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Ball Grid Array Assembly: la guida definitiva

Assemblaggio della matrice a griglia di sfere

Oggi imparerai l'assemblaggio di array di griglie a sfere come un popolare SMT nell'assemblaggio di PCB.

Ti guiderò attraverso la sua definizione, background, meriti, demeriti, classificazione e processo di assemblaggio.

Vedremo anche come testare il PCB BGA.

E non è tutto ...

Imparerai anche come scegliere una macchina BGA Assembly e le principali applicazioni della tecnica BGA Assembly.

Quindi iniziamo definendo Ball Grid Array.

Capitolo 1: Che cos'è il Ball Grid Array?

Ball grid array è un tipo di imballaggio a montaggio superficiale. Viene utilizzato nei circuiti integrati per montare dispositivi come microprocessori in modo permanente.

Guardate questo:

Assemblea BGA

Assemblea BGA

1.1. Contesto

BGA risale al 1989 quando Motorola e il cittadino ha sviluppato un BGA di plastica.

Successivamente, sono stati utilizzati per confezionare gioielli e altri dispositivi elettronici come radio e telefoni cellulari, tra gli altri.

BGA ha dovuto affrontare alcune sfide, proprio come molte nuove tecnologie, anche se con il passare del tempo sono state trovate soluzioni a queste sfide.

La scoperta delle risposte a queste sfide ha promosso l'affidabilità dei pacchetti BGA poiché ora è garantita un'ispezione di alta qualità.

Capitolo 2: Vantaggi di Ball Grid Array.

Qual è il vantaggio dell'utilizzo di Ball Grid Array?

Come qualsiasi altro Assemblaggio PCB pacchetto, BGA ha i suoi pro e contro. Quando scegli BGA, devi metterne in considerazione pregi e difetti.

Di seguito sono riportati alcuni motivi chiave per cui possiamo scegliere di sviluppare un dispositivo utilizzando la tecnica di assemblaggio BGA.

Assemblaggio PCB BGA

Assemblaggio PCB BGA

  • Alta densità

Poiché vengono utilizzate più sfere di saldatura nell'assieme Ball Grid Array, la connessione tra le sfere aumenta creando una maggiore densità di connessioni.

Vengono utilizzate numerose sfere di saldatura e questo, a sua volta, riduce lo spazio sul circuito stampato.

Ciò conferisce a BGA un'eccezionale capacità di condurre il calore; quindi una migliore qualità dei dispositivi viene creata tramite BGA.

La caratteristica ad alta densità del pacchetto BGA ne consente l'utilizzo nell'assemblaggio di dispositivi che devono avere prestazioni ad alta velocità.

  • Facile da montare e gestire

È più facile assemblare e gestire BGA sul circuito stampato rispetto ad altre tecniche di assemblaggio PCB.

Questo perché le sfere di saldatura vengono utilizzate direttamente per saldare il pacchetto sul circuito stampato.

Mettiamo semplicemente le palline di saldatura e le sciogliamo usando la punta di saldatura contemporaneamente. In pochi secondi si crea un giunto.

  • Le sfere di saldatura si allineano

Durante la saldatura, le sfere di saldatura si allineano durante il processo di saldatura.

A causa dell'elevato utilizzo dello spazio sulla scheda a circuito stampato, le sfere di saldatura si allineano sotto la scheda.

Possiamo vederlo meglio quando osserviamo il circuito stampato dal lato opposto.

Con BGA, viene utilizzato l'intero circuito stampato. Poiché i fori passanti sul tabellone sono allineati, tutte le palline appariranno allineate.

  • Minore resistenza termica

Oltre a questi, il pacchetto BGA e il circuito stampato hanno una resistenza termica inferiore.

Ciò consente la dissipazione che aiuta a prevenire il surriscaldamento del dispositivo.

Il surriscaldamento del BGA non è buono perché a volte può danneggiare altri componenti della scheda diversi dalle sfere di saldatura.

Una qualità di resistenza termica inferiore del BGA aiuta a ridurre al minimo questo particolare danno.

  • Migliore conducibilità elettrica

A causa di un percorso più breve tra il die e il circuito stampato, BGA offre una migliore conduttività elettrica. Quando si saldano le sfere, non rimane alcun foro passante.

Ciò significa che le sfere di saldatura e altri componenti occupano l'intero circuito. Pertanto gli spazi liberi sono ridotti.

Capitolo 3: Svantaggi di BGA

Anche il Ball Grid Array Assembly ha i suoi difetti come qualsiasi altra tecnica di assemblaggio.

Gli svantaggi dell'utilizzo di BGA sono spiegati di seguito.

Assemblaggio di componenti BGA

Assemblaggio di componenti BGA

· Reazione negativa

Quando un PCB BGA si piega, subisce una risposta negativa dal circuito stampato. Queste reazioni negative sono talvolta chiamate stress.

Quando c'è stress nei giunti, possono sviluppare delle crepe che possono causare danni ad alcuni componenti della scheda.

Pertanto, è necessaria molta cura per saldare le palline il più accuratamente possibile se desideriamo buoni risultati.

