Advancements in Ball Grid Array technology have improved the packaging of electronic components delivering enhanced performance and greater reliability for today’s electronics. Contudo, these advantages come with a unique challenge: BGA rework. The removal and insertion of BGA components on PCBs requires certain devices and knowledge. In this post you will find the fundamentals of the BGA rework processes as well as the 6 pitfalls to avoid and the key difficulties you could encounter during that stage.
What is the BGA Rework Process? Step-by-Step Explanation
The steps involved in ball grid array rework are:
- Remoção de componente
Um retrabalho BGA precisa de pré-aquecimento antes da remoção de qualquer componente. Nós aplicamos calor localizado da parte superior do componente e a solda derrete. Em seguida, removemos o componente do BGA por meio de um vácuo.
- Limpeza do local e remoção de solda
Esta etapa requer acessórios para segurar o componente para baixo enquanto a solda exposta está voltada para cima. Em seguida, o componente é mantido plano pelo vácuo de baixo, e o vácuo na parte superior permite a remoção da solda residual.
- Anexo de componente e re-soldagem
Depois de remover os componentes e limpar os locais, então a próxima e última etapa é a re-soldagem. Nesta etapa, recolocamos componentes reparados ou de substituição ao BGA usando solda. Uma técnica complementar é a imersão de solda, onde mergulhamos o BGA em um dispositivo de solda pré-determinado.
6 Erros comuns de retrabalho BGA
The operator must have deep knowledge of the ball grid array rework and skilled hands for handling delicate components. Aqui estão seis erros comuns de retrabalho BGA que você deve evitar:
- Treinamento inadequado do operador
Não podemos enfatizar isso o suficiente. Os técnicos de retrabalho BGA devem ter muita experiência, ter treinamento apropriado, e habilidades desenvolvidas. Um técnico de retrabalho BGA deve compreender as ferramentas, o material usado, as etapas do processo, e os parâmetros envolvidos. The technician must be able to evaluate the progress of a BGA reworking and scale it accordingly. Ele deve ser capaz de reconhecer as indicações de que o processo está fora do caminho.
- Seleção inadequada de equipamentos
Você deve usar as ferramentas certas para fazer um trabalho perfeito, e o mesmo vale para o retrabalho BGA. O equipamento deve ter a flexibilidade e sofisticação desejadas. Deve permitir a manutenção de uma previsível, Repetivel, e processo controlado. Isso inclui a robustez para fornecer calor, conforme exigido pelo processo, controle térmico de circuito fechado e detecção, e habilidades de manuseio para substituição e remoção. assim, you must use the best equipment available because it is directly related to the quality of ball grid array rework.
- Desenvolvimento de Perfil Fraco
A poorly-developed thermal profile might harm both the BGA assembly and the components. This may necessitate further rework actions that are expensive. For optimal outcomes, the operator must design excellent profiles with attention to correct thermocouple positioning and careful review of the data delivered.
- Preparação Imprópria
Several factors should be lined up before beginning the very first heat cycle at the rework facility. Before opting for proper solder paste and stencils, we should eliminate moisture and protect sensitive components. Determining the solder ball size and checking the pad flatness is vital before rework, while repairing the solder mask is important as well.
- Danos colaterais por calor
O refluxo das conexões de solda do componente adjacente pode resultar em desumedecimento, dano de chumbo e almofada, oxidação, articulações famintas, drenagem, dano de componente, e outros problemas. Isso pode levar a vários problemas de retrabalho. O operador de retrabalho BGA deve ser o efeito do calor no dispositivo BGA e componentes adjacentes em todos os momentos. O objetivo aqui é minimizar a migração de calor além do componente BGA em retrabalho.
- Inspeção pós-colocação insuficiente
É difícil observar o que está sob um componente BGA a olho nu. Mas hoje, máquinas sofisticadas de raio-x estão disponíveis, que nos permite ver abaixo o componente BGA. Isso ajuda a evitar problemas como má colocação, micção excessiva, e mau alinhamento. Um operador de sistema de raios-x precisa de treinamento adequado para compreensão e interpretação corretas da imagem gerada.
