BGA部品のはんだボール問題とその対策

BGA部品のはんだボールの問題は、部品の劣化につながる一般的な問題です。これらの問題は、はんだボールの剥離や酸化によって引き起こされます。幸い、対処法は簡単で、複雑な専門知識は必要ありません。これらの解決策は、部品のさらなる損傷を防ぐのに役立ちます。

はんだボール剥離

BGA部品は、一般に「ヘッド・イン・ピロー欠陥」と呼ばれる、はんだボールに関連した問題を起こしやすい。この問題は、2つの金属表面が機械的に接続されるときに発生し、多くの場合、はんだボールによって接続されます。はんだボールとはんだの接触量は、はんだ付けプロセスや部品に加えられる熱と圧力によって異なります。この欠陥の原因と防止策を理解するために、いくつかの研究が行われてきた。

欠陥のあるBGAは、製品の機能に深刻な影響を及ぼす可能性があります。典型的な救済策は、影響を受けたコンポーネントを新しいものと交換することです。しかし、この解決策には問題と費用が伴います。より良い選択肢は、BGAコンポーネントをリボールすることです。これには、技術者が影響を受けた部品を取り外し、裸の部分に新しいはんだを取り付ける必要があります。

はんだボールの問題を防ぐためには、正しいテストソケットを使用することが重要です。テストソケットには、爪状のソケットと針状のソケットの2種類があります。前者ははんだボールの膨張や変形を引き起こし、後者ははんだボールへの衝撃や摩耗を引き起こします。

はんだボールの酸化

BGA部品のはんだボール酸化の問題は、電子機器製造において増加しつつある問題です。これらの欠陥は、はんだリフロー工程でBGA/CSPコンポーネントのはんだ球と溶融はんだペーストが不完全に融合することによって発生します。これらの欠陥は、鉛フリーおよび錫鉛はんだアセンブリの両方に影響します。しかし、これらの問題を軽減する方法があります。

この問題を避ける一つの方法は、半流動性のソルダーペーストを使うことである。こうすることで、加熱時にボールがショートすることがなくなります。強固なはんだ接合を保証するために、使用するはんだ合金は慎重に選択される。この合金も半流動性であるため、個々のボールが隣接するボールから分離した状態を保つことができる。

はんだボールの酸化を防ぐもう 1 つの方法は、取り扱い中に BGA 部品を保護することです。輸送や出荷の際には、BGA部品が静電気を帯びない発泡パレットに置かれていることを確認してください。これにより、はんだボールとソケットの酸化プロセスを遅らせることができます。

はんだボール除去

BGA部品のはんだボール除去は重要なプロセスです。はんだボールが適切に除去されないと、BGA部品が損傷し、製品が汚れる可能性があります。幸いなことに、BGA部品からボールを除去する方法はいくつかあります。第一の方法は、真空を使用して残留はんだを除去することです。第二の方法は、水溶性ペーストフラックスを使用することです。

多くの場合、最も費用対効果の高い方法はリボールである。この工程では、無鉛はんだボールを有鉛はんだボールに置き換えます。この方法により、BGA部品はその機能を確実に保持します。このプロセスは、特にその部品が定期的に使用されている場合、基板全体を交換するよりもはるかに効率的です。

プロセスを開始する前に、技術者はBGA部品を調査する必要がある。デバイスに触れる前に、はんだボールのサイズと形状を見極める必要がある。さらに、使用するはんだペーストとステンシルの種類を決定する必要があります。その他に考慮すべき点は、はんだの種類と部品の化学的性質である。

はんだボールリボーリング

BGAコンポーネントのはんだボールリボールは、電子アセンブリの再加工を伴うプロセスです。このプロセスには、リフローはんだ付けとステンシルが必要です。ステンシルには、はんだボールをはめ込むための穴があります。最良の結果を得るために、ステンシルは高品質のスチール製である。ステンシルは、ホットエアガンまたはBGAマシンで加熱することができます。ステンシルはBGAのリボール工程に必要で、はんだボールが正しい位置に収まるようにします。

BGA部品をリボールする前に、PCBを準備することが重要です。これにより、部品の損傷を防ぐことができる。まず、PCBを予熱します。これにより、はんだボールが溶融状態になります。次に、ロボット・デボール・システムがマトリックス・トレイから部品の列をピックアップします。はんだボールにフラックスを塗布します。その後、プログラムされた予熱段階を通過する。その後、ダイナミックソルダーウェーブが基板から不要なボールを取り除きます。

多くの場合、BGA部品の再ボール化は、基板全体を交換するよりも経済的です。基板全体の交換は、特に定期的に稼働する機械に使用されている場合、コストがかかる可能性があります。そのような場合は、リボールするのが最良の選択肢です。はんだボールを新しいものに交換することで、基板はより高い温度に耐えることができ、基板の寿命が向上します。