Leiterplattentechnisch - BGA zum bleifreien Löten von Leiterplatten

BGA zum bleifreien Löten von Leiterplatten

1. BGA for lead-free soldering
(1), the lead-free BGA specification remains the same

As explained in the previous article, Die Grundkonstruktion des bleifreien Lötens BGA kann weiterhin dem aktuellen bleifreien Verfahren folgen, und es ist am besten, NSMD für PCB Lötpads zur Reduzierung der Ansammlung von Spannungen. Allerdings, aufgrund der höheren Löttemperatur des Zinn-Silber-Kupfer SAC, Es ist notwendig, die bessere Platzierung des hitzebeständigen BGA auf dem PCB. Allgemein, beim Schweißen verschiedener Arten von Großplatten, Die Kante der Platte ist etwa 5-15 Grad Celsius höher als die der Platte. Allgemein, Große BGA nimmt nicht nur Wasser leicht auf, aber leidet auch unter großen thermischen Belastungen bei hohen Temperaturen. Es ist am besten, diese großen Teile nicht auf die Seite des Boards zu legen. Einmal muss der große BGA aufgrund von Verdrahtungsschwierigkeiten seitlich auf der Platine platziert werden, Die Schweißbedingungen müssen strenger kontrolliert werden, um Schäden zu vermeiden.

(Zwei), bleifreie BGA muss der Operation und Inspektion mehr Aufmerksamkeit schenken

Um eine gleichmäßigere Temperaturerhöhung zu erleichtern, muss die Heizzone der Reflow-Einheit größer sein als die mit Blei. Wenn möglich, ist es besser, zum Schmelzschweißen auf heißen Stickstoff umzuschalten, für OSP wird die Ausbeute besser sein. Um die Beschädigung von BGA zu reduzieren, muss beim Testschweißen des ersten Produkts (erster Artikel) der Temperaturfühler (Thermoelement) des Profi1er-Wärmemelders an oder in der Nähe des Gehäuses des BGA installiert werden. Um zu wissen, ob die Erwärmung des großen Teils die Temperaturgrenze überschritten hat, ist die Körpertemperatur in der Regel 5° Celsius höher als die des Balls.

Um das Aussehen und die Lötstellen der bleifreien Kugelstifte besser zu verstehen, kann ein spezielles Seitensichtmikroskop verwendet werden, um die Oberflächenmerkmale der äußeren SAC Kugelstifte zu untersuchen.

(3) Responses during the transition period

Was die Übergangszeit von BGA zu Vollbleifrei angeht (wie z.B. die Nachwartung einer großen Maschine, die verkauft wurde), wird im Allgemeinen "Forward Matching" genannt, wenn die drei Mitglieder zuerst nur die Lotpaste in bleifreies SAC wechseln; Wenn die Kugel zuerst gewechselt wird Wenn der Stift auf LF gewechselt wird, nennt man es "Reverse Matching" und andere zwei halbeingestellte bleifreie Löten. Diese beiden zweckdienlichen Praktiken werden jedoch unweigerlich zu den Folgen der "Bleiverschmutzung" führen, und die Probleme des Grenzflächenrisses sind anfällig für das Auftreten.

Nehmen Sie nun die halbbleifreie, die nur die Kugel ersetzt, aber nicht die Paste als Beispiel. Wenn die Paste während des Lötprozesses vollständig geschmolzen ist, aber die Kugel noch nicht vollständig geschmolzen ist, diffundiert das Blei in der Paste in die bleifreie Kugel und konzentriert sich an den Grenzen jedes Zeichens (Korngrenzen), was zu struktureller Inhomogenität und Instabilität der gesamten Lötstellen führt. Die folgende Abbildung veranschaulicht dieses Phänomen.

BGA bleifreies Löten hat oft zwei große Mängel; Eins ist, dass die SAC-Pins nicht vollständig geschmolzen sind, was nicht nur die Selbstausrichtungsleistung verschlechtert, aber versteckt auch die Krise des Interface Cracking. Die zweite ist, dass die SAC-Kugel nicht vollständig geschmolzen ist, so that when the ball collapses (Ball Collapse) is not enough, cracks (Open) between the ball and the solder paste are often caused.

