L’avvento del BGA (ball grid array) riduce decisamente i difetti di assemblaggio quando gli operatori SMT (surface mount technology) / SMD (surface mount device) riscontrano che i QFP (quad flat package) con passo di 0,3 mm non sono in grado di garantire il raggiungimento della qualità SMT. Dal punto di vista della teoria dei sistemi, poiché la riduzione del livello di difficoltà della tecnologia di processo porta a risolvere i problemi nel più breve tempo possibile e rende la qualità del prodotto più facilmente controllabile, in linea con il concetto della produzione moderna, sebbene l’ispezione dei componenti BGA non sia facile da implementare. Questo articolo discuterà e analizzerà in modo completo il processo di assemblaggio SMT dei componenti BGA sulla base di una produzione di massa pratica.
• Pretrattamento
Sebbene alcuni componenti con package BGA non siano così sensibili all’umidità, si consiglia che tutti i componenti vengano sottoposti a un processo di baking a una temperatura di 125°C, poiché non è stato riscontrato alcun impatto negativo con il baking a bassa temperatura. Questo vale anche per i PCB nudi (printed circuit boards) pronti per il processo di assemblaggio SMT. In fin dei conti, l’umidità può essere eliminata per prima, riducendo i difetti delle sfere di saldatura e migliorando la saldabilità.
• Stampa della pasta saldante
In base alla mia esperienza di assemblaggio, la stampa della pasta saldante è generalmente facile da implementare su componenti BGA con un passo superiore a 0,8 mm e su componenti QFP con un passo di 0,5 mm. A volte, tuttavia, può verificarsi un problema per cui è necessario compensare lo stagno tramite un’operazione manuale, poiché alcune sfere di saldatura non hanno ricevuto una quantità sufficiente di pasta saldante, il che porta a saldature disallineate o al verificarsi di cortocircuiti.
Tuttavia, non penso che la pasta saldante sia più facilmente stampabile su componenti BGA con un passo di 0,8 mm rispetto ai componenti QFP con un passo di 0,5 mm. Ritengo che molti ingegneri siano già consapevoli della differenza tra la stampa orizzontale e quella verticale sui QFP con un passo di 0,5 mm, differenza che può essere spiegata dal punto di vista della meccanica. Pertanto, alcune stampanti sono in grado di offrire la funzione di stampa a 45°. Sulla base dell’idea che la stampa svolga un ruolo essenziale nell’assemblaggio SMT, si suggerisce di prestare un’attenzione adeguata a questo aspetto.
• Posizionamento e montaggio
Sulla base dell’esperienza pratica di assemblaggio, poiché le caratteristiche fisiche fanno sì che i componenti BGA presentino un’elevata producibilità, essi risultano più facili da montare rispetto ai componenti QFP con passo di 0,5 mm. Tuttavia, il principale problema che dobbiamo affrontare durante il processo di assemblaggio SMT è che si verifica solitamente una vibrazione sui componenti quando si utilizza un ugello di grande formato con anello in gomma per posizionare i componenti su un circuito stampato con dimensioni superiori a 30 mm. In base all’analisi, si può ritenere che ciò avvenga a causa di una pressione eccessivamente alta all’interno dell’ugello dovuta a una forza di montaggio troppo elevata e che il problema possa essere eliminato dopo opportune modifiche.
• Saldatura
La saldatura a rifusione con aria calda è un processo non intuitivo durante il processo di assemblaggio SMT oppure può essere definita come una tecnologia speciale. Sebbene i componenti BGA condividano un profilo di tempo e temperatura di saldatura equivalente a quello standard, essi differiscono dalla maggior parte degli SMD tradizionali per quanto riguarda la saldatura a rifusione. I giunti di saldatura dei componenti BGA si trovano sotto i componenti, tra il corpo del componente e il PCB, il che determina che i componenti BGA siano molto più influenzati sui giunti di saldatura rispetto agli SMD tradizionali, poiché i pin di questi ultimi sono posizionati alla periferia del corpo del componente. Almeno, essi sono direttamente esposti all’aria calda. Il calcolo della resistenza termica e le pratiche indicano che le sfere di saldatura nell’area centrale del corpo del componente BGA subiscono un ritardo termico, un lento aumento della temperatura e una bassa temperatura massima.
• Ispezione
A causa delle strutture fisiche dei componenti BGA, l’ispezione visiva non riesce a soddisfare le esigenze di controllo delle giunzioni di saldatura nascoste dei componenti BGA, quindiIspezione a raggi Xè necessario per individuare difetti di saldatura come vuoti, cortocircuiti, sfere di saldatura mancanti, bolle d’aria ecc. L’unico svantaggio dell’ispezione a raggi X è il suo elevato costo.
• Rielaborazione
Insieme all’ampia gamma di applicazioni dei componenti BGA e alla crescente diffusione dei prodotti elettronici per le telecomunicazioni personali, il rework dei BGA è diventato sempre più importante. Tuttavia, rispetto ai componenti QFP, i componenti BGA non possono mai essere riutilizzati una volta che sono stati dissaldati dal circuito stampato.
Ora che la tecnologia di packaging BGA è diventata mainstream nell’assemblaggio SMT, il suo livello di difficoltà tecnologica non può essere trascurato e i punti chiave menzionati in questo articolo devono essere analizzati con attenzione e correttezza, risolvendo i problemi in modo razionale. Quando si seleziona unproduttore di contratti elettronicioppure assemblatore, la linea di produzione professionale dovrebbe essere scelta insieme a capacità di assemblaggio su larga scala e attrezzature di assemblaggio.
PCBCart dispone di una linea di assemblaggio SMT specializzata che include stampante per pasta saldante, posizionatrice di componenti, apparecchiature AOI in linea e fuori linea, forno di saldatura a rifusione, apparecchiature AXI e stazione di rilavorazione BGA. La procedura di assemblaggio automatica fornita da PCBCart è in grado di gestire componenti BGA con un passo minimo di 0,4 mm. Tutti i servizi e i prodotti da noi forniti sono conformi alle normative del sistema ISO 9001:2008, che costituisce una solida base per il soddisfacimento delle aspettative dei clienti.Contattaciper maggiori informazioni sulle nostre capacità SMT per componenti BGA. Oppure puoi fare clic sul pulsante qui sotto per richiedere un preventivo PCBA GRATUITO e senza impegno!
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Risorse utili
•Quattro passaggi per conoscere il BGA
•Un'introduzione alla tecnologia di packaging BGA
•Una breve introduzione ai tipi di package BGA
•Fattori che influenzano la qualità dell’assemblaggio BGA
