L’avènement des boîtiers BGA (Ball Grid Array) réduit nettement les défauts d’assemblage lorsque les praticiens de la technologie CMS (SMT, Surface Mount Technology) / des composants montés en surface (SMD, Surface Mount Device) constatent que les boîtiers QFP (Quad Flat Package) avec un pas de 0,3 mm ne permettent plus de garantir la qualité de l’assemblage CMS. Du point de vue de la théorie des systèmes, la réduction du niveau de difficulté des procédés technologiques permet de résoudre les problèmes le plus rapidement possible et de rendre la qualité des produits plus facilement maîtrisable, ce qui est compatible avec le concept de la fabrication moderne, même si l’inspection des composants BGA n’est pas facile à mettre en œuvre. Cet article discutera et analysera de manière exhaustive le procédé d’assemblage CMS des composants BGA sur la base d’une production de série réelle.
• Prétraitement
Bien que certains composants avec boîtiers BGA ne soient pas très sensibles à l’humidité, il est recommandé de soumettre tous les composants à une opération de cuisson à une température de 125 °C, car aucun impact négatif n’a été constaté lors d’une cuisson à basse température. Cela s’applique également aux circuits imprimés nus (PCB, printed circuit boards) qui sont prêts à passer par l’assemblage SMT. Après tout, l’humidité peut d’abord être éliminée, ce qui réduit les défauts liés aux billes de soudure et améliore la soudabilité.
• Impression de pâte à braser
Conformément à mon expérience en assemblage, l’impression de pâte à braser est généralement facile à mettre en œuvre sur les composants BGA avec un pas supérieur à 0,8 mm et sur les composants QFP avec un pas de 0,5 mm. Cependant, il peut parfois se produire un problème nécessitant une compensation d’étain par une opération manuelle, car certaines billes de soudure n’ont pas reçu une quantité suffisante de pâte à braser, ce qui entraîne un déplacement de la soudure ou l’apparition de courts-circuits.
Néanmoins, je ne pense pas que la pâte à braser soit plus facilement imprimée sur des composants BGA avec un pas de 0,8 mm que sur des composants QFP avec un pas de 0,5 mm. Je crois que de nombreux ingénieurs ont déjà pris conscience de la différence entre l’impression horizontale et l’impression verticale sur des QFP avec un pas de 0,5 mm, ce qui peut s’expliquer du point de vue de la mécanique. Ainsi, certaines imprimantes sont capables de fournir une fonction d’impression à 45°. Étant donné l’opinion selon laquelle l’impression joue un rôle essentiel dans l’assemblage SMT, il est recommandé d’y accorder une attention suffisante.
• Placement et montage
Sur la base de l’expérience pratique d’assemblage, en raison de leurs caractéristiques physiques qui confèrent aux composants BGA une grande fabricabilité, ceux-ci sont plus faciles à monter que les composants QFP avec un pas de 0,5 mm. Cependant, le principal problème auquel nous devons faire face lors du processus d’assemblage SMT est que des vibrations se produisent généralement sur les composants lorsque l’on utilise une buse de grande taille avec un anneau en caoutchouc pour placer des composants sur un circuit imprimé d’une taille supérieure à 30 mm. D’après l’analyse, on peut considérer que ce phénomène se produit en raison d’une pression trop élevée à l’intérieur de la buse due à une force de montage excessive, et qu’il peut être éliminé après des modifications appropriées.
• Soudure
La refusion par air chaud est un procédé non intuitif lors du processus d’assemblage SMT, ou peut être définie comme une technologie spéciale. Bien que les composants BGA partagent une courbe de temps et de température de brasage équivalente à la courbe standard, ils diffèrent de la majorité des CMS traditionnels en termes de refusion. Les joints de soudure des composants BGA se trouvent sous les composants, entre le corps du composant et le PCB, ce qui fait que les composants BGA sont beaucoup plus affectés au niveau des joints de soudure que les CMS traditionnels, puisque les broches de ces derniers sont placées à la périphérie du corps du composant. Au moins, elles sont directement exposées à l’air chaud. Le calcul de la résistance thermique et la pratique indiquent que les billes de soudure situées dans la zone centrale du corps du composant BGA subissent un retard thermique, une montée en température lente et une température maximale faible.
• Inspection
En raison de la structure physique des composants BGA, l’inspection visuelle ne parvient pas à satisfaire les exigences d’inspection des joints de soudure cachés des composants BGA, de sorte queInspection par rayons Xest nécessaire pour détecter des défauts de soudure tels que des vides, des courts-circuits, des billes de soudure manquantes, des cavités d’air, etc. Le seul inconvénient de l’inspection par rayons X est son coût élevé.
• Retravailler
Avec la large gamme d’applications des composants BGA, ainsi que la popularité des produits électroniques pour les télécommunications personnelles, la retouche BGA est devenue de plus en plus importante. Cependant, comparés aux composants QFP, les composants BGA ne peuvent plus jamais être réutilisés une fois qu’ils ont été démontés du circuit imprimé.
Maintenant que la technologie d’encapsulation BGA est devenue une solution grand public dans l’assemblage SMT, son niveau de difficulté technologique ne peut jamais être négligé et les points clés mentionnés dans cet article doivent être analysés avec soin et précision, avec des problèmes résolus de manière rationnelle. Lors du choix d’unfabricant sous contrat électroniqueou assembleur, une ligne de fabrication professionnelle doit être choisie, avec des capacités d’assemblage à grande échelle et des équipements d’assemblage complets.
PCBCart dispose d’une ligne d’assemblage SMT spécialisée comprenant une imprimante de pâte à braser, une machine de pose de composants (chip mounter), des équipements AOI en ligne et hors ligne, un four de refusion, un équipement AXI et une station de retouche BGA. La procédure d’assemblage automatique fournie par PCBCart est capable de traiter des composants BGA avec un pas aussi faible que 0,4 mm. Tous les services et produits que nous fournissons sont conformes aux exigences du système ISO 9001:2008, ce qui constitue une base solide pour la satisfaction des attentes des clients.Contactez-nouspour plus d’informations sur nos capacités SMT pour les composants BGA. Ou vous pouvez cliquer sur le bouton ci-dessous pour demander un devis PCBA GRATUIT et sans engagement !
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Ressources utiles
•Quatre étapes pour connaître le BGA
•Une introduction à la technologie d’encapsulation BGA
•Brève introduction aux types de boîtiers BGA
•Facteurs influençant la qualité de l’assemblage BGA
