Tlhahlobo ea Sekoli le Ntlafatso ea Ts'ebetso ea Manonyeletso a Solder a BGA

Selelekela

Liphutheloana tsa Ball Grid Array (BGA) li hlahile e le thekenoloji ea bohlokoa indastering ea lisebelisoa tsa elektroniki, haholo ho tloha ha e qala ho qala lilemong tsa bo-1990. Mokhoa ona oa ho paka o ile oa hlokahala ha palo ea lithakhisa tsa lisebelisoa tsa liphutheloana tse nang le loto ea setso e ntse e eketseha, e leng ho etsang hore sebaka sa loto se fokotsehe haholo. Sena se lebisitse ho liqholotso tsa manufacturability le ts'epahalo nakong ea solder ea sesebelisoa, ka sebaka se fokolang se fihlang tlase ho 0.3mm (12mil). Ho rarolla mathata ana, theknoloji ea BGA e ile ea ntlafatsoa, ​​e lumellang palo e phahameng ea lipini ha e bapisoa le Quad Flat Packages (QFP) e boholo bo lekanang.

Lisebelisoa tsa BGA li itšetlehile ka libolo tsa solder ka tlas'a chip hore li sebetse e le lithapo tsa tsona. Lekhalo le leholo la libolo tsena tsa solder le etsa hore kopano e be bonolo, e ntlafatsa haholo litekanyetso tsa ho fumana mangolo le litekanyetso tsa katleho ea lekhetlo la pele.

Mefuta e 'meli e tloaelehileng ea liphutheloana tsa BGA ke Plastic BGA (PBGA), e sebelisoang haholo lihlahisoa tsa bareki le tsa puisano, le Ceramic BGA ( CBGA), e sebelisoang lits'ebetsong tsa sesole. Sebopeho sa bolo ea solder hangata se kenyelletsa 63% tin (Sn) le 37% lead (Pb) bakeng sa solder ea eutectic lisebelisoa tsa PBGA, ha lisebelisoa tsa CBGA li sebelisa solder e sa eutectic e nang le mocheso o phahameng e entsoeng ka 10% Pb le 90% Sn. Tsoelo-pele ea theknoloji ea BGA e boetse e lebisitse nts'etsopele ea li-BGA tse nyane, tse bitsoang li-microBGA (μBGA) kapa Liphutheloana tsa Chip Scale (CSP), tse nang le libaka tse nyane le ho feta tsa solder tse tlase ho 0.3mm (12mil) le sebaka sa bolo ea solder se tlase ho 0.5mm (12mil).

Sengoliloeng sena se hlahloba mekhoa ea ho amohela, ts'ebetso ea sekoli, le ho ts'epahala ha li-solder tsa BGA, ho tsepamisitse maikutlo haholo bofokoli ba likhang - voids. Ho feta moo, re tla sisinya lintlafatso tsa ts'ebetso tse reretsoeng ho ntlafatsa boleng ba li-solder tsa BGA.

Ho hlahloba boleng ba ho rekisa ka BGA

Ho hlahloba boleng ba manonyeletso a solder a Ball Grid Array (BGA) ke karolo ea bohlokoa ea ho netefatsa botšepehi le ts'ebetso ea lisebelisoa tsa elektroniki. Ka lebaka la tlhaho e ikhethang ea liphutheloana tsa BGA, moo libolo tsa solder li behiloeng ka tlas'a chip, mekhoa ea setso ea tlhahlobo ea pono ha ea lekana. Karolo ena e tla hlahloba mekhoa le liphephetso tse fapaneng tse amanang le ho hlahloba boleng ba soldering ea BGA.

