Problemer med loddekugler i BGA-komponenter og deres afhjælpning

Problemer med loddekugler i BGA-komponenter er almindelige problemer, der kan føre til forringelse af komponenterne. Problemerne skyldes delaminering eller oxidering af loddekuglerne. Heldigvis er løsningerne enkle og kræver ikke nogen kompleks teknisk viden. Disse løsninger vil hjælpe dig med at forhindre yderligere skader på dine komponenter.

Delaminering af loddekugler

BGA-komponenter er tilbøjelige til at få problemer med loddekugler, ofte kaldet "head-in-pillow defects". Problemet opstår, når to metaloverflader forbindes mekanisk, ofte med en loddekugle. Mængden af kontakt mellem kuglen og loddetinnet varierer afhængigt af loddeprocessen og den varme og det tryk, der påføres delene. Der er foretaget flere undersøgelser for at forstå årsagen til denne defekt og løsningerne til at forhindre den.

En defekt BGA kan have alvorlige konsekvenser for produktets funktionalitet. En typisk løsning er at udskifte den berørte komponent med en ny. Men denne løsning kan være problematisk og dyr. Et bedre alternativ er at reball'e BGA-komponenten. Det kræver, at en tekniker fjerner de berørte komponenter og installerer nyt loddetin i de blottede områder.

For at undgå problemer med loddekugler er det vigtigt at bruge den rigtige teststikdåse. Der findes to typer teststik: kloformede stik og nålespidsstik. Førstnævnte får loddekuglen til at udvide sig og blive deformeret, mens sidstnævnte forårsager stød og slid på loddekuglen.

Oxidation af loddekugler

Problemer med oxidering af loddekugler på BGA-komponenter er et voksende problem inden for elektronikproduktion. Disse defekter skyldes ufuldstændig sammensmeltning af BGA/CSP-komponentens loddekugler med smeltet loddepasta under loddeprocessen. Disse defekter påvirker både blyfri og tin-bly-loddede samlinger. Der er dog måder at afhjælpe disse problemer på.

En måde at undgå dette problem på er at bruge loddepasta, der er halvflydende. Det sikrer, at kuglen ikke kortslutter, når den opvarmes. For at sikre en solid loddeforbindelse vælges den anvendte loddelegering omhyggeligt. Denne legering er også halvflydende, hvilket gør det muligt for de enkelte kugler at forblive adskilt fra deres nabokugler.

En anden måde at forhindre oxidation af loddekugler på er at beskytte dine BGA-komponenter under håndtering. Når du transporterer eller sender, skal du sørge for, at dine BGA-komponenter placeres i en ikke-statisk skumpalle. Det vil forsinke oxidationsprocessen af loddekugler og sokler.

Fjernelse af loddekugler

Fjernelse af loddekugler til BGA-komponenter er en kritisk proces. Hvis loddekuglen ikke fjernes korrekt, kan BGA-komponenten blive beskadiget og resultere i et rodet produkt. Heldigvis er der flere måder at fjerne kuglen fra BGA-komponenter på. Den første måde er at bruge et vakuum til at fjerne eventuelle lodderester. En anden måde er at bruge en vandopløselig fluxpasta.

I mange tilfælde er den mest omkostningseffektive metode reballing. Denne proces erstatter blyfri loddekugler med blyholdige. Denne metode sikrer, at BGA-komponenten bevarer sin funktionalitet. Processen er meget mere effektiv end at udskifte hele printkortet, især hvis komponenten bruges regelmæssigt.

Før processen påbegyndes, bør en tekniker undersøge BGA-komponenter. Før han eller hun rører ved enheden, skal han eller hun vurdere loddekuglernes størrelse og form. Desuden skal han eller hun bestemme, hvilken type loddepasta og stencil der skal bruges. Andre faktorer, der skal overvejes, er typen af loddemetal og komponenternes kemi.

Omlodning af kugler

Lodning af BGA-komponenter er en proces, der involverer omarbejdning af elektroniske samlinger. Denne proces kræver reflow-lodning og en stencil. Stencilen har huller, som loddekuglerne passer ind i. For at opnå de bedste resultater er stencilen lavet af stål af høj kvalitet. Stencilen kan opvarmes med en varmluftpistol eller en BGA-maskine. Stencilen er nødvendig for BGA reballing-processen og hjælper med at sikre, at loddekuglerne passer ind på de rigtige steder.

Før en BGA-komponent reballes, er det vigtigt at forberede printkortet til processen. Det vil forhindre skader på komponenterne. Først forvarmes printkortet. Det gør det muligt for loddekuglerne at blive smeltet. Derefter tager robotten en række komponenter fra en matrixbakke. Den påfører flux på loddekuglerne. Derefter kører den gennem et programmeret forvarmningstrin. Derefter fjerner en dynamisk loddebølge de uønskede kugler fra printpladen.

I mange tilfælde er det mere økonomisk at reball'e en BGA-komponent end at udskifte hele printkortet. Udskiftning af et helt printkort kan være dyrt, især hvis det bruges i maskiner, der kører regelmæssigt. I sådanne tilfælde er reballing den bedste løsning. Ved at udskifte loddekuglerne med nye kan printkortet modstå højere temperaturer, hvilket forbedrer printkortets levetid.