Con il costante progresso delle tecnologie scientifiche, la società moderna non può avanzare senza il fiorire delle tecnologie elettroniche, che sono ormai coinvolte in diversi ambiti della vita delle persone. Inoltre, sono stati posti requisiti rigorosi in termini di miniaturizzazione e leggerezza dei prodotti elettronici come smartphone, computer portatili, dispositivi di archiviazione, unità hardware, televisori 4K ecc. Per raggiungere tale obiettivo, è necessario condurre ricerche approfondite dal punto di vista delle tecnologie di produzione e dei componenti. L’applicazione della SMT (Surface Mount Technology) segue la tendenza dei tempi, ponendo una solida base per i prodotti elettronici in termini di leggerezza, sottigliezza e miniaturizzazione.
A partire dagli anni ’90, l’SMT ha iniziato a essere utilizzato in modo maturo. Tuttavia, con il rapido sviluppo dei prodotti elettronici verso la portabilità, la miniaturizzazione, la rete e i multimedia, sono state poste esigenze più elevate per le tecnologie di assemblaggio elettronico, portando alla nascita di nuovi tipi di tecnologie di assemblaggio ad alta densità, tra le quali il BGA è considerato la tecnologia che trova l’impiego pratico più ampio. Per ottenere un assemblaggio BGA ottimale, i giunti di saldatura BGA svolgono un ruolo essenziale nel contribuire alla qualità finale dell’assemblaggio BGA. Pertanto, questo articolo discuterà alcune misure efficaci per il controllo di qualità dei giunti di saldatura BGA.
I problemi più comuni riscontrati nell’ispezione dei giunti di saldatura BGA
Fino ad ora, per quanto riguarda i produttori coinvolti nell’assemblaggio elettronico che utilizzano componenti BGA su scala media o grande, i difetti di saldatura dei componenti BGA vengono rilevati tramite l’esecuzione di test elettrici. Altri metodi per controllare la qualità del processo di assemblaggio e identificare i difetti nelle giunzioni di saldatura BGA includono test a campione sullo stencil della pasta saldante, ispezione a raggi X e analisi dei test elettrici.
È un compito estremamente impegnativo soddisfare i requisiti di collaudo elettrico sui componenti BGA, poiché è piuttosto difficile individuare i punti di test sotto i componenti BGA. Pertanto, i test elettrici non possono mai essere considerati affidabili per l’ispezione e la valutazione dei difetti dei BGA, il che aumenta in una certa misura i costi di rimozione dei difetti e di rilavorazione. I test elettrici possono solo stabilire se la corrente è presente o meno quando i componenti BGA vengono collegati. Con l’ausilio di test dei giunti di saldatura non fisici, sarà vantaggioso per il miglioramento del processo di assemblaggio e per l’SPC (Statistical Process Control).
L’assemblaggio BGA SMT è fondamentalmente solo una tecnologia di connessione fisica. Per poter determinare e controllare la qualità di questo tipo di processo, è necessario conoscere e ispezionare gli elementi fisici che influiscono sulla sua affidabilità nel funzionamento a lungo termine, come la quantità di pasta saldante, l’allineamento tra terminali e pad e la bagnabilità.
Esplorazione dei metodi di ispezione BGA
È di fondamentale importanza testare le caratteristiche fisiche dei giunti di saldatura BGA e determinare il metodo per ottenere un collegamento affidabile durante il processo di assemblaggio, poiché il feedback fornito dal test è associato alla regolazione di ciascun processo o richiede la regolazione dei parametri dei giunti di saldatura.
I test fisici sono in grado di dimostrare le variazioni del controllo della pasta e tutto ciò che riguarda i giunti di saldatura BGA durante l’intero processo di saldatura a rifusione. Inoltre, sono anche in grado di indicare tutte le situazioni relative a tutti i componenti BGA montati su un PCB (printed circuit board, scheda a circuiti stampati) o su diversi PCB. Ad esempio, durante il processo di saldatura a rifusione, la variazione dell’umidità estrema dell’ambiente insieme al tempo di raffreddamento sarà rapidamente riflessa attraverso il numero e le dimensioni delle cavità (voids) nei BGA. Dopo che i componenti BGA sono stati ben realizzati, il processo di assemblaggio richiede ancora numerosi test, ma con una profondità di ispezione ridotta.
Fino ad ora, i dispositivi di ispezione a raggi X utilizzati da molti produttori per l’analisi dei risultati dei test elettrici presentano anche problemi dovuti alla loro incapacità di verificare la rifusione saldabile dei giunti di saldatura BGA. Con l’impiego di un dispositivo di ispezione a raggi X, l’immagine della pasta saldante stampata sul pad appare come un’“ombra” poiché la saldatura si trova al di sopra del giunto di saldatura. Nel caso di componenti BGA non collassabili, si verifica un’ombra anche a causa delle sfere di saldatura posizionate frontalmente.
