La aparición del BGA (ball grid array) reduce definitivamente los defectos de ensamblaje cuando los profesionales de SMT (tecnología de montaje superficial) / SMD (dispositivo de montaje superficial) consideran que el QFP (quad flat package) con un paso de 0,3 mm es incapaz de garantizar el logro de la calidad en SMT. Desde la perspectiva de la teoría de sistemas, debido a que la reducción del nivel de dificultad de la tecnología de proceso permite resolver los problemas lo más rápido posible y hace que la calidad del producto sea más fácil de controlar, es compatible con el concepto de la fabricación moderna, aunque la inspección de componentes BGA no sea fácil de implementar. Este artículo discutirá y analizará en todas las direcciones el proceso de ensamblaje SMT de componentes BGA basado en la producción práctica a gran volumen.
• Pretratamiento
Aunque algunos componentes con encapsulados BGA no son tan sensibles a la humedad, se recomienda que todos los componentes pasen por un horneado a una temperatura de 125 °C, ya que no se ha observado ningún impacto negativo en el horneado a baja temperatura. Esto también aplica a las PCB desnudas (placas de circuito impreso) que están listas para pasar por el ensamblaje SMT. Después de todo, la humedad puede eliminarse primero, reduciendo los defectos en las bolas de soldadura y mejorando la soldabilidad.
• Impresión de pasta de soldadura
De acuerdo con mi experiencia en ensamblaje, la impresión de pasta de soldadura generalmente es fácil de implementar en componentes BGA con un paso de más de 0,8 mm y en componentes QFP con un paso de 0,5 mm. Sin embargo, a veces puede presentarse un problema: es necesario compensar el estaño mediante una operación manual, ya que algunas esferas de soldadura no han recibido suficiente pasta de soldadura, lo que provoca que la soldadura se desplace o que se produzcan cortocircuitos.
Sin embargo, no creo que la pasta de soldadura se imprima más fácilmente en componentes BGA con un paso de 0,8 mm que en componentes QFP con un paso de 0,5 mm. Considero que muchos ingenieros ya son conscientes de la diferencia entre la impresión horizontal y la impresión vertical en QFP con un paso de 0,5 mm, lo cual puede explicarse desde la perspectiva de la mecánica. Por lo tanto, algunas impresoras son capaces de proporcionar la función de impresión a 45°. Basándose en la opinión de que la impresión desempeña un papel esencial en el ensamblaje SMT, se sugiere prestar suficiente atención a este aspecto.
• Colocación e instalación
Basado en la experiencia práctica de ensamblaje, debido a que las características físicas hacen que los componentes BGA presenten una alta fabricabilidad, son más fáciles de montar que los componentes QFP con un paso de 0,5 mm. Sin embargo, el principal problema al que tenemos que enfrentarnos durante el proceso de ensamblaje SMT es que suele producirse vibración en los componentes cuando se utiliza una boquilla de gran tamaño con anillo de goma para colocar componentes en la placa de circuito con un tamaño superior a 30 mm. Según el análisis, se puede considerar que esto ocurre como resultado de una presión demasiado alta dentro de la boquilla debido a una fuerza de montaje excesiva, y puede eliminarse tras realizar las modificaciones adecuadas.
• Soldadura
La soldadura por refusión con aire caliente es un proceso no intuitivo durante el proceso de ensamblaje SMT o puede definirse como una tecnología especial. Aunque los componentes BGA comparten una curva de tiempo y temperatura de soldadura equivalente a la curva estándar, difieren de la mayoría de los SMD tradicionales en términos de soldadura por refusión. Las uniones de soldadura de los componentes BGA se encuentran debajo de los componentes, entre el cuerpo del componente y la PCB, lo que determina que los componentes BGA se vean mucho más afectados en sus uniones de soldadura que los SMD tradicionales, ya que las patillas de estos últimos se colocan en la periferia del cuerpo del componente. Al menos, están directamente expuestas al aire caliente. El cálculo de la resistencia térmica y la práctica indican que las esferas de soldadura en el área central del cuerpo del componente BGA sufren un retraso térmico, un aumento lento de la temperatura y una temperatura máxima baja.
• Inspección
Debido a las estructuras físicas de los componentes BGA, la inspección visual no logra satisfacer las demandas de inspección de las uniones de soldadura ocultas de los componentes BGA, por lo queInspección por rayos Xse requiere para detectar defectos de soldadura como vacíos, cortocircuitos, bolas de soldadura faltantes, poros de aire, etc. La única desventaja de la inspección por rayos X es su alto costo.
• Rehacer
Junto con una amplia gama de aplicaciones de componentes BGA, además de la popularidad de los productos electrónicos para las telecomunicaciones personales, la retrabajabilidad de BGA se ha vuelto cada vez más importante. Sin embargo, en comparación con los componentes QFP, los componentes BGA nunca pueden volver a utilizarse una vez que se han desensamblado de la placa de circuito.
Ahora que la tecnología de encapsulado BGA se ha convertido en una corriente principal en el ensamblaje SMT, su nivel de dificultad tecnológica nunca puede pasarse por alto y los puntos clave mencionados en este artículo deben analizarse cuidadosa y correctamente, resolviendo los problemas de manera racional. Al seleccionar unfabricante de contratos electrónicoso ensamblador, se debe seleccionar una línea de fabricación profesional junto con capacidades de ensamblaje a gran escala y equipos de ensamblaje.
PCBCart cuenta con una línea de ensamblaje SMT especializada que incluye impresora de pasta de soldadura, montadora de chips, equipos AOI en línea y fuera de línea, horno de soldadura por refusión, equipo AXI y estación de retrabajo BGA. El proceso de ensamblaje automático proporcionado por PCBCart es capaz de manejar componentes BGA con un paso de hasta 0,4 mm. Todos los servicios y productos que ofrecemos cumplen con las normativas del sistema ISO9001:2008, lo que constituye una base sólida para satisfacer las expectativas de los clientes.Contáctenospara obtener más información sobre nuestras capacidades SMT para componentes BGA. O puede hacer clic en el botón de abajo para solicitar un presupuesto de PCBA GRATIS y sin compromiso.
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Recursos útiles
•Cuatro pasos para conocer el BGA
•Una introducción a la tecnología de empaquetado BGA
•Una breve introducción a los tipos de encapsulado BGA
•Factores que afectan la calidad del ensamblaje BGA
