BGA payvand nuqsonlari: PCB rentgen tekshirish usullari va qayta ishlash

Kirish

Texnologiyadagi doimiy taraqqiyot elektronikani aqlli, tezroq va hamda kichikroq qurilmalarga olib chiqdi. Ushbu mahsulotlarga bo'lgan talab zamonaviy sxemalarning murakkabligini oshirish uchun tez yig'iladigan va ishonchli ulanish imkonini beradigan yuqori zichlikdagi texnologiyalarni ishlab chiqishni rag'batlantirdi. Shakllari ballar (sharlar) ko'rinishidagi tarmoq (BGA) qurilmalari PCB yig'ilishida sxema zichligini maksimal darajada oshirish va ishlash samaradorligini oshirish qobiliyatiga ega bo'lganligi sababli asosiy yechim sifatida paydo bo'ldi.

Zamonaviy elektron ishlab chiqarish keng ko'lamda BGA komponentlarini qo'llaydi. Bu texnologiya aqlli telefonlar va o'yin qurilmalari kabi iste'mol elektronikasida, shuningdek, kosmik soha va tibbiy elektronika kabi yuqori darajadagi sohalarda ham qo'llaniladi. Ishlab chiqaruvchi korxonalar BGA komponentlarni lehimlash bo'yicha malakaga ega bo'lishi, rentgen tekshiruvi tizimlarini boshqarish qobiliyatiga ega bo'lishi va BGA komponentlari uchun ilg'or qayta ishlash usullarini mukammal bilishi kerak. Bu kasbiy texnik ko'nikmalar namuna ishlab chiqarish bosqichida katta ahamiyatga ega bo'lib, seriyali ishlab chiqarish jarayonlarida ham shartli ravishda zarurdir. Bu texnik tizimni to'liq o'zlashtirish yakuniy mahsulotlarning ishlash standartlariga javob berishini ta'minlaydi.

Shar panjara massivi ( BGA ) lehimlanishi nima?

Shar panjara massivi: Tuzilishi va elektr sxemalarini yig'ishdagi hissasi

Sharcha tarmoq massivi (BGA) — BGA qurilmasi ostida solder sharchalar tarmoq namunasida joylashtirilgan integratsiyalangan sxema birlashtirish texnologiyasi. Montaj jarayonida ushbu sharchalar eriydi va paket bilan PCB o'rtasida mexanik hamda elektr aloqalarni hosil qiladi. An'anaviy paketlardan farqli ravishda, BGA solder tutashtirishlari yashirin bo'lib, oddiy ko'z bilan tekshirishga qodir emas va rentgen tekshiruvi kabi ilg'or tekshirish texnologiyalariga bo'lgan ehtiyoj oshadi.

BGA-lar PCB-ga qanday payvandlanadi

• 1-bosqich: Solder sharchalar bilan aniq mos keladigan PCB izi plastinkasini loyihalang.
• 2-bosqich: Har bir plastinkaga kerakli miqdordagi solder beruvchi teshikli taxtacha yordamida PCB-ga solder aralashmasi qo'ying.
• 3-qadam: Har bir sharcha o'z plastinkasi bilan mos tushadigan qilib BGA komponentini o'rnating.
• Toʻrtinchi qadam: PCB montaj reflow pechidan o'tkaziladi, bunda sxema isitiladi va tarmoqdagi sharchalar BGA hamda PCB o'rtasida ulanishlarni shakllantirish uchun yetarlicha eriydi.
• Beshinchi qadam: Sovutgandan keyin BGA solder sharchalari qaytadan qattiq holatga o'tadi va ishonchli tutashtirishlarni hosil qiladi.

Sharcha tarmoq qatori poyabop tuzilishi

BGA qurilmalarining rivojlanishi va xususiyatlari

Sharli panjara massiv (BGA) texnologiyasining rivojlanishiga integratsiyalangan sxemalarning o'z ichida ko'proq issiqlik chiqarishi va mustahkamroq ulanishlarga ehtiyoji sabab bo'ldi. Qadoqlama ichidagi integratsiyalangan sxema ko'proq issiqlik chiqarib, mustahkamroq ulanishlarni talab qilgani sari BGA muhim yutug'ga aylandi.

