BGA-komponenttien juotospallo-ongelmat ja niiden korjaustoimenpiteet

BGA-komponenttien juotospallo-ongelmat ovat yleisiä ongelmia, jotka voivat johtaa komponenttien heikkenemiseen. Nämä ongelmat johtuvat juotospallojen delaminaatiosta tai hapettumisesta. Onneksi korjaustoimenpiteet ovat yksinkertaisia eivätkä vaadi monimutkaista teknistä osaamista. Näiden ratkaisujen avulla voit estää komponenttien lisävahinkojen syntymisen.

Juotospallon delaminaatio

BGA-komponentit ovat alttiita juotospalloihin liittyville ongelmille, joita kutsutaan yleisesti "head-in-pillow-virheiksi". Ongelma ilmenee, kun kaksi metallipintaa on mekaanisesti yhteydessä toisiinsa, usein juotospallon avulla. Pallon ja juotteen välisen kosketuksen määrä vaihtelee juotosprosessin ja osiin kohdistuvan lämmön ja paineen mukaan. On tehty useita tutkimuksia tämän vian syyn ymmärtämiseksi ja sen estämiseksi tarvittavien korjaustoimenpiteiden löytämiseksi.

Viallisella BGA-kortilla voi olla vakavia vaikutuksia tuotteen toimivuuteen. Tyypillinen korjaustoimenpide on vaihtaa kyseinen komponentti uuteen. Tämä ratkaisu voi kuitenkin olla ongelmallinen ja kallis. Parempi vaihtoehto on BGA-komponentin uudelleenpallotus. Se edellyttää, että teknikko poistaa vaurioituneet komponentit ja asentaa uudet juotokset paljaille alueille.

Juotospallo-ongelmien välttämiseksi on tärkeää käyttää oikeaa testipistorasiaa. Testipistorasioita on kahta tyyppiä: kynnenmuotoisia pistorasioita ja neulanmuotoisia pistorasioita. Edellinen aiheuttaa juotospallon laajenemisen ja muodonmuutoksen, kun taas jälkimmäinen aiheuttaa juotospalloon kolhuja ja kulumista.

Juotospallon hapettuminen

BGA-komponenttien juotospallojen hapettumisongelmat ovat kasvava ongelma elektroniikan valmistuksessa. Nämä viat johtuvat BGA/CSP-komponenttien juotospallojen epätäydellisestä sulamisesta sulan juotospastan kanssa juotteen uudelleenjuottoprosessin aikana. Nämä viat vaikuttavat sekä lyijyttömiin että tina- ja lyijyjuotettuihin kokoonpanoihin. On kuitenkin olemassa keinoja näiden ongelmien lieventämiseksi.

Yksi tapa välttää tämä ongelma on käyttää juotospastaa, joka on puoliksi nestemäistä. Näin varmistetaan, että pallo ei pääse oikosulkuun kuumennettaessa. Kiinteän juotosliitoksen varmistamiseksi käytettävä juotosseos valitaan huolellisesti. Tämä seos on myös puoliksi nestemäinen, jolloin yksittäiset pallot pysyvät erillään naapuripalloista.

Toinen tapa estää juotospallojen hapettuminen on suojata BGA-komponentit käsittelyn aikana. Kun kuljetat tai lähetät, varmista, että BGA-komponentit on sijoitettu ei-staattiseen vaahtomuovilavaan. Tämä viivästyttää juotospallojen ja -liitäntöjen hapettumisprosessia.

Juotospallon poisto

BGA-komponenttien juotospallojen poisto on kriittinen prosessi. Jos juotospalloa ei poisteta kunnolla, BGA-komponentti voi vaurioitua ja aiheuttaa sotkuisen tuotteen. Onneksi on useita tapoja poistaa kuula BGA-komponenteista. Ensimmäinen tapa on poistaa mahdolliset juotosjäämät tyhjiön avulla. Toinen tapa on käyttää vesiliukoista tahnavuotoa.

Monissa tapauksissa kustannustehokkain menetelmä on uudelleenpallotus. Tässä prosessissa lyijyttömät juotospallot korvataan lyijyllisillä. Tällä menetelmällä varmistetaan, että BGA-komponentti säilyttää toimintakykynsä. Prosessi on paljon tehokkaampi kuin koko levyn vaihtaminen, varsinkin jos komponenttia käytetään säännöllisesti.

Ennen prosessin aloittamista teknikon on tutkittava BGA-komponentteja. Ennen kuin hän koskettaa laitetta, hänen on arvioitava juotospallojen koko ja muoto. Lisäksi hänen on määriteltävä käytettävän juotospastan ja kaavion tyyppi. Muita huomioon otettavia tekijöitä ovat juotostyyppi ja komponenttien kemia.

Juotospallojen uudelleenpallotus

BGA-komponenttien juotospallojen uudelleenpallotus on prosessi, johon kuuluu elektronisten kokoonpanojen uudelleenkäsittely. Prosessi edellyttää reflow-juottamista ja kaavaimen käyttöä. Sabluunassa on reikiä, joihin juotospallot sopivat. Parhaan tuloksen saavuttamiseksi kaavio valmistetaan korkealaatuisesta teräksestä. Sablooni voidaan lämmittää kuumailmapuhaltimella tai BGA-koneella. Sablooni on välttämätön BGA-levyjen uudelleenpallotusprosessissa, ja se auttaa varmistamaan, että juotospallot asettuvat oikeille paikoilleen.

Ennen BGA-komponentin uudelleenpallotusta on tärkeää valmistella piirilevy prosessia varten. Näin estetään komponenttien vaurioituminen. Ensin piirilevy esilämmitetään. Tämä mahdollistaa juotospallojen sulamisen. Seuraavaksi robottipoistojärjestelmä poimii komponenttirivin matriisialustalta. Se levittää juotospalloihin juoksevaa ainetta. Sitten se käy läpi ohjelmoidun esilämmitysvaiheen. Tämän jälkeen dynaaminen juotosaalto poistaa ei-toivotut pallot levystä.

Monissa tapauksissa BGA-komponentin uudelleenpallotus on edullisempaa kuin koko piirilevyn vaihtaminen. Koko levyn vaihtaminen voi olla kallista, varsinkin jos sitä käytetään säännöllisesti toimivissa koneissa. Tällaisissa tapauksissa uudelleenpallotus on paras vaihtoehto. Kun juotoskuulat korvataan uusilla, levy kestää korkeampia lämpötiloja, mikä parantaa levyn pitkäikäisyyttä.