Per ridurre questo stress, la saldatura inizia collegando le sfere di saldatura in modo lasco fino a quando l'ispezione non ha confermato la buona qualità del giunto.

  • Difficoltà di ispezione

Una delle sfide dell'utilizzo di BGA è la difficoltà nell'ispezione del pacchetto BGA. Questo perché le sfere di saldatura sono poste molto vicine l'una all'altra.

Quando sono vicini l'uno all'altro così com'è, è difficile eseguire un'adeguata ispezione congiunta dei pacchetti BGA.

Per questo motivo, non è facile identificare se il dispositivo assemblato presenta qualche battuta d'arresto.

Senza l'uso di macchine avanzate come le macchine a raggi X, l'ispezione è difficile.

  • BGA è costoso

L'attrezzatura per il confezionamento di BGA è costosa. Ad esempio, una macchina a raggi X utilizzata per l'ispezione del pacchetto BGA è molto costosa.

La saldatura a mano può essere utilizzata anche se si è rivelata molto difficile e inaffidabile.

Se dovessimo scegliere di montare un circuito stampato utilizzando il pacchetto BGA, allora dobbiamo essere pronti a sostenere il costo.

Richiede l'utilizzo di un saldatore con termostato, che è anche molto costoso.

Quindi, per dispositivi migliori, più fini e di alta qualità, il costo di produzione aumenterà.

Pertanto, in generale, l'assemblaggio BGA è costoso per i produttori; anche se i dispositivi confezionati attraverso di esso hanno prestazioni migliori.

  • Le connessioni BGA a volte potrebbero non essere affidabili

Poiché le sfere di saldatura non si piegano, in presenza di vibrazioni, i giunti di saldatura sviluppano crepe tra i giunti.

Per questo motivo, dovresti iniziare fissando le sfere in modo lasco e renderle solide e forti in seguito durante le fasi finali della saldatura.

Inoltre, le connessioni BGA possono essere considerate inaffidabili a causa della natura complicata dell'ispezione.

Tuttavia, sono attualmente in atto varie macchine per ispezionare a fondo i guasti sulla scheda, se presenti.

Capitolo 4: Tipi di BGA

Esistono diversi tipi di BGA.

Queste differenze derivano dal modo in cui viene sviluppato il pacchetto di assemblaggio BGA.

Di seguito sono riportati alcuni dei tipi di assembly BGA comunemente utilizzati.

4.1. Array di griglia a sfere di processo a matrice modellata

Con  MAPBGA, le sfere di saldatura vengono utilizzate per montare la rete elettrica sulla superficie del circuito stampato.

Ciò consente l'allineamento delle sfere di saldatura sul circuito stampato dove sono stampate insieme.

MAPBGA

MAPBGA

Queste sfere di saldatura una volta posizionate vengono quindi separate mediante segatura. MAPBGA consente alle sfere di saldatura di apparire allineate dopo il completamento del montaggio.

È possibile accedere a una visuale migliore guardandola dal lato opposto del tabellone. Utilizza una sfera di saldatura per la connettività elettrica.

Ricorda, i giunti di saldatura si formano sotto la confezione.

Si consiglia di eseguire l'ispezione utilizzando entrambi macchina a raggi X or Lente d'ingrandimento ottica.

Questo aiuterà a scoprire se c'è un cortocircuito sul pacchetto.

Ci sono alcune delle carenze che sono state identificate quando viene utilizzato il processo di matrice modellata BGA.

Ad esempio, parte della pasta saldante e delle palline di saldatura potrebbero sciogliersi ma non si uniscono.

Un altro difetto che è stato scoperto in MAPBGA è che la pasta saldante e la sfera saldante si fondono durante il riflusso da una stampa di pasta scadente

MAPBGA non è raccomandato per la riparazione perché potrebbe causare il danneggiamento di altri componenti della scheda.

Invece, possiamo fare rielaborazioni. Qui, l'intero dispositivo viene rimosso e successivamente sostituito con uno nuovo.

Una buona rielaborazione per MAPBGA comprende sei fasi per ottenere buone articolazioni.

Queste fasi includono la preparazione degli strumenti, la rimozione dell'intero pacchetto, il rifacimento del sito, la stampa della pasta saldante, il rimontaggio del pacchetto e la saldatura di rifusione.

4.2. Matrice a griglia di sfere di plastica

Questa è una scheda stampata o un circuito stampato standardizzato che viene utilizzato per costruire moduli. La sua superficie è sottile. È di circa > di 0.03 pollici.

Matrice della griglia della sfera di plastica

Matrice della griglia della sfera di plastica

Un chip e la superficie dove avviene la saldatura sono collegati tramite fili. Anche se è così, un dado a sei facce del Flip-chip può comunque essere collegato direttamente al PBGA.

Potrebbero essere 2 o 4 strati di substrati. Di solito è laminato utilizzando substrati di rame

4.3. Array di griglia a sfere a nastro

A differenza del vecchio BGA, i TBGA possono piegarsi facilmente, sono più leggeri e offrono contenuti migliori per i produttori di apparecchiature elettriche.

