Het is moeilijk om met het blote oog te zien wat er zich onder een BGA-component bevindt. Maar tegenwoordig zijn er geavanceerde röntgenapparaten beschikbaar waarmee we onder de BGA-component kunnen kijken. Dit helpt problemen zoals verkeerde plaatsing, overmatige holtevorming en slechte uitlijning te voorkomen. Een röntgensysteemoperator heeft een goede training nodig om het gegenereerde beeld correct te begrijpen en te interpreteren.
BGA Rework Station: Heteluchtstations versus infraroodstations (IR)
Er zijn twee hoofdtypen BGA-reworkstations:
- Heteluchtstations
- Infrarood (IR) stations
Het voornaamste verschil is de manier waarop ze een BGA verhitten.
Hetelucht-reworkstations gebruiken hete lucht om de BGA's te verwarmen. Mondstukken met verschillende diameters richten hete lucht op het gedeelte van de printplaat dat gerepareerd moet worden. Infrarood (IR) reworkstations gebruiken infraroodprecisiestralen of warmtelampen om de BGA's te verwarmen. Keramische verwarmingselementen worden gebruikt door de lage tot gemiddelde IR-reworkstations en gebruiken lamellen om de focusgebieden op een BGA te isoleren. De hogere IR-reworkstations gebruiken focusstralen, die zorgen voor een betere isolatie van de BGA zonder hitteschade aan de aangrenzende gebieden te veroorzaken. We kunnen de straal met verschillende intensiteit en reikwijdte op verschillende delen van de BGA focussen.
Hoe kiest u het juiste BGA-reworkstation?
Om te beslissen of u voor uw bedrijf kiest voor hetelucht of infrarood, moet u rekening houden met beide functies en hoe ze in uw werkomgeving zullen presteren. U moet rekening houden met de volgende parameters bij het kiezen van uw BGA-reworkstations:
- Temperature Control
Heteluchtstations richten de verwarmde lucht meestal op de bovenkant en gebruiken een ongefocuste printplaatverwarmer voor het onderste gedeelte. De luchtstroom verwarmt dan zowel boven als onder de BGA.
De IR-reworkstations hebben geen focus aan de onderkant voor verwarmde lucht. IR-reworkstations gebruiken meestal een warmtelamp met een zwarte diffuser, waardoor de BGA gelijkmatiger kan worden verwarmd.
- Efficiëntie
De heteluchtstations hebben nozzles waarmee de luchtstroom op verschillende delen van de BGA kan worden gericht. Dit stelt operators in staat de taak snel uit te voeren, omdat de heteluchtstations het gemakkelijker maken om de delicate details te isoleren die moeilijk te verwarmen zijn.
IR-werkstations hebben geen nozzles nodig, omdat elke straal op commando van de operator opnieuw kan worden gefocust. Het kan echter langer duren om delicatere details op de gewenste temperatuur te brengen. Omdat IR-werkstations zeer geavanceerd zijn, hebben medewerkers meer tijd nodig om de vereiste vaardigheden te ontwikkelen.
- PCB-specificaties
Kies een station op basis van de grootte en gevoeligheid van de BGA's. Zorg ervoor dat het verwarmingsoppervlak geschikt is voor BGA-afmetingen tot 36 cm (150 inch) en een temperatuur van XNUMX graden Celsius kan bereiken om kromtrekken te voorkomen. We moeten ook rekening houden met de leeftijd van de BGA's. Momenteel zijn de meeste BGA's loodvrij, wat hogere temperaturen vereist voor nabewerking dan bij eerdere tin-loodsoldeeroplossingen.
Verder lezen: Loodsoldeer versus loodvrij soldeer: welke moet u kiezen?
De grootste uitdagingen bij het herwerken van BGA en hoe u ze kunt overwinnen
- Correcte uitlijning van het BGA-component
Een grote uitdaging die we kunnen tegenkomen bij het reviseren van een ball grid array is het correct uitlijnen van de BGA-component, aangezien de kleine soldeerbolletjes zich daaronder bevinden. De implementatie van nieuwe positioneringsoplossingen met optische meetfuncties kan dit probleem effectiever oplossen.
- Het bereiken van een gelijkmatige verwarming tijdens het reflowproces
Ongelijkmatige thermische toevoer kan leiden tot defecte soldeerpunten of schade aan elektronische apparaten. Door gebruik te maken van uitstekende BGA-reworkstations, uitgerust met speciale nozzles om een gelijkmatige warmteverdeling te garanderen, kan dit probleem worden opgelost.
- Schade aan omliggende componenten voorkomen
Bij het bewerken van BGA's moeten we rekening houden met verhoogde hitte, wat een gevaar voor aangrenzende onderdelen kan vormen. Om de risico's voor omliggende componenten te minimaliseren, moeten we effectieve PCB-verwarmingsstrategieën en gerichte heteluchtoplossingen gebruiken.
- Inspectie van verborgen soldeerpunten na herbewerking
Het identificeren van soldeerpunten is lastig omdat BGA-verbindingen verborgen zijn. De kwaliteit van de soldeerpunten is afhankelijk van röntgeninspectie tijdens BGA-reparaties. Dit is cruciaal.
Conclusie
Effectieve BGA-rework vereist een hoogwaardige opstelling, een geavanceerde werkomgeving en goed opgeleid personeel. Veel productiebedrijven beschikken niet over het kapitaal of de middelen om dit te regelen en produceren uiteindelijk BGA's van slechte kwaliteit. De slimme manier om dit aan te pakken, is door contact op te nemen met een bedrijf zoals TestPcbas, dat niet alleen PCB's en PCBA's produceert, maar ook gespecialiseerd is in BGA-assemblage en BGA-rework. Neem gerust contact met ons op. contact Als u nog vragen heeft of een eventuele offerte wilt aanvragen.
