Problemas com esferas de solda de componentes BGA e suas soluções

Os problemas com as esferas de solda dos componentes BGA são problemas comuns que podem levar à deterioração dos componentes. Estes problemas são causados pela delaminação ou oxidação da esfera de solda. Felizmente, as soluções são simples e não requerem qualquer conhecimento técnico complexo. Estas soluções ajudá-lo-ão a evitar mais danos nos seus componentes.

Delaminação da esfera de solda

Os componentes BGA são propensos a problemas relacionados com as esferas de solda, normalmente designados por "defeitos de cabeça em almofada". O problema ocorre quando duas superfícies metálicas são ligadas mecanicamente, frequentemente por uma esfera de solda. A quantidade de contacto entre a esfera e a solda varia consoante o processo de soldadura e o calor e a pressão aplicados às peças. Foram efectuados vários estudos para compreender a causa deste defeito e as soluções para o evitar.

Um BGA defeituoso pode ter efeitos graves na funcionalidade do produto. Uma solução típica é substituir o componente afetado por um novo. No entanto, esta solução pode ser problemática e dispendiosa. A melhor alternativa é substituir o componente BGA. Para isso, é necessário que um técnico remova os componentes afectados e instale nova solda nas áreas descobertas.

Para evitar problemas de bolas de solda, é importante utilizar a tomada de teste correcta. Existem dois tipos de soquetes de teste: soquetes em forma de garra e soquetes com ponta de agulha. O primeiro faz com que a esfera de solda se expanda e se deforme, enquanto o segundo provoca choques e abrasão na esfera de solda.

Oxidação da esfera de solda

Os problemas de oxidação das esferas de solda dos componentes BGA são um problema crescente no fabrico de produtos electrónicos. Estes defeitos são causados pela fusão incompleta das esferas de solda dos componentes BGA/CSP com a pasta de solda fundida durante o processo de refluxo da solda. Estes defeitos afectam tanto as montagens soldadas sem chumbo como as soldadas com chumbo-estanho. No entanto, existem formas de mitigar estes problemas.

Uma forma de evitar este problema é utilizar pasta de solda que seja semi-líquida. Isto assegurará que a esfera não entra em curto-circuito quando aquecida. Para garantir uma junta de solda sólida, a liga de solda utilizada é cuidadosamente escolhida. Esta liga é também semi-líquida, permitindo que as esferas individuais permaneçam separadas das suas esferas vizinhas.

Outra forma de evitar a oxidação da esfera de solda é proteger os seus componentes BGA durante o manuseamento. Ao transportar ou expedir, certifique-se de que os seus componentes BGA são colocados numa palete de espuma não estática. Isto atrasará o processo de oxidação das esferas de solda e dos casquilhos.

Remoção de esferas de solda

A remoção da esfera de solda para componentes BGA é um processo crítico. Se a esfera de solda não for removida corretamente, o componente BGA pode ficar danificado e resultar num produto sujo. Felizmente, existem várias maneiras de remover a esfera dos componentes BGA. A primeira maneira é usar um vácuo para remover qualquer resíduo de solda. Uma segunda maneira é usar um fluxo de pasta solúvel em água.

Em muitos casos, o método mais económico é a substituição das esferas de solda. Este processo substitui as esferas de solda sem chumbo por outras com chumbo. Este método assegura que o componente BGA mantém a sua funcionalidade. O processo é muito mais eficiente do que a substituição de toda a placa, especialmente se o componente for utilizado regularmente.

Antes de iniciar o processo, o técnico deve pesquisar os componentes BGA. Antes de tocar no dispositivo, é necessário avaliar o tamanho e a forma das esferas de solda. Além disso, tem de determinar o tipo de pasta de solda e de estêncil a utilizar. Outros factores a considerar são o tipo de solda e a química dos componentes.

Re-esferas de solda

O reenvio de bolas de solda de componentes BGA é um processo que envolve o retrabalho de conjuntos electrónicos. Este processo requer a soldadura por refluxo e um stencil. O estêncil tem orifícios para as esferas de solda se encaixarem. Para obter os melhores resultados, o stencil é feito de aço de alta qualidade. O stencil pode ser aquecido com uma pistola de ar quente ou com uma máquina BGA. O stencil é necessário para o processo de reballing BGA e ajuda a garantir que as esferas de solda se encaixam nos seus locais correctos.

Antes de voltar a colocar um componente BGA, é importante preparar a placa de circuito impresso para o processo. Isto evitará danos nos componentes. Em primeiro lugar, a placa de circuito impresso é pré-aquecida. Isto permitirá que as bolas de solda se fundam. De seguida, o sistema robótico de remoção de esferas recolhe uma fila de componentes de um tabuleiro de matriz. Aplica fluxo nas esferas de solda. Depois, passa por uma fase de pré-aquecimento programada. Depois disso, uma onda de solda dinâmica remove as esferas indesejadas da placa.

Em muitos casos, a substituição de um componente BGA é mais económica do que a substituição de toda a placa. A substituição de uma placa inteira pode ser dispendiosa, especialmente se for utilizada em máquinas de funcionamento regular. Nesses casos, o reballing é a melhor opção. Ao substituir as esferas de solda por novas, a placa pode suportar temperaturas mais elevadas, o que melhora a sua longevidade.