Matrice della griglia della sfera del nastro

Matrice di griglia a sfera a nastro – Foto per gentile concessione: PCB CART

I PCB Tape Ball Grid Array non formano fratture poiché non sviluppano stress. Sono flessibili e possono facilmente piegarsi.

A causa di questa caratteristica, è preferito dai produttori di dispositivi elettrici che assemblano dispositivi più leggeri.

4.4. Da pacchetto a pacchetto BGA

Qui i relativi collegamenti sono stampati sul circuito stampato. La logica distaccata viene quindi modellata verticalmente insieme al Ball Grid Array.

Pacchetto sul pacchetto BGA

Pacchetto sul pacchetto BGA – Foto per gentile concessione: Wikimedia

Più di un pacchetto può essere montato uno sull'altro e separato utilizzando una superficie standardizzata per indicare i segnali tra i pacchetti.

I circuiti integrati vengono utilizzati per mettere insieme logica discreta verticale e pacchetti BGA di memoria.

Ad esempio, fotocamere digitali, telefoni cellulari e assistenti digitali personali vengono confezionati utilizzando la tecnica di assemblaggio Package on Package BGA.

PBGA è stato ampiamente utilizzato solo in due configurazioni. Questi includono:

  • Stacking di memoria puro in cui solo due o più pacchetti di memoria vengono uniti insieme
  • Pacchetto a logica mista in cui il pacchetto di memoria è posizionato in alto e la logica che è la CPU è situata in basso.

Il vantaggio di Package to Package è che possiede i vantaggi dell'imballaggio tradizionale e delle tecniche di impilamento degli stampi.

Questo aiuta a ridurre le carenze di Package to Package.

La tecnica da pacchetto a pacchetto può essere utile in pacchetti più piccoli con connessioni elettriche più corte.

La maggior parte delle società di ingegneria dei semiconduttori che sono avanzate preferiscono utilizzare la tecnologia Package to Package.

4.5. Matrici a griglia di sfere in plastica rinforzate termicamente

Questo tipo di BGA ha un dissipatore di calore integrato che è molto critico per i dispositivi con un'elevata dissipazione del calore.

BGA termicamente conduttivo

BGA termicamente conduttivo – Foto per gentile concessione: Raffreddamento dell'elettronica

Ad esempio, televisione, automobile e altri dispositivi elettronici industriali.

Questa griglia a sfere in plastica termicamente migliorata aiuta a regolare il calore in modo che le sfere di saldatura non si surriscaldino.

Il surriscaldamento può causare fughe secche, rotture delle giunzioni e danni ad altri componenti della scheda.

4.6. Micro BGA

Questo è anche uno dei tipi di imballaggio Ball Grid Array. Principalmente è costituito da dimensioni di 0.04 millimetri tra le sfere di saldatura.

A volte le misure tra le sfere sono inferiori a 0.04 mm.

A causa di questo pacchetto più stretto delle palline, l'intero pacchetto è ridotto al minimo.

I pacchetti Micro BGA posizionati più vicini l'uno all'altro migliorano l'efficienza nell'uso del circuito stampato.

Capitolo 5: Come funziona il processo di assemblaggio BGA?

Il processo di assemblaggio BGA può anche essere definito profilatura termica. Il profilo termico è molto critico nel processo di assemblaggio del PCB.

Un profilo termico efficace si ottiene prendendo in considerazione le dimensioni BGA e le sfere BGA. Questi potrebbero essere con o senza piombo.

Processo di assemblaggio BGA

Processo di assemblaggio BGA

Quando il profilo termico è ottimizzato internamente a livello locale, c'è la prevenzione del riscaldamento interno BGA. Ciò riduce lo stress del giunto e i potenziali errori di assemblaggio del PCB.

Quando vengono seguite le procedure di gestione della qualità, qualsiasi vuoto viene mantenuto al di sotto del 25%.

Per i BGA senza piombo, è possibile utilizzare uno speciale profilo termico senza piombo per ridurre i problemi di palla aperta che si verificano quando la temperatura è bassa.

D'altra parte, i BGA con piombo subiscono anche uno speciale processo con piombo che previene le alte temperature. Le alte temperature fanno sì che i pin diventino più corti del previsto.

Attualmente, lo sviluppo dell'elettronica si sta allontanando da quelli che erano più pesanti, più spessi e meno avanzati. Sono diventati più leggeri, più sottili e più avanzati nelle prestazioni.

I produttori hanno dovuto affrontare sfide come l'affidabilità garantita, la qualità e il metodo di ispezione del dispositivo ai vecchi tempi.

Queste sfide hanno compromesso la qualità dei pacchetti di assemblaggio BGA fino a quando non sono state trovate soluzioni a queste sfide.

Pertanto, tutti i produttori vogliono conoscere queste soluzioni che sono fondamentali per il successo della produzione di tutti i dispositivi.

L'assemblaggio di BGA comprende:

  • Rielaborazione BGA
  • Reballing BGA

Onestamente, l'assemblaggio BGA richiede un'elevata precisione.