BGA ning asosiy xususiyatlari:

• Panjara namunasida tartiblangan: Qadoqlamaning pastki qismida satr va ustunlar shaklida joylashtirilgan lehim sharlari kontaktlarning zichligini oshirish imkonini beradi.
• Yaxshilangan elektr ishlashi: Qisqa, to'g'ridan-to'g'ri lehim ulanishlari qarshilik va induktivlikni kamaytiradi, bu yuqori tezlikdagi sxemalar uchun muhim ahamiyatga ega.
• Issiqlikni boshqarish: Katta kontakt maydoni va panjara taqsimoti integratsiyalangan sxema tomonidan hosil qilingan issiqlik samarali tarqatish imkonini beradi.
• Yuqori zichlikdagi PCB bilan moslik: BGAlar maydonga yaqinroq sharsimon joylashuvni qo'llab-quvvatlaydi — yuqori zichlikdagi PCB montaj uchun foydali.
• Ishonchlilikni oshirish: Geometriya va tuzilma kuchlanishni tekis taqsimlaydi, lehim birikmasi charchash xavfini kamaytiradi.

Nima uchun ZBQlar zamonaviy sxema platasi dizaynida hukmronlik qilmoqda

ZBQ va PCB hamkorlikka o'tish kattaroq tezlik, kuchliroq quvvat va ulanishlarni kengaytirmasdan amalga oshirish ehtiyojidan kelib chiqdi. Ushbu texnologik sakrash elektron mahsulotlarning so'nggi avlodlarida deyarli barcha protsessorlar, FPGA lar va yuqori tezlikdagi xotirani ZBQ mikrosxemalar sifatida birlashtirishga olib keldi.

ZBQ lehimlash usullari

ZBQ lehimlash usullariga umumiy tavsif

ZBQ korpusini lehimlash an'anaviy oqta paketlardan ancha yuqori texnik talablarni qo'yadi. Jarayon lehim sharlarining to'liq mos kelishiga qaratilgan. Asosiy maqsadlar aniq isitish haroratini boshqarishni o'z ichiga oladi. Jarayon oxir-oqibat toza va bo'shliqlarsiz lehim birikmalarini hosil qilishni talab qiladi.

Lihimlash usullariga quyidagilar kiradi:

• Qayta eritish jarayoni: Paket va PCB o'rtasida joylashgan lehim sharlarini global yoki mahalliy ravishda isitish va eritish uchun reflow pechidan foydalaniladigan standart usul.
• Qo'lda lehimlash: Asosan BGA qayta ishlash yoki namuna yig'ilishida ishlatiladi — ko'pincha BGA komponentini issiq havo uskunasi bilan mahalliy ravishda isitishni o'z ichiga oladi.
• Issiq havo bilan qayta ishlash stantsiyasidan foydalanish: Qayta ishlash/ta'mirlash uchun nazorat ostidagi issiq havo va/yoki IR manbai nosoz BGA komponent atrofidagi sohani isitib, uni olib tashlash, almashtirish yoki qayta ishlash imkonini beradi.
• Tegishuv va o'rnatish: Pick-and-place tizimlari yoki qo'lda mikroskoplar lehim sharlarini aniq mos keladigan PCB kontakt maydonchalari ustiga tekis joylashtiradi.

Muhim BGA lehimlash o'zgaruvchilari

Mukammal BGA qotishlov tushirish bo'yicha maslahatlar

• O'rnatishdan oldin doimo qotishlov aralashmasi quyilgan joylarni tekshiring — yo'qolgan nuqta qotishlov tushmagan joyga olib keladi
• Qotishlov tushish jarayonida PCB ni ehtiyotkorlik bilan qo'llab-quvvatlang, chunki egilish tengsiz qotishlov hosil bo'lishiga sabab bo'ladi
• Namuna va BGA qayta ishlash uchun dastlab qimmatbaho montajlarga o'tishdan oldin qotishlov tushirishni mahalliy ravishda qizdirishni o'rganish uchun chetga tashlangan PCB lardan foydalaning

BGA qotishlov tushirishni tekshirish usullari va texnologiyasi

Nima uchun tekshirish muhim?