BGA Rework Station: Hot Air Stations Vs Infrared (IR) Estações
Existem dois tipos principais de estações de retrabalho BGA:
- Estações de ar quente
- Infravermelho (IR) Estações
A principal diferença entre eles é a maneira como aquecem um BGA.
Hot-air rework stations use hot air for heating the BGAs. Bocais de diâmetro variável direcionam o ar quente na área da placa de circuito, que precisa de conserto. While for Infrared (IR) estações de retrabalho, they use infrared precision beams or heat lights for heating the BGAs. Aquecedores de cerâmica são usados pelas estações de retrabalho IR de nível médio a baixo, e eles usam persianas para isolar as áreas de foco em um BGA. As estações de retrabalho IR de nível superior usam feixes de foco, que fornecem melhor isolamento ao BGA sem causar danos por calor às regiões adjacentes. Podemos focar o feixe com intensidade e escopo variados em várias áreas do BGA.
How to Choose the Right BGA Rework Station?
Decidir se vai com ar quente ou IR para sua empresa, você deve considerar suas características e levar em consideração como eles irão se comportar em seu ambiente de trabalho. Você precisa levar em consideração os seguintes parâmetros ao decidir sobre suas estações de retrabalho BGA:
- Controle de temperatura
As estações de retrabalho de ar quente geralmente concentram o ar aquecido na parte superior e usam um aquecedor de placa sem foco para a parte inferior. O fluxo de ar vai aquecer sobre o BGA e sob ele, também.
As estações de retrabalho IR não incluem um foco no lado inferior para ar aquecido. As estações de retrabalho IR normalmente usam uma luz de calor equipada com um difusor preto que torna mais fácil aquecer o BGA uniformemente.
- Eficiência
As estações de retrabalho de ar quente possuem bocais que permitem focar o fluxo de ar em diferentes áreas do BGA. It allows operators to complete the task quickly, because the hot air workstations make it easier to isolate the delicate details which are hard to heat.
As estações de trabalho IR não precisam de bicos, pois cada feixe pode ser focalizado de acordo com o comando do operador. Mas pode demorar mais para trazer detalhes mais delicados para a temperatura necessária. Como as estações de trabalho IR são muito sofisticadas; Portanto, employees will need more time to develop the required skills.
- Especificações PCB
Choose a station based on the size and sensitivity of BGAs. Make sure the heater area can accommodates BGA dimensions up to 36 inches and can reach 150 degrees to avoid warping. We must take the BGA age into account as well. Atualmente, a majority of BGAs are lead-free which necessitates higher temperatures for reworking than did previous tin-lead solder solutions.
Leitura adicional: Solda de chumbo vs.. Solda sem chumbo: Qual deles você deve escolher
Top BGA Rework Challenges and How to Overcome Them
- Proper alignment of the BGA component
A major challenge we may encounter during ball grid array rework is properly aligning the BGA component, since the tiny solder balls are located underneath. Adopting new positioning solutions equipped with optical measuring functions can solve this problem more effectively.
- Achieving uniform heating during the reflow process
Uneven thermal supply might result in faulty solder points or harm electronic devices. Leveraging excellent BGA rework stations equipped with custom nozzles to guarantee even heat distribution can overcome this difficulty.
- Avoiding damage to surrounding components
For BGA reworking, we should consider increased heat which could endanger adjacent parts. To minimize risks to surrounding components, we must utilize effective PCB heating strategies and targeted hot air solutions.
- Inspecting hidden solder joints after rework
Identifying solder joints presents a difficulty since BGA connections are hidden. Solder joint quality relies on conducting X-ray inspection during BGA rework. It is crucial.
Conclusão
O retrabalho BGA eficaz requer uma configuração de ponta, um ambiente de trabalho sofisticado, e uma equipe operacional bem treinada. Muitas empresas de manufatura não têm capital ou recursos para organizá-los e acabam produzindo BGAs de baixa qualidade. The smart way to address this is to reach out to a company like MOKO Technology, which not only manufactures PCBs and PCBAs but also specializes in BGA assembly and BGA rework. Sinta-se livre para Contate-Nos se você tiver mais perguntas ou se gostaria de pedir um orçamento potencial.