Questo perché una volta montati, diventano permanenti e possono essere solo rielaborati. Quindi lascia che ti guidi attraverso il processo di assemblaggio BGA.

L'assemblaggio BGA viene eseguito tramite la rilavorazione BGA e il reballing BGA. Esaminiamoli separatamente in modo più dettagliato.

5.1. Rielaborazione BGA

Rielaborare BGA non è un compito facile a meno che tu non abbia accesso all'attrezzatura giusta. Quando viene rilevato un problema in un BGA, ciò richiede una rielaborazione.

La procedura seguente viene utilizzata durante la rilavorazione BGA:

Figura 10 Rielaborazione BGA – Foto per gentile concessione: Circuit Technology Center

  • Il riscaldamento del BGA può essere fatto per sciogliere le saldature sottostanti. Dovresti assicurarti che mentre riscaldi il BGA, altri componenti sulla scheda dovrebbero avere poco o nessun effetto. Se vengono riscaldati, possono essere distrutti.
  • Prima di iniziare il rimontaggio di BGA, devi iniziare rimuovendo tutti gli elementi.
  • Assicurati che il sito sia pronto per il nuovo lavoro
  • Dopo aver ripulito il sito, applica la pasta saldante sulla superficie del circuito dove vuoi saldare le nuove sfere.
  • Cambia tutti i vecchi BGA e usa invece quelli nuovi.

È necessario disporre di tutti gli strumenti necessari per la rilavorazione. Questi includono un circuito stampato, saldatore, aiutante manuale, tronchesi, pinze a becchi sottili e ventosa per saldatura.

Tutti questi strumenti devono essere disponibili affinché la rilavorazione venga eseguita con successo. Questi strumenti includono:

5.2. Strumenti utilizzati nella saldatura

Affinché la saldatura possa essere eseguita, sono necessari strumenti specifici che devono essere utilizzati per ottenere le giunzioni desiderate.

Per questo motivo abbiamo diversi strumenti utilizzati durante il processo di saldatura. Tra questi includono:

Saldatore

Esistono in diverse dimensioni e per specifiche diverse. Anche il loro costo è diverso. Quindi puoi scegliere quello che puoi permetterti di acquistare.

La scelta di un saldatore può essere influenzata anche dal tipo di lavoro che si vuole fare. Un altro fattore è la superficie e le dimensioni del lavoro che intendi fare.

Ad esempio, per dispositivi fini e più piccoli, puoi scegliere di utilizzare saldatori più piccoli.

Alcuni saldatori hanno un regolatore di temperatura integrato mentre altri non hanno questo componente.

Per coloro che non dispongono di un regolatore di temperatura, l'effetto di raffreddamento si verifica quando i giunti di saldatura sono esposti all'aria.

D'altra parte, il saldatore che ha un regolatore di temperatura integrato ha un termostato che controlla la temperatura.

Specifiche del saldatore.

Poiché ci sono molti saldatori sul mercato, è diventato difficile sceglierne uno. Alcuni sono costosi mentre altri sono meno costosi.

Altri sono grandi mentre altri sono di piccole dimensioni.

Tuttavia, devi sceglierne uno da usare. Un buon saldatore ha caratteristiche specifiche incise in esso. Di seguito sono elencate alcune delle caratteristiche:

a) Dimensione

La scelta della dimensione del ferro pertinente dipende dal dispositivo e dalla natura della superficie della tavola su cui intendi lavorare.

Ad esempio, il lavoro fine consente solo l'uso di ferri più piccoli. D'altra parte, i dispositivi meno delicati possono essere eseguiti utilizzando grossi saldatori.

b) Uso del potere

A 40 watt, i ferri non a temperatura controllata sono in grado di generare buone articolazioni.

Questo può essere fatto per dispositivi pesanti. Per piccoli lavori di precisione, anche un watt compreso tra 15 e 25 può produrre un buon giunto.

c)Tensione

Regno Unito e Stati Uniti producono saldatori rispettivamente da 230 V CA e 115 V CA. Tuttavia, alcuni ferri possono utilizzare fino a 12 V.

d) Controllo della temperatura

Come abbiamo visto in precedenza, i ferri da stiro meno costosi non hanno la capacità incorporata di controllare la temperatura.

I ferri costosi hanno il termostato integrato che regola il calore in base alle impostazioni dell'utente. Puoi impostarlo a un livello di calore che desideri.

e) Protezione antistatica

L'elettricità statica può distruggere alcuni componenti durante la saldatura. È quindi fondamentale considerare di sapere se il ferro che stai acquistando ha una protezione antistatica.

f) In piedi

Durante la saldatura, dovresti avere un supporto. Questo supporto dovrebbe essere ben protetto.

g)Manutenzione

È molto importante acquistare un saldatore con pezzi di ricambio in modo che possa essere riparato il ferro in futuro.

La punta di saldatura richiede una sostituzione regolare perché non dura a lungo, sebbene il ferro stesso possa essere utilizzato per molti anni.

Anche per i costosi saldatori, è essenziale essere sicuri di ottenere i pezzi di ricambio una volta richiesta la sostituzione.

