BGA 부품의 솔더 볼 문제 및 해결 방법

BGA 부품의 솔더 볼 문제는 부품의 성능 저하로 이어질 수 있는 일반적인 문제입니다. 이러한 문제는 솔더 볼 박리 또는 산화로 인해 발생합니다. 다행히도 해결 방법은 간단하며 복잡한 기술 지식이 필요하지 않습니다. 이러한 솔루션은 부품의 추가 손상을 방지하는 데 도움이 됩니다.

솔더 볼 박리

BGA 부품은 일반적으로 "헤드 인 필로우 결함"이라고 하는 솔더 볼과 관련된 문제가 발생하기 쉽습니다. 이 문제는 두 금속 표면이 솔더 볼에 의해 기계적으로 연결될 때 발생합니다. 볼과 땜납 사이의 접촉량은 납땜 공정과 부품에 가해지는 열과 압력에 따라 달라집니다. 이 결함의 원인과 이를 예방하기 위한 해결책을 이해하기 위해 여러 연구가 수행되었습니다.

BGA에 결함이 있으면 제품 기능에 심각한 영향을 미칠 수 있습니다. 일반적인 해결 방법은 영향을 받는 부품을 새 부품으로 교체하는 것입니다. 그러나 이 솔루션은 문제가 많고 비용이 많이 들 수 있습니다. 더 나은 대안은 BGA 부품을 리볼링하는 것입니다. 기술자가 영향을 받은 부품을 제거하고 노출된 부분에 새 납땜을 설치해야 합니다.

솔더 볼 문제를 방지하려면 올바른 테스트 소켓을 사용하는 것이 중요합니다. 테스트 소켓에는 클로형 소켓과 니들 포인트 소켓의 두 가지 유형이 있습니다. 전자는 솔더 볼이 팽창하여 변형되는 반면, 후자는 솔더 볼에 부딪힘과 마모를 유발합니다.

솔더 볼 산화

BGA 부품의 솔더 볼 산화 문제는 전자 제품 제조에서 점점 더 큰 문제로 대두되고 있습니다. 이러한 결함은 솔더 리플로우 공정 중에 용융된 솔더 페이스트와 BGA/CSP 부품 솔더 구의 불완전한 병합으로 인해 발생합니다. 이러한 결함은 무연 및 주석 납 납땜 어셈블리 모두에 영향을 미칩니다. 그러나 이러한 문제를 완화할 수 있는 방법이 있습니다.

이 문제를 방지하는 한 가지 방법은 반액체 상태의 솔더 페이스트를 사용하는 것입니다. 이렇게 하면 볼이 가열될 때 단락되지 않습니다. 견고한 솔더 조인트를 보장하기 위해 사용되는 솔더 합금은 신중하게 선택됩니다. 이 합금도 반액체이기 때문에 개별 볼이 인접한 볼과 분리된 상태를 유지할 수 있습니다.

솔더 볼의 산화를 방지하는 또 다른 방법은 취급 중에 BGA 부품을 보호하는 것입니다. 운송 또는 배송 시 BGA 부품을 정전기가 발생하지 않는 폼 팔레트에 넣어야 합니다. 이렇게 하면 솔더 볼과 소켓의 산화 과정을 지연시킬 수 있습니다.

솔더 볼 제거

BGA 부품의 솔더 볼 제거는 매우 중요한 공정입니다. 솔더 볼을 제대로 제거하지 않으면 BGA 부품이 손상되어 제품이 지저분해질 수 있습니다. 다행히도 BGA 부품에서 볼을 제거하는 방법에는 여러 가지가 있습니다. 첫 번째 방법은 진공을 사용하여 잔류 땜납을 제거하는 것입니다. 두 번째 방법은 수용성 페이스트 플럭스를 사용하는 것입니다.

대부분의 경우 가장 비용 효율적인 방법은 리볼링입니다. 이 공정은 무연 솔더 볼을 납이 함유된 볼로 교체하는 것입니다. 이 방법을 사용하면 BGA 부품의 기능을 유지할 수 있습니다. 이 프로세스는 특히 구성 요소를 정기적으로 사용하는 경우 전체 보드를 교체하는 것보다 훨씬 더 효율적입니다.

공정을 시작하기 전에 기술자는 BGA 부품을 조사해야 합니다. 장치를 만지기 전에 솔더 볼의 크기와 모양을 평가해야 합니다. 또한 사용할 솔더 페이스트와 스텐실 유형을 결정해야 합니다. 고려해야 할 다른 요소로는 솔더의 유형과 부품의 화학 성분이 있습니다.

솔더 볼 리볼링

BGA 부품의 솔더 볼 리볼링은 전자 어셈블리의 재작업이 수반되는 공정입니다. 이 공정에는 리플로 납땜과 스텐실이 필요합니다. 스텐실에는 솔더 볼이 들어갈 구멍이 있습니다. 최상의 결과를 얻기 위해 스텐실은 고품질 강철로 만들어집니다. 스텐실은 뜨거운 공기총이나 BGA 기계로 가열할 수 있습니다. 스텐실은 BGA 리볼링 공정에 필요하며 솔더 볼이 정확한 위치에 맞도록 도와줍니다.

BGA 부품을 리볼링하기 전에 공정에 맞게 PCB를 준비하는 것이 중요합니다. 이렇게 하면 부품 손상을 방지할 수 있습니다. 먼저 PCB를 예열합니다. 이렇게 하면 솔더 볼이 용융될 수 있습니다. 다음으로 로봇 디볼 시스템이 매트릭스 트레이에서 부품 행을 픽업합니다. 솔더 볼에 플럭스를 도포합니다. 그런 다음 프로그래밍된 예열 단계를 거칩니다. 그 후 동적 솔더 웨이브가 보드에서 불필요한 볼을 제거합니다.

대부분의 경우 BGA 부품을 리볼링하는 것이 기판 전체를 교체하는 것보다 더 경제적입니다. 특히 정기적으로 작동하는 기계에 사용되는 경우 기판 전체를 교체하는 것은 비용이 많이 들 수 있습니다. 이러한 경우 리볼링이 최선의 선택입니다. 솔더 볼을 새 볼로 교체하면 보드가 더 높은 온도를 견딜 수 있어 보드 수명이 향상됩니다.