Problem med lödkulor i BGA-komponenter och hur de kan lösas

Problem med lödkulor i BGA-komponenter är vanliga problem som kan leda till att komponenterna försämras. Dessa problem orsakas av delaminering eller oxidation av lödkulan. Lyckligtvis är lösningarna enkla och kräver ingen komplicerad teknisk kunskap. Dessa lösningar hjälper dig att förhindra ytterligare skador på dina komponenter.

Delaminering av lödkulor

BGA-komponenter är utsatta för problem relaterade till lödkulor, vanligen kallade "head-in-pillow defects". Problemet uppstår när två metallytor är mekaniskt sammankopplade, ofta med en lödkula. Hur mycket kontakt det blir mellan kulan och lodet varierar beroende på lödprocessen och den värme och det tryck som appliceras på delarna. Flera studier har genomförts för att förstå orsaken till denna defekt och hur den kan förebyggas.

En felaktig BGA kan ha allvarliga effekter på produktens funktionalitet. En vanlig åtgärd är att ersätta den berörda komponenten med en ny. Denna lösning kan dock vara problematisk och dyr. Ett bättre alternativ är att återmontera BGA-komponenten. Det kräver att en tekniker tar bort de drabbade komponenterna och installerar nytt lödtenn i de kala områdena.

För att undvika problem med lödkulor är det viktigt att använda rätt testhylsa. Det finns två typer av testhylsor: kloformade hylsor och nålspetshylsor. Den första typen gör att lödkulan expanderar och deformeras, medan den andra typen gör att lödkulan stöter emot och slits.

Oxidation av lödkulor

Oxidation av lödkulor i BGA-komponenter är ett växande problem inom elektroniktillverkningen. Dessa defekter orsakas av ofullständig sammansmältning av BGA/CSP-komponenternas lödkulor med smält lödpasta under återflödningsprocessen. Dessa defekter påverkar både blyfria och tenn-bly-lödda enheter. Det finns dock sätt att minska dessa problem.

Ett sätt att undvika detta problem är att använda lödpasta som är halvflytande. Detta säkerställer att kulan inte kortsluts vid uppvärmning. För att säkerställa en solid lödfog är den använda lödlegeringen noggrant utvald. Denna legering är också halvflytande, vilket gör att enskilda kulor kan hållas åtskilda från sina grannkulor.

Ett annat sätt att förhindra oxidation av lödkulor är att skydda BGA-komponenterna under hanteringen. Vid transport eller leverans, se till att dina BGA-komponenter placeras i en pall av icke-statiskt skum. Detta fördröjer oxidationsprocessen hos lödkulorna och socklarna.

Avlägsnande av lödkulor

Avlägsnande av lödkulor för BGA-komponenter är en kritisk process. Om lödkulan inte avlägsnas på rätt sätt kan BGA-komponenten skadas och resultera i en smutsig produkt. Som tur är finns det flera sätt att avlägsna lödkulan från BGA-komponenter. Det första sättet är att använda ett vakuum för att avlägsna eventuella lödrester. Ett andra sätt är att använda ett vattenlösligt flussmedel.

I många fall är den mest kostnadseffektiva metoden reballing. I denna process ersätts blyfria lödkulor med blyade. Denna metod säkerställer att BGA-komponenten behåller sin funktionalitet. Processen är mycket effektivare än att byta ut hela kortet, särskilt om komponenten används regelbundet.

Innan processen påbörjas bör en tekniker undersöka BGA-komponenter. Innan han eller hon rör vid enheten måste han eller hon bedöma storleken och formen på lödkulorna. Dessutom måste han eller hon bestämma vilken typ av lödpasta och stencil som ska användas. Andra faktorer att ta hänsyn till är typen av lödmetall och komponenternas kemi.

Lödning av kulor

Omlödning av BGA-komponenter är en process som innebär omarbetning av elektroniska enheter. Denna process kräver återflödeslödning och en stencil. Stencilen har hål som lödkulorna passar in i. För bästa resultat är stencilen tillverkad av högkvalitativt stål. Stencilen kan värmas upp med en varmluftspistol eller en BGA-maskin. Stencilen är nödvändig för BGA reballing-processen och hjälper till att säkerställa att lödkulorna passar in på sina rätta platser.

Innan en BGA-komponent återbultas är det viktigt att förbereda kretskortet för processen. Detta förhindrar skador på komponenterna. Först förvärms kretskortet. Detta gör att lödkulorna kan smälta. Därefter plockar det robotiserade de-ball-systemet upp en rad komponenter från ett matrisfack. Den applicerar flussmedel på lödkulorna. Sedan körs den genom ett programmerat förvärmningssteg. Därefter avlägsnar en dynamisk lödvåg de oönskade kulorna från kortet.

I många fall är det mer ekonomiskt att återmontera en BGA-komponent än att byta ut hela kortet. Att byta ut ett helt kort kan vara kostsamt, särskilt om det används i maskiner som körs regelbundet. I sådana fall är reballing det bästa alternativet. Genom att ersätta lödkulorna med nya kan kortet klara högre temperaturer, vilket förbättrar kortets livslängd.