Pinza tagliafili

Le tronchesi possono essere scelte considerando dove verranno utilizzate. I tronchesi più piccoli vengono utilizzati principalmente per lavori PCB più fini.

Al contrario, le taglierine più grandi vengono utilizzate per lavori generici. I piccoli tronchesi si danneggiano quando vengono utilizzati per tagliare i fili in grandi lavori generali.

Contrariamente a ciò, le taglierine più grandi non fanno tagli netti per i circuiti stampati.

Tronchese

Tronchese

Pertanto si consiglia di utilizzare tronchesi piccoli per lavori piccoli e fini, mentre tronchesi grandi per lavori generali di grandi dimensioni.

In tal caso, vengono prodotti dispositivi di qualità e la manutenzione degli strumenti BGA di saldatura viene gestita a lungo termine.

Pinze

Le pinze a becchi sottili più piccoli vengono utilizzate per lavorare su circuiti stampati generali. Se si esegue un lavoro pesante, si consiglia di utilizzare pinze a becchi sottili più grandi.

PinzePinze

Ciò promuove la qualità e il lavoro ordinato. Non utilizzare piccole pinze per lavori pesanti o vice vasa poiché ciò comprometterebbe la qualità di un dispositivo.

Spellafili

La spelatura dei fili può essere eseguita utilizzando tronchesi, sebbene le spelafili siano specificamente pensate per quel lavoro.

Spellafili

Spellafili

A volte, è possibile utilizzare tronchesi poiché gli spelafili sono costosi.

Sebbene siano costosi da acquistare, rendono il lavoro molto più semplice. È molto più facile spelare i fili utilizzando spelafili che utilizzando tronchesi.

Ventosa per saldatura

Questo strumento viene utilizzato per rimuovere una saldatura difettosa da un giunto in modo che possa essere eseguita la rilavorazione.

Quando si desidera eseguire la rilavorazione, uno degli strumenti molto critici in quel particolare momento è la ventosa per saldatura.

Ventosa per saldatura

Ventosa per saldatura

Aiuta a estrarre in modo ordinato e preciso tutte le sfere di saldatura difettose in attesa di eseguire la rilavorazione. Senza questa ventosa di saldatura, può essere difficile rimuovere le sfere una volta montate.

Titolare

Questo è uno strumento utilizzato per tenere un filo in posizione durante la saldatura. A volte è chiamato "mano amica".

Si compone di un coccodrillo regolabile e di una clip a coccodrillo alle due estremità. Altri hanno un vetro che ingrandisce i fili per una corretta visualizzazione durante la saldatura.

Titolare

Titolare

Senza questo supporto, sono necessarie tre mani per tenere la saldatura, il ferro e la tavola. Pertanto, è fondamentale disporre di un supporto per saldare in modo accurato e con successo.

5.3. Area di lavoro di saldatura

È un fattore chiave da considerare se si intende avere una rilavorazione. Il luogo di esecuzione della saldatura deve avere una luce adeguata.

Questo per consentire all'utente di vedere chiaramente i giunti di saldatura e i componenti.

Inoltre, dovrebbe esserci una ventilazione adeguata. L'elevata ventilazione consente ai fumi della saldatura di uscire dalla stanza.

È necessario utilizzare un ventilatore relativamente piccolo per pulire i fumi dall'area di lavoro.

Non lavorare al buio, in un'area meno ventilata e vicino ai bambini più piccoli.

Capitolo 6: Preparazione per il processo di saldatura

Quando sei pronto per eseguire la saldatura devi fare alcuni preparativi prima di poter iniziare.

Assemblaggio griglia a sfere

Assemblaggio della griglia a sfere – Foto per gentile concessione: ThomasNet

  • La pulizia sia del sito che dei componenti della saldatura è fondamentale prima di poter iniziare il processo di saldatura.

Garantire che le superfici siano pulite è molto importante.

Pulire la scheda a circuito stampato utilizzando un solvente per rimuovere qualsiasi contaminazione che potrebbe essere sulla superficie della scheda.

Nel frattempo, dovresti evitare di toccare la superficie della tavola poiché ciò può contaminarla. La contaminazione compromette la qualità delle articolazioni.

  • In secondo luogo, utilizzando una pinza, rimuovere l'eventuale ossidazione dalla superficie della tavola. Se l'ossidazione non viene rimossa, i giunti di saldatura potrebbero non essere sufficientemente buoni.
  • Rendi ruvida la superficie dei connettori. Aiuta nella pulizia.

La pulizia di tutti i componenti BGA è essenziale poiché garantisce una corretta formazione delle articolazioni.

  • Infine, pulisci gli strumenti di saldatura come la punta di saldatura strofinandoli su una spugna bagnata contenente un solvente.

6.1. Realizzazione di giunti di saldatura

Con la pratica regolare della saldatura, è più facile realizzare giunti di saldatura con successo.

Una volta compreso il processo, puoi assicurarti che tutti i componenti richiesti si trovino in un luogo accessibile.

Cioè, un posto in cui puoi raggiungerli facilmente durante il processo di saldatura.

