เพราะBGA (บอลกริดอาร์เรย์)ลูกประสานถูกซ่อนอยู่ใต้ตัวชิ้นส่วน ทำให้ค่อนข้างยากต่อการตรวจสอบประสิทธิภาพของมัน จนถึงตอนนี้การตรวจสอบด้วยเอกซเรย์อัตโนมัติถูกนำมาใช้เพื่อช่วยเปิดเผยข้อบกพร่องของลูกบอลบัดกรี BGA รวมถึงโพรงอากาศ การเยื้องศูนย์ การลัดวงจร การบัดกรีเย็น เป็นต้น เมื่อพบข้อบกพร่องแล้ว จำเป็นต้องทำการรีเวิร์ก อย่างไรก็ตาม การรีเวิร์กมักมีค่าใช้จ่ายสูงมาก ซึ่งผู้ผลิตอุปกรณ์ดั้งเดิม (OEM) ไม่ต้องการอย่างยิ่ง ดังนั้น สิ่งสำคัญอันดับแรกคือการรับประกันคุณภาพของลูกบอลบัดกรี BGA โดยการป้องกันไม่ให้เกิดข้อบกพร่องของการบัดกรีอย่างมีประสิทธิภาพ ดังนั้น บทความนี้จะกล่าวถึงองค์ประกอบสำคัญที่ต้องให้ความสำคัญในกระบวนการประกอบ SMT
จำเป็นต้องระบุว่าเคล็ดลับทั้งหมดนี้ถูกรวบรวมสรุปขึ้นจากประสบการณ์การผลิตในเวิร์กช็อปของ PCBCart โดยตรง PCBCart ให้บริการแก่อุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์ทั่วโลกมาเป็นเวลา 20 ปี จนถึงปัจจุบัน เราได้ให้บริการลูกค้ามากกว่า 10,000 ราย จากกว่า 80 ประเทศและภูมิภาคทั่วโลก ด้วยแผ่น PCB เปล่าและแผ่น PCB ประกอบที่มีความน่าเชื่อถือสูงและต้นทุนต่ำ ซึ่งถูกนำไปใช้อย่างแพร่หลายในหลากหลายสาขา ครอบคลุมทั้งการแพทย์ การควบคุมอุตสาหกรรม การขนส่ง การทหาร อวกาศ IoT เป็นต้น
การผลิตแผงวงจรพิมพ์ (PCB) และการประกอบแผงวงจรพิมพ์ (PCB Assembly) ครบวงจรในที่เดียว
เมื่อบัดกรีถูกให้ความร้อนจนถึงอุณหภูมิที่สูงกว่าจุดหลอมเหลว ชั้นออกไซด์บนผิวทองแดงของแผ่นรองจะถูกทำความสะอาดภายใต้การออกฤทธิ์ของฟลักซ์ ในขณะเดียวกัน ผิวทองแดงและอนุภาคโลหะในบัดกรีก็จะถูกกระตุ้นให้มีความไวต่อปฏิกิริยามากเพียงพอ บัดกรีที่หลอมเหลวจะเปียกบนผิวแผ่นรองที่ถูกทำความสะอาดโดยฟลักซ์ พร้อมทั้งเกิดปฏิกิริยาการแพร่ทางเคมี และสุดท้าย IMC (Intermetallic Compound) จะถูกสร้างขึ้นโดยตรงบนผิวของบัดกรีและแผ่นรอง
การประกอบ SMT ประกอบด้วยขั้นตอนหลักดังต่อไปนี้:
• การพิมพ์ครีมประสาน (Solder Paste Printing);
•SPI (การตรวจสอบครีมประสานบัดกรี)(ไม่บังคับ);
• การติดตั้งชิป
• การบัดกรีแบบรีโฟลว์;
•การตรวจสอบด้วยกล้องอัตโนมัติ (AOI);
• AXI (ไม่บังคับ);
• ทำงานใหม่ (ไม่บังคับ)
เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการบัดกรี BGA ในกระบวนการ SMT จำเป็นต้องดำเนินมาตรการที่สำคัญทั้งก่อนและระหว่างกระบวนการบัดกรี ดังนั้น การอภิปรายจะถูกนำเสนอจากสองมุมมอง ได้แก่ ก่อนการบัดกรีและระหว่างการบัดกรี
ก่อนการบัดกรี
a. การเตรียมแผงวงจรพิมพ์ (PCB)