BGA qotishlov tushmalar paket ostida yashiringanligi sababli faqatgina ko'rish vositalari yordamida nuqsonlarni aniqlash deyarli iloji bo'lmas. Shu sababli rentgen tekshiruvi hamda boshqa tekshiruv usullari (optik tekshiruv, elektr sinovi) jarayonning ajralmas qismi hisoblanadi

BGA lar uchun tekshiruv usullari

1. Ko'rish orqali tekshirish:

• Paketning atrofidagi sharlarni o'rnatish, tekislash va ko'rish uchun ishlatiladi.

2. Optik tekshiruv (AOI):

• Avtomatlashtirilgan optik tekshiruv noto'g'ri o'rnatish, noto'g'ri turish masofasi hamda paket chegarasidagi ayrim qoplamalarni aniqlaydi.

3. Rentgen Tekshiruvi:

• Qo'lda va avtomatlashtirilgan rentgen tekshiruvi (AXI) BGA ostida yashiringan payvandlangan ulanmalarni tekshirish imkonini beradi. Rentgen tasvirlari payvand sharlari nuqsonlarini, qoplamalarni, bo'shliqlarni, uzilishlarni hamda 'yastiqdagi bosh' xodisalarini aniqlash uchun qo'llaniladi.

4. Elektrik tekshiruvi:

• Zanjir ichidagi va uchuvchi probali sinovlar BGA hamda PPB o'rtasidagi barcha ulanishlarning uzluksizligini tasdiqlaydi.

5. Boshqa tekshiruv usullari:

• Akustik hamda IR tekshiruv tizimlari ham ilg'or darajadagi nuqsonlarni aniqlash (qatlamlarning ajralishi, bo'shliqlar, issiqlik to'planishi) uchun foydalaniladi.

Tekshiruv tizimlarining taqqoslanishi

Ilgarilangan tekshiruv texnologiyasi

Tekshiruv texnologiyasining rivojlanishi haqiqiy vaqt rejimida 3D AXI, yuqori aniqlikdagi rentgen tizimlari hamda reflyuv paytida harorat past bo'lganda yoki lehim yetarli bo'lmasa kabi nuqsonlar sodir bo'lish ehtimolini avtomatik ravishda belgilaydigan dasturiy ta'minotni olib kelgan.

Yuqori sifatli lehim tutashtirishlarni tekshirish bo'yicha maslahatlar

• Ko'priklar, bo'shliqlar va uzilishlarni aniq aniqlash hamda optimal tasvir sifatini saqlash uchun muntazam ravishda rentgen tekshiruv tizimingizni kalibrlang.
• Avtomatlashtirilgan rentgen tekshiruv (AXI) ni massali ishlab chiqarishda foydalaning. Bu montaj jarayonini tezlashtiradi va bir vaqtda sifatli nazoratni saqlab turadi.
• Namunalar uchun rentgen tekshiruvi bilan qo'lda optik tekshirishni birlashtiring, chunki odam ko'zi avtomatlashtirilgan tizimlarning e'tibordan chetga chiqargan ba'zi nozik nuqsonlarni aniqlay oladi.
• Har bir BGA qurilmasi tomonidan boshqariladigan zanjir yuk ostida ham, nafaqat tinch holatda ishlashini ta'minlash uchun rentgen tekshiruvisini elektrik sinov usullari bilan juftlashtiring.

BGA xatosi turlari va ularning oldini olish usullari

Ajoyib PCB va BGA dizaynga ega bo'lsangiz ham, lehimlash jarayonida yoki undan keyin turli xil nuqsonlar paydo bo'lishi mumkin. Sabablarni tushunish va ularning oldini olish mustahkam zanjirlar uchun muhim.