Assicurati di posizionare i componenti in un luogo privo di contaminazione. È l'unico modo per ottenere giunti di alta qualità.

Giunto a saldare

Giunto di saldatura – Foto per gentile concessione: EE Times

Posizionare i componenti di piombo in un foro passante in un circuito stampato prima di iniziare la saldatura.

  • Inizia fissando inizialmente le sfere di saldatura in modo lasco. Questo ti assicurerà di avere tutto il tempo quando scopri che c'è un errore e vuoi rimuoverlo.

Quando sono fissati saldamente, sarà difficile rimuovere quelli che non sono stati fissati correttamente. Pertanto si consiglia un fissaggio allentato nella fase iniziale.

Un fissaggio saldo porta al danneggiamento di altri componenti sulla superficie del PCB nel momento in cui vengono rimossi quelli difettosi.

  • Il prossimo passo è prendere una saldatura su una punta di saldatura e pulirla con una spugna bagnata. Quando si salda e il saldatore è caldo, si sporca facilmente.

La pulizia regolare del saldatore è fondamentale.

  • Posiziona la punta con la saldatura sul giunto e sciogli una quantità sufficiente di saldatura sul giunto. Se non riesci a fondere abbastanza saldatura sul giunto, il giunto non sarà abbastanza buono.
  • La saldatura richiede circa alcuni secondi. L'eccessiva fusione delle sfere di saldatura crea anche un giunto duro e asciutto che non è buono.

Questo può accadere quando il saldatore viene posizionato più a lungo sul giunto.

  • Dopo aver realizzato il giunto, togliere la punta di saldatura e attendere che il giunto si raffreddi. In questo modo, sarai in grado di realizzare diversi giunti di saldatura sul circuito stampato.

6.2. Saldatura Regole d'oro

Ci sono regole d'oro per la saldatura che dovrebbero essere prese in considerazione.

Quando si esegue la saldatura, è necessario rispettare alcune regole specifiche.

Queste regole sono molto vitali perché garantiscono la tua sicurezza come individuo e garantiscono anche giunti di buona qualità.

È necessario prendere varie considerazioni per ottenere i risultati desiderati. Prendi ad esempio; il saldatore è molto caldo.

Utilizzare sempre i supporti quando si utilizza il saldatore. Durante il processo di saldatura, fai attenzione a non bruciare le persone che potrebbero essere intorno a te con il ferro.

Si raccomanda di evitare la saldatura quando i bambini sono vicini al sito.

La pulizia del saldatore è molto importante. Quando il ferro è caldo, si contamina molto facilmente.

Usa una spugna bagnata per pulire il ferro regolarmente.

L'applicazione simultanea sia della saldatura che del ferro è molto critica per ottenere giunti migliori.

Posizionando la saldatura sulla punta e portandola al giunto non si ottengono buoni giunti. Pertanto, è consigliabile che sia la punta che la saldatura vengano applicati insieme contemporaneamente.

L'uso di troppa saldatura compromette la qualità dei giunti. Basta sciogliere abbastanza saldatura al giunto. Ricorda, qualsiasi tentazione di applicare più saldature si traduce in una scarsa formazione del giunto.

Tenere un ferro in un posto particolare provoca la formazione di giunture rigide e secche. Una volta formata una giuntura, staccare il ferro dalla giuntura in modo da permettere alla giuntura di raffreddarsi.

Ultimo ma non meno importante, acquisire competenze su come saldare è molto critico per chiunque abbia interesse nella saldatura di dispositivi elettronici.

Assicurati che vengano create buone articolazioni ogni volta. È un modo sicuro per garantire che i tuoi circuiti funzionino in modo efficiente.

Inoltre, le tue articolazioni staranno bene.

Il rispetto di queste regole promuove l'affidabilità dei dispositivi assemblati BGA.

6.3. Tipi di saldatori

Esistono due categorie principali di saldatori. Sono come illustrato di seguito:

Ferro di base ad aria controllata

Questo tipo di ferro non ha il regolatore di temperatura. Si basa sull'aria per il controllo della temperatura.

L'esposizione del giunto saldato all'aria favorisce il raffreddamento dei giunti durante il processo di saldatura.

Inoltre, questo tipo di ferro è molto economico e può essere utilizzato per saldare una varietà di dispositivi.

Ferro da stiro a temperatura controllata

Questo tipo ha un regolatore di temperatura integrato. Utilizza un termostato per controllare la temperatura del bit.

È possibile regolare il calore al livello desiderato.

Produce una buona giuntura. Tuttavia, è molto costoso rispetto a quello di base.

6.4. BGA Reballing

Il reballing BGA è il processo di rimozione delle vecchie sfere di saldatura, quindi la sostituzione con quelle nuove. Ci sono numerose ragioni per il re-balling.

I seguenti possono essere un motivo per il re-balling:

  • Nel caso in cui un dispositivo venga accidentalmente staccato da un PCB, è necessario riposizionarlo sulla scheda.
  • Quando il dispositivo è stato saldato nella lega sbagliata, è possibile eseguire il reballing per sostituire le sfere di saldatura.
  • Un altro motivo per il reballing è consentire l'analisi del fallimento.