ก่อนอื่น ควรเลือกการเคลือบผิวที่เหมาะสมให้สอดคล้องกับข้อกำหนดของโครงการหรือผลิตภัณฑ์ มีการเคลือบผิวให้เลือกใช้หลายแบบและการแนะนำและการเปรียบเทียบผิวสำเร็จควรชัดเจนในใจของคุณ ผลิตภัณฑ์บางชนิดต้องการข้อกำหนด ROHS และผิวเคลือบปลอดสารตะกั่ว เช่น HASL ปลอดสารตะกั่ว, ENIG ปลอดสารตะกั่ว หรือปลอดสารตะกั่วOSPสามารถนำไปใช้ได้
ประการที่สอง ควรมีการจัดเก็บและใช้งานแผงวงจรพิมพ์ (PCB) อย่างเหมาะสม แผงวงจรพิมพ์ควรบรรจุในสภาพสูญญากาศ และภาชนะบรรจุควรมีถุงป้องกันความชื้นและการ์ดแสดงความไวต่อความชื้น การ์ดแสดงสถานะนี้สามารถตรวจสอบได้อย่างสะดวกและประหยัดว่าความชื้นอยู่ในช่วงที่ควบคุมหรือไม่ สีบนการ์ดสามารถมองเห็นได้เพื่อบอกถึงระดับความชื้นภายในถุงและประสิทธิภาพของสารดูดความชื้น เมื่อความชื้นภายในถุงเกินหรือเท่ากับค่าที่ระบุไว้ วงกลมที่สอดคล้องกันจะเปลี่ยนเป็นสีชมพู
ประการที่สาม ควรมีการอบและ/หรือทำความสะอาดแผ่น PCB การอบสามารถใช้กับแผ่น PCB เพื่อป้องกันไม่ให้ความชื้นก่อให้เกิดข้อบกพร่องในการบัดกรี การอบสามารถทำได้ที่อุณหภูมิ 110±10℃ เป็นเวลา 2 ชั่วโมง นอกจากนี้ พื้นผิวของแผ่น PCB อาจถูกปกคลุมด้วยฝุ่นในระหว่างกระบวนการเคลื่อนย้ายและการจัดเก็บ ดังนั้นจึงมีความสำคัญอย่างยิ่งที่จะต้องทำความสะอาดแผ่น PCB อย่างทั่วถึงก่อนการประกอบ ใน PCBCart จะใช้เครื่องทำความสะอาดด้วยคลื่นอัลตราโซนิกกับแผ่น PCB ที่ประกอบแล้วเพื่อให้มั่นใจว่าแผ่น PCB สะอาดหมดจด ส่งผลให้ความน่าเชื่อถือของบอร์ดได้รับการรับรองอย่างมาก
ต้นแบบแผงวงจรพิมพ์แบบเร่งด่วนในต้นทุนต่ำ
b. การเตรียม BGA
ในฐานะที่เป็นชิ้นส่วนที่ไวต่อความชื้น BGA จำเป็นต้องถูกเก็บไว้ในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิคงที่และแห้ง เจ้าหน้าที่ปฏิบัติงานควรปฏิบัติตามขั้นตอนการทำงานอย่างเคร่งครัดตลอดทั้งกระบวนการเพื่อป้องกันไม่ให้ชิ้นส่วนได้รับผลกระทบ โดยทั่วไปแล้ว ชิ้นส่วน BGA ควรเก็บไว้ในตู้กันความชื้นที่มีอุณหภูมิอยู่ในช่วง 20 ถึง 25℃ และความชื้นสัมพัทธ์ประมาณ 10% และควรใช้ก๊าซไนโตรเจนร่วมด้วยจะดีกว่า
ชิ้นส่วน BGA จำเป็นต้องผ่านการอบก่อนการบัดกรี และอุณหภูมิการบัดกรีไม่ควรเกิน 125℃ เนื่องจากอุณหภูมิที่สูงเกินไปอาจทำให้โครงสร้างจุลภาคของโลหะเปลี่ยนแปลงได้ เมื่อชิ้นส่วนเข้าสู่ขั้นตอนการบัดกรีแบบรีโฟลว์ จะทำให้เกิดการแยกตัวระหว่างลูกบอลประสานกับแพ็กเกจของชิ้นส่วนได้ง่ายขึ้น ส่งผลให้คุณภาพการบัดกรี SMT ลดลง หากอุณหภูมิการอบต่ำเกินไป ความชื้นจะขจัดออกได้ยาก ดังนั้นจึงแนะนำให้ทำการอบชิ้นส่วนก่อนการประกอบ SMT เพื่อให้ความชื้นภายใน BGA ถูกกำจัดออกได้ทันท่วงที นอกจากนี้ยังช่วยเพิ่มความทนทานต่อความร้อนของ BGA ได้อีกด้วย ยิ่งไปกว่านั้น BGA ควรได้รับการปล่อยให้เย็นลงเป็นเวลาครึ่งชั่วโมงหลังการอบและก่อนเข้าสู่สายการประกอบ SMT
