SMT 어셈블리에서 PCB에 BGA 납땜을 수행하는 9가지 방법

BGA 납땜 – 납땜 전 준비

BGA 납땜 첫 번째 단계는 적절한 표면 마감을 선택하는 것입니다. 마감은 다가오는 프로젝트 또는 제품의 요구 사항과 호환되어야 합니다. 사용 가능한 표면 마감이 많이 있지만 그 중 일부는 무연 표면을 요구할 수 있습니다. 여기에는 RoHS가 포함됩니다. , 무연 OSP 또는 무연 ENIG 규칙

프로젝트에 적합한 재료를 선택한 후에는 PCB를 올바른 방법으로 보관해야 합니다. 부적절한 취급 및 보관은 결국 PCB를 망칠 수 있습니다.

따라서 수분 차단막이 있는 용기에 보관하는 것이 좋습니다. 케이스에는 가방 안의 습도를 알려주는 습기에 민감한 카드가 들어 있어야 합니다. 습기에 민감한 카드를 사용하면 필요한 습도 수준을 알 수 있습니다.

모든 것을 제어했다면 이제 두 번째 단계로 이동할 수 있습니다.

PCB를 철저히 청소

이제 보드가 올바른 상태에 있고 BGA 솔더링을 할 준비가 되었으므로 PCB가 완전히 청소되거나 구워졌는지 확인해야 합니다. 베이킹은 나중에 납땜 결함으로 이어질 수 있는 습기를 제거합니다. 따라서 조립 공정을 시작하기 전에 PCB를 철저히 청소해야 합니다.

더러운 PCB를 사용하면 BGA 솔더 볼 결함이 발생할 위험이 있습니다. 여기에는 냉간 용접, 변위, 보이드 및 브리징이 포함됩니다. 보관 및 이동 중에 PCB가 약간의 먼지로 덮일 수 있습니다. 일이 계획대로 진행되도록 하려면 조립을 시작하기 전에 보드가 깨끗한지 확인하십시오. 대부분의 경우 많은 조립업체는 초음파 세척기에 의존합니다.

BGA 납땜을 위한 BGA 준비

BGA는 습기에 민감하기 때문에 건조한 환경에 보관해야 합니다. 취급 책임자는 구성 요소가 손상되지 않도록 하는 데 필요한 엄격한 작업을 따라야 합니다. 그러나 일반적으로 이러한 구성 요소는 습기 제거 캐비닛 안에 보관해야 합니다. 온도 범위는 20℃ ~ 25℃이고 습도는 약 10%여야 합니다.

앞서 언급했듯이 납땜 프로세스를 시작하기 전에 BGA 구성 요소를 구워야 합니다. 여기서 제조사는 납땜 온도가 125℃를 넘지 않도록 해야 합니다. 그렇지 않으면 바람직하지 않은 금속 구조를 초래할 수 있습니다. 여기서도 온도가 낮으면 수분을 제거하기 어려워지기 때문에 주의가 필요합니다.

따라서 SMT 조립을 시작하기 전에 구성 요소를 굽는 것이 필수적입니다. BGA 내부의 수분 제거를 보장합니다. 또한 BGA는 베이킹 후 SMT 조립 라인에 들어가기 전에 약 30분의 냉각이 필요합니다.

BGA 납땜, 리플로우 기술 납땜

일반적으로 BGA의 어셈블리 패키지는 SMT 어셈블리와 동일합니다. 먼저 패드에 스텐실 또는 플럭스를 도포하여 PCB의 패드 어레이에 솔더 페이스트를 인쇄합니다. 둘째, PCB의 BGA 구성 요소를 정렬하기 위해 픽 앤 플레이스 장비를 도입합니다. 그런 다음 BGA 구성 요소를 리플 로우 솔더링 오븐을 통해 처리하십시오. 리플로우 기술 납땜은 아래에 간략하게 강조 표시된 몇 가지 단계를 포함하는 복잡한 프로세스입니다.

1. 예열 단계 – 이 단계는 일반적으로 2~4개의 가열 영역으로 구성됩니다. 여기에서 온도는 2분 이내에 150℃까지 올라갈 수 있습니다. 이러한 이유로 땜납이 튀거나 베이스가 과열되는 경우가 없습니다.

2. 침지 단계 – 여기에서 목표는 우수한 납땜 접합부를 만드는 고온 용융을 달성하는 것입니다.

3. 납땜 단계 – 이 단계에서는 납땜 접합부의 온도가 납땜 온도까지 상승하는 것을 목격해야 합니다. 이때 관절이 원하는 대로 나오도록 고온으로 설정하는 것이 좋다.

4. 냉각 단계 – 이것은 리플로우 기술 솔더링의 마지막 단계입니다. 여기에는 자연 냉각과 공기 냉각의 두 가지 냉각 모드가 있습니다. 냉각 속도는 1℃에서 3℃ 사이가 이상적입니다.

BGA 솔더링의 솔더 제어

다섯 번째 단계는 BGA 납땜 중에 땜납을 제어하는지 확인하는 것입니다. 대부분의 경우 납땜할 때 온도가 융점을 초과하여 납땜이 녹아 액체가 됩니다.

그러나 모든 것이 원하는 대로 나오도록 하려면 BGA 솔더링의 솔더를 제어해야 합니다. 60~90초 동안 약 183도의 온도 수준을 유지하여 이를 달성합니다. 시간이 너무 길거나 너무 짧으면 BGA 납땜을 수행할 때 품질 문제가 발생할 수 있습니다. 때로는 납땜 손잡이를 확인해야 할 수도 있습니다. 그들 중 대다수는 돌릴 때 손잡이가있어 다리미의 열을 줄입니다. 이로써 땜납을 제어하고 원하는 결과를 얻을 수 있습니다.