Il metodo di re-balling dipende da:

  • Volume di lavoro da svolgere
  • Tipo di pacchetto
  • Lega posizionata sul tabellone.

Per piccoli pacchetti, dovrebbero essere utilizzati strumenti di piccole dimensioni. D'altra parte, quando il lavoro prevede lavori pesanti, gli strumenti più grandi sono rilevanti.

ReballingReballing

Pertanto, sia la rilavorazione che il reballing comportano tutti i processi di assemblaggio BGA di base.

Capitolo 7: Capacità di assemblaggio BGA

Le capacità di BGA sono molte. Queste sono alcune delle capacità che lo distinguono tra le altre tecniche di confezionamento.

I circuiti ad alta densità vengono creati quando le sfere di saldatura vengono saldate accuratamente nei fori passanti senza alcun crossover.

C'è spazio ridotto tra le palle. Per questo motivo, c'è un'alta densità di circuiti sui dispositivi che sono stati assemblati tramite BGA.

Conduzione di calore

I pacchetti BGA hanno ridotto il surriscaldamento. Questo perché BGA consente al calore di passare dal circuito integrato all'esterno.

Conduzione del calore in PCB BGA

Conduzione del calore in PCB BGA

A causa di questa caratteristica unica, BGA è classificato tra i pacchetti affidabili.

Inoltre, i problemi relativi all'interferenza con i circuiti sono limitati quando si tratta dell'uso del pacchetto BGA.

Ciò è dovuto principalmente al fatto che le sfere di saldatura sono di dimensioni inferiori. Di conseguenza, possiede una caratteristica di induttanza inferiore.

Saldatura BGA

Una saldatura è un materiale che fonde attorno a un giunto che dopo il raffreddamento è in grado di condurre il calore.

La saldatura è uno dei processi critici utilizzati nella produzione di dispositivi elettronici. Consente di unire elettronicamente i componenti elettronici.

La saldatura richiede una quantità di saldatura accuratamente controllata che una volta riscaldata si scioglie.

Dovresti scegliere una composizione e una temperatura della lega di saldatura. È l'unico modo per promuovere una buona separazione tra le sfere di saldatura.

E, naturalmente, se vuoi le giunture giuste, è importante scegliere strumenti e accessori appropriati.

Alcuni degli strumenti più comuni includono:

  • Saldatore
  • Pinza tagliafili
  • Pinze a becchi sottili
  • Spellafili
  • Ventose per saldatura
  • Portafili tra gli altri

Inoltre, l'area di lavoro deve avere luce sufficiente e ventilazione adeguata durante il processo di saldatura.

Rilavorazione BGA

Rielaborare BGA non è un compito facile a meno che tu non abbia accesso all'attrezzatura giusta. Quando viene rilevato un problema in un BGA, ciò richiede una rielaborazione.

La procedura seguente viene utilizzata durante la rilavorazione BGA:

  • Il riscaldamento del BGA può essere fatto per sciogliere le saldature sottostanti. Dovresti assicurarti che mentre riscaldi il BGA, altri componenti sulla scheda dovrebbero avere poco o nessun effetto.

I componenti potrebbero essere distrutti.

  • Prima di iniziare il rimontaggio di BGA, devi iniziare rimuovendo tutti gli elementi.
  • Assicurati che il sito sia pronto per il nuovo lavoro.
  • Dopo aver ripulito il sito, applica la pasta saldante sulla superficie del circuito dove vuoi saldare le nuove sfere.
  • Cambia tutti i vecchi BGA e usa invece quelli nuovi.
  • Eseguire il processo di riflusso.

BGA Reballing

Significa che le vecchie sfere di saldatura vengono rimosse e sostituite utilizzando quelle nuove.

I seguenti possono essere un motivo per il re-balling:

  • Quando un dispositivo viene accidentalmente staccato da un PCB, è necessario riposizionarlo sulla scheda.
  • Inoltre, quando il dispositivo è stato saldato nella lega sbagliata, è possibile eseguire il reballing per cambiare le sfere di saldatura.
  • Un altro motivo per il reballing è consentire l'analisi del fallimento.

Il metodo di rigonfiamento dipende dal volume di lavoro da svolgere, dal tipo di confezione e dalla lega posizionata sulla tavola.

Capitolo 8: Come testiamo la scheda di assemblaggio BGA?

Dopo qualsiasi assemblaggio PCB e lavoro di progettazione, il test e la valutazione della qualità sono importanti.

È possibile utilizzare varie macchine per identificare i problemi e risolverli in tempo.

Ad esempio, abbiamo una macchina a raggi X, macchine per la scansione CT industriale, microscopi speciali ed endoscopi.

Con queste macchine di ispezione, è possibile identificare i problemi associati a saldature eccessive, furto di saldature, disallineamento dei componenti, ponti e sfere di saldatura mancanti.

Questo perché queste macchine possono vedere attraverso le sfere di saldatura.

Ricorda, l'attrezzatura di ispezione aiuta a verificare che ogni saldatura sia posizionata correttamente.