Odatdagi BGA lehim xatoliklari

Umumiy belgilar

• Sxema platada vaqtinchalik nosozliklar (ochiq yoki sovuq tugunlarning oqibati)
• Dastlabki ish faoliyatidan keyin qisqa tutashuvlar (payvand bridging natijasida)
• Chiqish kontaktlarida signali yo'q yoki yuqori qarshilik (bo'shliqlar/head-in-pillow tufayli)

Keng tarqalgan BGA muammolaridan qanday qutilish kerak

• Plata namunalarini va sharlarning qadami diqqat bilan loyihalang : BGA qurilmasi uchun kontakt maydonchasining namunasi paketga aynan mos kelishini ta'minlang.
• Payvandlash haroratini nazorat qiling : Qayta eritish jarayonida juda ko'p isishi yoki yetarli darajada isimay qolishdan saqlaning.
• Payvand pastasini bosib chiqish sifatini tekshiring : Mumkin qadar tezkor payvand pastasini tekshirish uskunalardan foydalaning va agar ba'zi kontakt maydonchalarga pasta yetarli miqdorda tushmagan yoki ortiqcha tushgan bo'lsa, darhol tuzatish kiriting.
• Namlikka sezgir BGA mikrosxemalarini payvandlashdan oldin quritib oling : Bu panjara ichidagi sharlarning suyuqlash paytida "paxlovdiruvchi" hodisa hamda bo'shliqlarning kattalashishini oldini oladi.
• Har doim to'g'ri sozlangan qayta eritish pechidan foydalaning: Sovuq yoki yonib ketgan tutashtirishlarni minimal darajaga tushirish uchun har bir montaj protsessi uchun maksimal haroratni va uning davomiyotini standartlashtiring.

BGA Qayta Ishlash Jarayoni: Asboblar va Usullar

Montaj yoki tekshiruv natijasida nosoz payvandlangan tirqish yoki nosoz BGA komponenti aniqlanganda, bga qayta ishlash jarayoni boshlanadi. Qo'shimcha zarar etkazishni oldini olish uchun tizimli yondashuv juda muhim.

BGA Qayta Ishlash Uchun Asboblar va Usullar

BGA Qayta Ishlash Stantsiyasi:

Asosiy asbob — BGA uchun mo'ljallangan qayta ishlash stantsiyasidir.

Bu qayta ishlash stantsiyalari aynan belgilangan haroratni boshqarish imkoniyatiga, moslashtirish uchun ko'rish tizimlariga hamda BGA komponentini mahalliy ravishda isitish uchun maxsus issiq havo nozzllariga yoki infraqizil isitgichlarga ega.

Issiq Havo Asbobi va IR Oldindan Isitgich:

Issiq havo asbobi yon atrofdagi payvandlangan tirqishlarga ta'sir qilmagan holda nuqsonli qismini xavfsiz olib tashlash imkonini beradi.

IR oldindan isitgich sxema platasi uchun egilish yoki issiqlik ta'sirini oldini olish uchun uningni nafas-sifatda isitadi.

Ko'rish Tizimlari va Moslashtirish:

Zamonaviy stansiyalarga solder sharlarni aniq joylashtirish uchun tayoqchalarga moslashtirilgan kameralar yoki mikroskoplar kiradi.

Shar qayta o'rnatish vositalari:

Qayta ishlatiladigan BGA qurilmalar uchun "qayta o'rnatish" jarayoni eski, ifloslangan solder sharlarni yangilari bilan almashtiradi.

Solder pastasini bosib chiqaruvchi yoki mini shablon:

Yangi BGA uchun to'g'ri miqdordagi solder qo'yish uchun.

BGA Qayta Ishlash Jarayoni (bosqichma-bosqich)

Tayyorlash

Nosozlikni va ta'mirlanadigan konturni tekshiring hamda tasdiqlang.

Platalardan namlikni oldindan isitish orqali olib tashlang.

Olib tashlash

BGA komponentini mahalliy ravishda isitish uchun qayta ishlash stansiyasidan foydalaning.

Solder sharlari erigach, BGA ni vakuum asbobi bilan ko'taring.

Saytni tozalash va kontakt maydonchalarini tekshirish

Print platadan qoldiq lehimni tozalang; kontakt maydonchasining olib ketilgan yoki print plataga yetkazilgan zararni tekshiring.

Yangi BGA o'rnatish

Yangi BGA uchun kontakt maydonchasiga lehim aralashmasini qo'ying, joylashtirish uchun tekislash yo'riqlaridan foydalaning.

Lehimni qayta eritish

Yangi lehim sharlarini eritish va BGA bilan print platasi o'rtasida ulanishlarni shakllantirish uchun issiq havo asbobi yoki qayta ishlash stansiyasi boshqaruvlaridan foydalaning.