Un dispositivo di ispezione a raggi X dotato esclusivamente di tecnologia di ispezione a raggi X in sezione trasversale è in grado di superare la limitazione sopra menzionata, poiché i dispositivi di ispezione a raggi X in sezione trasversale possono mettere in evidenza i difetti nascosti delle giunzioni di saldatura e mostrare i collegamenti di saldatura BGA concentrandosi sulle giunzioni di saldatura sullo strato dei pad.
Per quanto riguarda il volume di saldatura e la sua distribuzione nei giunti di saldatura, si utilizzano immagini di sezioni trasversali o sezioni orizzontali per la misurazione. Insieme alla misurazione multilivello di giunti di saldatura BGA dello stesso tipo, è possibile eseguire efficacemente un test 3D.
Due principali difetti delle giunzioni di saldatura BGA
• Circuito aperto in giunti di saldatura BGA non collassabili
I circuiti aperti nei giunti di saldatura BGA non collassabili di solito derivano da contaminazione dei pad. Poiché la saldatura non riesce a bagnare il pad sul PCB, essa salirà sulle sfere di saldatura e poi sulla superficie del componente. Come discusso nella parte precedente, il test elettrico può determinare l’esistenza di circuiti aperti ma non riesce a individuare la causa reale dei difetti.
Con l’applicazione della tecnologia di ispezione a raggi X in sezione trasversale, le immagini a strati ottenute tra il pad e lo strato del componente possono essere utilizzate per distinguere i circuiti aperti che si verificano a causa di contaminazione. I circuiti aperti dovuti a contaminazione tendono a generare un raggio del pad ridotto e un raggio del componente ampio; le differenze tra il raggio del componente e il raggio del pad possono essere utilizzate per determinare se i circuiti aperti si verificano a causa di contaminazione. Se i circuiti aperti si verificano a causa di insufficiente saldatura, la differenza tra il raggio del componente e il raggio del pad sarà molto piccola e questo tipo di differenza può essere rilevato solo dai dispositivi di ispezione a raggi X in sezione trasversale.
• Formazione di vuoti nei giunti di saldatura BGA collassabili
La formazione di vuoti nelle giunzioni saldate BGA collassabili avviene perché il vapore in movimento viene bloccato nei collegamenti di saldatura con basso punto eutettico, che rappresentano un difetto principale dei componenti BGA collassabili. Durante il processo di saldatura a rifusione, poiché l’influenza della spinta di galleggiamento generata dai vuoti si concentra sulla superficie del componente, la maggior parte dei guasti delle giunzioni saldate si verifica anch’essa in quella zona.
La formazione di vuoti può essere eliminata tramite il preriscaldamento durante il processo di saldatura a rifusione e con un tempo di preriscaldamento breve e una temperatura di preriscaldamento relativamente bassa. Se la formazione di vuoti supera le dimensioni, il numero o la densità regolamentati, l’affidabilità dei componenti sarà drasticamente ridotta. I vuoti nei componenti BGA collassabili possono essere chiaramente evidenziati da una sezione trasversale di immagine a raggi X. Alcuni vuoti possono essere individuati e misurati all’interno di tali immagini o indicati indirettamente dall’immagine evidente nei giunti di saldatura BGA.
PCBCart implementa ispezioni BGA su larga scala lungo la linea di produzione per l’assemblaggio SMT
Per fornire giunzioni di saldatura BGA di alta qualità per il preciso conseguimento delle funzioni nei prodotti finali, online e offlineAOI (ispezioni ottiche automatiche)devono essere eseguiti al 100% nel laboratorio PCBCart sui giunti di saldatura BGA. Per requisiti più elevati nel controllo di qualità dei giunti di saldatura BGA,AXI (ispezione automatizzata a raggi X)può essere anche previsto da PCBCart. Per maggiori informazioni sulle nostre capacità di assemblaggio BGA SMT, si prega dicontattaciOppure puoi fare clic sul pulsante qui sotto per inviare una richiesta di preventivo per le tue esigenze di assemblaggio BGA SMT. È completamente GRATUITO!
Richiesta di preventivo GRATUITO per assemblaggio SMT BGA
Risorse utili
•Quattro passaggi per conoscere il BGA
•Un'introduzione alla tecnologia di packaging BGA
•Fattori che influenzano la qualità dell’assemblaggio BGA
•Requisiti sui file di progettazione per garantire un assemblaggio BGA efficiente
•Come ottenere un preventivo preciso per le tue esigenze di assemblaggio BGA