Rassicura inoltre che ogni contatto con la scheda rimanga intatto.

Anche se le macchine di ispezione sono buone, ha alcune battute d'arresto.

Ad esempio, è diventato difficile distinguere tra parti che si trovano nella stessa posizione.

Naturalmente, questa eccezione si applica quando si guarda il tabellone dal lato opposto.

Gli strumenti utilizzati per l'ispezione aiutano a integrare l'accuratezza del posizionamento della palla. Aiuta anche a garantire che la qualità del dispositivo sia buona.

Diamo un'occhiata ad alcune delle tecniche di ispezione più comuni:

Ispezione a raggi X dell'Assemblea BGA

A volte, la pasta per la saldatura può essere applicata nel modo sbagliato. Inoltre, le palline possono sciogliersi parzialmente.

Tutti questi sono problemi riscontrati durante il montaggio e potrebbero essere identificati attraverso una macchina di indagine a raggi X.

Ispezione a raggi X

Ispezione a raggi X.

L'intervallo tra le palline può essere determinato attraverso i calcoli effettuati utilizzando un calcolatore di analisi software a raggi X.

Normalmente, questo calcolo aiuta a saldare le sfere all'interno dell'intervallo IPC consigliato.

Ispezione ottimale del giunto di saldatura

Questa apparecchiatura controlla la posizione, la polarità di presenza e il giunto di saldatura. Valuta la qualità di un dispositivo una volta prodotto.

Ispezione PCB

Ispezione PCB

In questo caso viene utilizzata una macchina per visualizzare il dispositivo che è stato saldato.

Capitolo 9: Come scegliere le macchine di assemblaggio BGA

La scelta della giusta macchina di assemblaggio BGA richiede esperienza, manualità e talento individuale.

È importante avere un operatore esperto in grado di gestire la tua rilavorazione BGA.

La scelta delle macchine di assemblaggio BGA ha posto sfide a manager, progettisti, ingegneri e tecnici di rilavorazione.

All'inizio, quando le tecniche BGA erano state appena innovate, venivano utilizzati strumenti semplici come lo strumento dissaldante e le lenti di ingrandimento.

Inoltre, lo strumento dissaldante è stato utilizzato per eseguire tutta la rilavorazione mentre le lenti di ingrandimento sono state utilizzate per ispezionare la qualità del dispositivo confezionato.

Questi non erano abbastanza buoni e la qualità dei dispositivi prodotti non era buona.

Attualmente, si consiglia una macchina BGA invece di una semplice stazione di rilavorazione utilizzata inizialmente.

Inoltre, si consiglia una macchina a raggi X per l'ispezione articolare invece del semplice microscopio o lente d'ingrandimento utilizzati prima delle scoperte.

Inizialmente è stato utilizzato un assemblatore di livello superiore. Tuttavia, a causa dello sviluppo tecnologico, ciò di cui hai bisogno è un operatore esperto.

Questo personale deve avere competenze informatiche.

Lui o lei deve essere in grado di comprendere i problemi della pasta saldante.

Macchina BGA

Macchina BGA

Oltre a questo, deve possedere buone capacità di destrezza. Inoltre, essere in grado di utilizzare una macchina a raggi X durante l'ispezione dei giunti di saldatura.

Inoltre, l'operatore dovrebbe avere conoscenza dell'interpretazione delle immagini a raggi X. Così, può essere in grado di riconoscere se ci sono errori commessi durante il processo di saldatura.

Per prima cosa, procurati gli esperti in grado di utilizzare le macchine BGA. Quindi ora puoi andare avanti e scegliere la macchina di assemblaggio BGA.

Di solito usano la loro precedente esperienza per identificare quale macchina di assemblaggio BGA ha prodotto buoni risultati nel loro precedente assemblaggio.

Capitolo 10: Applicazione delle tecniche di assemblaggio BGA

Le tecniche di assemblaggio BGA sono oggi comuni in molte applicazioni.

Come indicato in precedenza, le confezioni BGA producono giunti resistenti. Quando si ispeziona il BGA con una macchina a raggi X, producono buoni risultati di giunti di saldatura.

Alcune delle principali applicazioni della tecnica BGA includono:

  • Un circuito integrato in computer, TV, telefoni cellulari e molti altri dispositivi elettronici.
  • Sistemi elettronici doppi in linea o piatti
  • Applicazioni aviotrasportate militari
  • Industria automobilistica
  • Elettronica di consumo, ,

In breve, l'assemblaggio della griglia a sfere gioca un ruolo importante in molte industrie elettriche ed elettroniche.

Conclusione

Il pacchetto di assemblaggio BGA è molto importante nello sviluppo tecnologico nel mondo attuale.

Anche se presenta alcune carenze, il suo contributo alle industrie che producono dispositivi elettrici si è dimostrato affidabile, efficiente e di alta qualità.

Pertanto, con l'avanzare della tecnologia, c'è la speranza che anche il pacchetto di assemblaggio BGA continui ad avanzare.

Questo perché c'è interesse nell'uso della tecnologia di assemblaggio BGA da parte della maggior parte delle industrie di produzione elettrica