Yakuniy tekshirish

X-nur tekshiruvi, ko'rik tekshiruvi va kerak bo'lganda elektr testini o'tkazing.

Print platasi yig'masi, qayta eritish va sifat uchun eng yaxshi amaliyotlar

• Har bir bosqichni tekshirish orqali kamchiliklarni oldini oling: Lehim aralashmasini tushirish va komponentlarni olib qo'yishdan boshlab, qayta eritishgacha hamda tekshiruvga qadar.
• YUQOli soni ko'p bo'lgan PCB uchun avtomatlashtirilgan rentgen tekshiruvidan foydalaning : Yashiringan lehim sharlaridagi nosozliklarni masshtabda qo'lda aniqlash amalga oshmaydi.
• Lehim haroratini nazorat qiling : Ayniqsa, murakkab, yuqori zichlikdagi plataga uchun termoparalardan foydalangan holda har bir platani profillang.
• BGAlarni ishlab chiqaruvchilarning tavsiyalariga muvofiq saqlang : Lehim sharchalarining gidroksidlanishini va namni shimishini oldini oling.

Koʻpincha soʻraladigan savollar

S: BGA qurilmalari uchun qo'lda lehimlashdan foydalanish mumkinmi?

J: Lehim tutashtirmalari yashiringan va nozik bo'lganligi sababli, BGA montaj uchun odatda qo'lda lehimlash mos kelmaydi. Biroq, maxsus issiq havo nozzllaridan va aniq vizual tekshiruvdan foydalanish orqali qayta ishlashda u muhim rol o'ynaydi.

S: BGA tekshiruvi uchun doim rentgen kerakmi?

J: Ha, ishlab chiqarishda kerak—chunki lehim tutashtirmalari paket ostida yashiringan bo'lib, faqatgina vizual yoki optik usullar bilan to'liq baholab bo'lmaydi.

Savol: BGA payvandlash jarayonining muvaffaqiyatsizlik belgilari qanday?

Javob: Signalning uzilish-uzilish ketishi, chiqish signali bo'lmasligi yoki qurilmaning ishlamay qolishi; rentgen tekshiruvi yoki elektr sinovlarining natijasizligi bilan tasdiqlanadi.

Savol: Qayta eritish paytida BGA xatolarini qanday oldini olish mumkin?

Javob: To'g'ri pech rejimi, ehtiyotkorlik bilan teshik taxtasini loyihalash va muntazam tekshiruv usullari ham ko'rinadigan, ham nozik nuqtadagi nuqsonlarni kamaytiradi.

Xulosa

Sharhli tarmoqli to'plam (BGA) korpuslash texnologiyasining rivojlanishi kichikroq, quvvatliroq va ishonchliroq elektron qurilmalarga bo'lgan doimiy talabni qondirishda hal etuvchi ahamiyat kasb etdi. Biroq, paketning pastki qismida tarmoq shaklida joylashgan BGA qurilmalarning payvandlangan ulanishlari murakkab montaj, qayta ishlash va tekshirish usullarini talab qiladi. Qayta eritish pechlaridan va zamonaviy BGA qayta ishlash stansiyalaridan tortib, ilg'or darajadagi rentgen tekshiruviga bo'lgan zaruratgacha bo'lgan barcha jarayon har bir tafsilotga e'tibor berishni talab qiladi.

BGA xatolaridan saqlanish uchun mustahkam jarayonni boshqarish hamda to'g'ri vositalar va tekshirish usullaridan foydalanishga qat'iy e'tibor berish talab etiladi. Yaxshi dizayn, mutaxassislarning alyo moddiy tajribasi, aniq tekshiruv hamda ehtiyotkorlik bilan qayta ishlash yuqori zichlikdagi har bir plataga — shu jumladan, paket ichidagi har bir integratsiyalashgan sxemaga kafolatlangan chidamlilik hamda sifatli ishlash imkonini beradi.

Platalarni yig'ish sohasida doimiy rivojlanayotgan dunyoda oldinga qarab boring — BGA lehimlashni mukammallashtiring, tekshirish texnologiyasini zamonaviylashtiring hamda jamoangiz malakasini oshirishga investitsiya qiling.