ระหว่างการบัดกรี
ที่จริงแล้ว การควบคุมการรีโฟลว์บัดกรีไม่ใช่เรื่องง่าย ดังนั้นการได้มาซึ่งโปรไฟล์อุณหภูมิการรีโฟลว์ที่เหมาะสมที่สุดจึงมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการให้ได้มาซึ่งประสิทธิภาพสูงของชิ้นส่วน BGA
a. โซนอุ่นเครื่อง
ในระยะการอุ่นล่วงหน้า อุณหภูมิของแผ่น PCB จะเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องและทำให้ฟลักซ์ถูกกระตุ้น โดยทั่วไปแล้ว ควรควบคุมอัตราการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิให้คงที่เพื่อป้องกันไม่ให้แผ่น PCB บิดงอเนื่องจากการให้ความร้อนอย่างรวดเร็ว อัตราการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิที่เหมาะสมควรถูกควบคุมให้น้อยกว่า 3℃/วินาที และอัตราที่เหมาะสมที่สุดคือ 2℃/วินาที ช่วงเวลาควรถูกควบคุมให้อยู่ระหว่าง 60 ถึง 90 วินาที
b. โซนแช่ความร้อน
โซนแช่ความร้อนจะเกิดการระเหยของฟลักซ์ ควรรักษาอุณหภูมิให้อยู่ในช่วง 150℃ ถึง 180℃ เป็นเวลา 60 ถึง 120 วินาที เพื่อให้ฟลักซ์ระเหยออกไปได้อย่างสมบูรณ์ ความเร็วในการเพิ่มอุณหภูมิโดยทั่วไปอยู่ในช่วง 0.3 ถึง 0.5℃/วินาที
c. โซนรีโฟลว์
อุณหภูมิของโซนรีโฟลว์จะสูงกว่าจุดหลอมเหลวในโซนนี้ โดยฟลักซ์บัดกรีจะหลอมละลายกลายเป็นของเหลว ในช่วงนี้ ควรรักษาอุณหภูมิให้สูงกว่า 183℃ เป็นเวลา 60 ถึง 90 วินาที ระยะเวลาที่สั้นเกินไปหรือยาวเกินไปอาจทำให้เกิดปัญหาคุณภาพของการบัดกรีได้ ดังนั้น การควบคุมช่วงเวลาให้อยู่ที่อุณหภูมิ 220±10℃ จึงมีความสำคัญอย่างยิ่ง โดยปกติควรควบคุมเวลาให้อยู่ในช่วง 10 ถึง 20 วินาที
d. โซนทำความเย็น
ในโซนทำความเย็น เนื้อประสานจะเริ่มแข็งตัวโดยมีชิ้นส่วนยึดติดอย่างมั่นคงบนแผงวงจรพิมพ์ (PCB) นอกจากนี้ การลดอุณหภูมิควรถูกควบคุมไม่ให้สูงเกินไป โดยทั่วไปควรต่ำกว่า 4℃/วินาที อัตราการลดอุณหภูมิที่เหมาะสมคือ 3℃/วินาที การลดอุณหภูมิที่สูงเกินไปจะทำให้แผงวงจรพิมพ์ (PCB) เกิดการบิดงอ ส่งผลให้คุณภาพการบัดกรี BGA ลดลงอย่างมาก
ตราบเท่าที่เป็นไปตามข้อกำหนดที่กล่าวถึงข้างต้น ส่วนประกอบ BGA จะถูกบัดกรีลงบนแผงวงจรพิมพ์ (PCB) ด้วยคุณภาพสูง PCBCart เชี่ยวชาญด้านบริการครบวงจรการประกอบแผงวงจรพิมพ์และระยะพิชช์ที่เล็กที่สุดของ BGA ที่เราสามารถรองรับได้คือ 0.35 มม. นอกจากนี้ ยังมีการตรวจสอบอย่างเข้มงวดเพื่อให้มั่นใจในประสิทธิภาพและความเชื่อถือได้ของผลิตภัณฑ์ รวมถึง AOI และ AXI
รับใบเสนอราคาทันทีสำหรับบริการประกอบ PCB แบบครบวงจรตอนนี้