BGA 검사

제품을 시장에 출시하기 전에 BGA 납땜이 철저한 검사를 받는지 확인하십시오. 제품을 검사하지 않으면 불량품이 생산될 가능성이 있습니다. 이러한 제품은 값비싼 재작업이 필요할 수 있으며 비즈니스의 명성을 망칠 수 있습니다. BGA 검사에 관해서도 마찬가지입니다. PCB 어셈블리에서 BGA 검사는 BGA 도입 이후 상당한 관심을 불러일으킨 분야 중 하나입니다.

광학 기술을 사용하여 BGA 검사를 효과적으로 수행할 수 없음이 분명해야 합니다. BGA 구성 요소 아래의 솔더 조인트는 보이지 않습니다. 또한, 전기적 성능을 확인하여 솔더 조인트를 테스트하는 것은 쉽지 않습니다.

BGA를 테스트하는 유일한 만족스러운 방법은 X선을 사용하는 것입니다. X-레이는 패키지 아래에 있는 솔더 조인트를 식별하는 데 상당히 도움이 되는 것으로 입증되었습니다. 그렇게 함으로써 상세한 검사를 돕고 있습니다.

그러나 X-ray만이 사용할 수 있는 유일한 방법은 아닙니다. X-ray가 가장 효과적인 방법 중 하나로 등장하지만 디자이너에게는 여전히 다른 옵션이 있습니다. 그들은 BGA 용접 품질을 확인하기 위해 경계 스캔 또는 전기 테스트를 사용하도록 선택할 수 있습니다. 예를 들어, 전기 테스트는 전기 전도도만 나타냅니다. 반면 BGA 솔더링의 성공 여부는 확인하지 못한다.

BGA를 PCB 패드에 정확하게 정렬

일곱 번째 단계는 BGA를 PCB 패드에 올바르게 정렬하는 것입니다. 여기에는 두 단계가 포함됩니다. 초기 정렬 후 납땜 과정에서 정렬을 유지합니다. 이를 달성하려면 대량 작업을 위한 특수 장비가 필요합니다. 그러나 프로토타입을 생성해야 하는 경우 여전히 수동으로 정렬할 수 있습니다. 수동 정렬이라고도 합니다.

모든 것이 올바르게 나오도록 하려면 몇 가지 정렬 표시로 보드를 효과적으로 표시해야 합니다. 이러한 마크는 바람직하게는 구리로 만들어집니다. 또한 솔더 페이스트는 근육 표면 장력 동안 녹을 수 있으므로 사용을 피해야 합니다. 장기적으로 터미널에 손상을 줍니다.

다시 말하지만, 대량 생산을 실행하는 경우 광학 정렬을 고려하면 시간과 비용을 절약할 수 있습니다. 또한 PCB 패드의 모든 것을 정렬할 수 있는 특수 기계에 투자해야 합니다.

최고의 BGA 솔더 조인트 표준

SMT 조립 중에 PCB에 BGA 납땜을 수행하려는 경우 준수해야 하는 특정 BGA 납땜 접합 표준이 있습니다. 예를 들어, 공동이 있는 BGA 납땜 조인트는 많은 실패를 초래합니다. 그들은 또한 장기적으로 비용이 많이 드는 다른 기술적 문제를 가질 가능성이 있습니다.

예를 들어, IPC BGA 솔더링 표준에 따르면 패드의 공동을 피하는 것이 어려운 경우 이러한 구멍은 솔더 볼 영역보다 10% 더 커서는 안 됩니다. 즉, 패드의 터널은 솔더 볼의 직경에 비해 30%보다 크지 않아야 합니다. 좋은 결과를 얻으려면 BGA 솔더 조인트와 관련하여 허용되는 업계 표준을 준수해야 할 수 있습니다.

BGA 재작업

아시다시피 BGA 재작업을 수행하는 것은 약간의 작업입니다. 그러나 전문 장비가 있으면 쉽게 할 수 있습니다. 그러나 수리를 위해 제품을 반품해야 하는 경우에는 그렇게 걱정할 이유가 없습니다. 수리 작업은 먼저 BGA 구성 요소를 가열하여 시작됩니다. 아래 부분을 녹일 수 있습니다.

특정 재작업 스테이션은 재작업 중에 이상적입니다. 적외선 히터, 진공 장치 및 열전대 모니터와 같은 특수 장비로 구성된 작업 프로세스에도 적합합니다. 여기서 BGA 구성 요소만 제거하도록 세심한 주의가 필요합니다. 약간의 실수가 전체 보드를 손상시킬 수 있습니다.

BGA 재작업

아시다시피 BGA 재작업을 수행하는 것은 약간의 작업입니다. 그러나 전문 장비가 있으면 쉽게 할 수 있습니다. 그러나 수리를 위해 제품을 반품해야 하는 경우에는 그렇게 걱정할 이유가 없습니다. 수리 작업은 먼저 BGA 구성 요소를 가열하여 시작됩니다. 아래 부분을 녹일 수 있습니다.

특정 재작업 스테이션은 재작업 중에 이상적입니다. 적외선 히터, 진공 장치 및 열전대 모니터와 같은 특수 장비로 구성된 작업 프로세스에도 적합합니다. 여기서 BGA 구성 요소만 제거하도록 세심한 주의가 필요합니다. 약간의 실수가 전체 보드를 손상시킬 수 있습니다.