2. Reparatur nach BGA/CSP assembly
Once a small number of defects are found in the assembled PCBA, natürlich, die teure Montageplatte kann nicht verschrottet werden; stattdessen, notwendige Nacharbeiten und Austausch müssen durchgeführt werden. Zur Zeit, die defekte BGA/CSP-Komponenten müssen vom PCB Oberfläche, und die neuen Teile von guter Qualität müssen für den Versand neu gelötet werden. Eine solche sehr schwierige Reparatur oder Nacharbeit muss natürlich mit ausgefeilten professionellen Werkzeugen und vertrauten Techniken gearbeitet werden, um schwere Verluste zu vermeiden.. Folgende sind gängige Reparaturmethoden:

(1) Ersetzen Sie die beschädigten Teile durch neue durch Erhitzen und Entlöten

Allgemeine Methoden zum teilweisen Lösen von montierten Platten umfassen: einfaches Lötkolben (Lötkolben) Art Leitungsverfahren; und kompliziertere Heißluft (Heißluft) Art Konvektionsmethode. Ersteres richtet sich an verschiedene Verlängerungs- und Pin-Komponenten oder passive Komponenten mit Kappen an beiden Enden. Eisenspitze mit geeigneter Leistung sollte als Werkzeug zum Erhitzen und Transportieren von Löt während der Konstruktion verwendet werden. Entfernen Sie die ungelöteten Altteile vorsichtig mit einer speziellen Zange und schweißen Sie die neuen Teile vorsichtig auf die ursprüngliche Trägerfläche.

(2) The lack of thermal conductivity and hot air

(1) Schwerindustrie von einfachen Teilen

Die Wärmeleitungs-Lötkolbenmethode ist einfach, billig, einfach zu erlernen und schnell zu bedienen. Es wird häufig für den Hochleistungsaustausch von QFP, PLCC oder einigen diskreten passiven Komponenten verwendet. Der Nachteil dieser Methode ist, dass sie stark auf die Fähigkeiten der Techniker angewiesen ist und es einfacher ist, Verbrühungen an den Bauteilen oder Platten zu verursachen, wenn sie zu schnell erhitzt werden. Lötkolben mit höherer Leistung können sogar dazu führen, dass die Lötpads auf der Platine wegschweben. Spezielle Geräte wie einstellbare Leistung (Leistung oder Watt) und selbsteinstellbare Lötkolbenspitzen (Tips) sollten verwendet werden, um den Bau von Pads unterschiedlicher Größe zu erleichtern. Zum Beispiel ist Sinait Heat von Metcal ein gutes kommerzielles Werkzeug.

(2) Schwerindustrie von BGA/CSP

Wie bei den BGA/CSP von Area Array Kugelfüßen, können nur Convection Heizwerkzeuge verwendet werden, um kompliziertere Reparaturen durchzuführen. Diese anspruchsvollen Spezialausrüstungen sind sehr teuer, und ihr Heißluftstrom und ihre Temperatur können auch zufällig eingestellt werden, aber es muss darauf geachtet werden, dass andere nahe gelegene Komponenten während des Baus nicht beschädigt werden. Bei hochpreisigen BGAs muss beim erneuten Löten neuer Teile neues Lot verwendet werden, und das gesamte alte Zinn auf der ursprünglichen Pad-Oberfläche muss entfernt werden, um die perfekten Metalldetails der neuen Lötstellen zu gewährleisten.

Zu diesem Zeitpunkt kann spezieller hohler geflochtener Draht oder geflochtener Draht aus dünnem Kupferdraht verwendet werden, um das geschmolzene Zinn auf der Kissenoberfläche aufzunehmen. Verwenden Sie bei Bedarf Präzisionszahnärztliche Schleifwerkzeuge oder Schleifpapier und verwenden Sie Lösungsmittel, um das Kupferpad im Voraus zu reinigen. Es ist notwendig, das IMC, das auf der Kupferoberfläche gewachsen ist, vollständig zu entfernen, um die Festigkeit und Zuverlässigkeit der nachfolgenden Lötstellen zu gewährleisten.

(3) Lotpaste und Resolder neu bedrucken

Die Lötpaste wird mit einer speziell bedruckten kleinen Stahlplatte auf den Lötplattenbereich nachgedruckt, dann wird die neue BGA/CSP mit einer Präzisionsausrichtvorrichtung auf die positionierte Lötpaste gelegt und anschließend fest mit Heißluft verlötet. Beachten Sie, dass es einmal durchgeführt werden muss, um die Scherschäden zu verringern, die durch den Unterschied in CTE zwischen dem Pad und der Platte verursacht werden. Da die in der BGA/CSP-Schwerindustrie aufgebrachte Wärme viel höher ist als die der allgemeinen Kleinteile, ist es bei der Konstruktion besonders vorsichtig zu sein. Nach Abschluss der Arbeiten muss eine fluoroskopische Inspektion durchgeführt werden, um sicherzustellen, dass die inneren Kugeln des Bauchbodens ordnungsgemäß verschweißt wurden.