Mathata ho BGA Solder Joint Inspection

1. Manonyeletso a Solder a sa fihlelleheng: Phephetso ea mantlha ke ho se fihlellehe ha li-solder tsa BGA. Ho fapana le likarolo tsa lesoba kapa holim'a holim'a metsi moo manonyeletso a solder a pepesoang, li-BGA li na le libolo tsa solder tse patiloeng ka tlase ho karolo. Sena se etsa hore ho se khonehe ho sheba manonyeletso ka kotloloho.
2. Sebaka se Lekanyelitsoeng: Moralo o kopaneng oa li-BGA o siea sebaka se senyenyane sa lisebelisoa le mahlale a tlhahlobo. Sebaka se thata pakeng tsa libolo tsa solder se etsa hore ho be thata ho fihlella le ho hlahloba manonyeletso a motho ka mong.
3. Ho rarahana: Lisebelisoa tsa elektroniki hangata li na le li-BGA tse ngata, e 'ngoe le e' ngoe e na le manonyeletso a mangata a solder. Ho hlahloba manonyeletso ana kaofela ka botlalo le ka katleho e ka ba mosebetsi o boima.
4. Khethollo ea Bofokoli: Ho hloaea mefokolo ka har'a manonyeletso a solder a BGA, joalo ka mapetsong, li-voids, kapa ho kolobisa ho sa phetheheng, ho hloka lisebelisoa tse khethehileng le boiphihlelo.

Ho netefatsa boleng le botshepehi ba manonyeletso a BGA ho hloka mekhoa e sebetsang ea tlhahlobo. Bakeng sa temohisiso e batsi, ka kopo sheba The Need for Weld Inspection Using a Digital Microscope: Inspection Methods Explained | Active Wave Digital Microscope.

Mekhoa ea Tlhahlobo ea Kopanelo ea BGA Solder

Ho hlola mathata ana, ho entsoe mekhoa le lisebelisoa tse fapaneng tsa tlhahlobo ho lekola boleng ba li-joints tsa solder tsa BGA. Mekhoa ena e kenyelletsa:

1. Tlhahlobo ea X-ray:

Tlhahlobo ea X-ray ke mokhoa o sebelisoang ka ho fetesisa oa ho lekola boleng bo kopaneng ba BGA solder. E fana ka mokhoa o sa senyeheng oa ho bona ka har'a sephutheloana sa BGA le ho hlahloba botšepehi ba manonyeletso a solder. Ho na le mefuta e 'meli ea mantlha ea tlhahlobo ea X-ray:

• 2D X-ray radioography: Mokhoa ona o nka litšoantšo tsa X-ray tsa 2D tsa kopano ea BGA. E na le litšenyehelo tse ngata 'me e ka tseba lintlha tse kang li-voids le solder e sa lekaneng. Leha ho le joalo, e ka utloa bohloko ho tloha ho overlapping solder meriti ha likarolo tse teng ka mahlakoreng a mabeli a PCB, ho etsa hore ho be thata ho supa liphoso ka nepo.
• Tlhahlobo ea X-ray: X-ray tomography, eo hape e tsejoang e le 3D X-ray kapa computed tomography (CT), e fana ka tharollo e tsoetseng pele haholoanyane. E theha litšoantšo tse fapaneng tsa BGA, e lumellang tlhahlobo e qaqileng ea manonyeletso a solder ka litekanyo tse tharo. Mokhoa ona o fana ka tlhahlobo e phahameng ea bofokoli le ho e etsa sebakeng sa heno.

2. Tlhahlobo ea Optical:

Mekhoa ea ho hlahloba mahlo e kenyelletsa tšebeliso ea lik'hamera, li-microscopes, kapa li-endoscopes ho lekola ka mahlo manonyeletso a solder a BGA. Le ha e se matla joalo ka tlhahlobo ea X-ray, mekhoa ea optical e bohlokoa bakeng sa ho khetholla mefokolo le mefokolo ea bokaholimo. Leha ho le joalo, ba ka 'na ba se ke ba lemoha mefokolo e patehileng ka har'a manonyeletso a solder.

3. Tlhahlobo ea Ultrasonic:

Mekhoa ea ho hlahloba ultrasonic e sebelisa maqhubu a molumo ho hlahloba botšepehi ba sebopeho sa li-joints tsa BGA solder. Maqhubu a Ultrasonic a ka kenella ka har'a sephutheloana mme a fana ka tlhahisoleseling mabapi le sebopeho sa kahare, ho kenyelletsa le boteng ba voids kapa delaminations. Mokhoa ona ke oa bohlokoa haholo bakeng sa ho lemoha mefokolo e amang matla a mochini a manonyeletso a solder.

4. Litšoantšo tsa Thermal:

Lik'hamera tsa ho nahana ka mocheso li ka bona ho fapana ha mocheso ho pholletsa le kopano ea BGA nakong ea reflow soldering. Li-anomalies liprofinseng tsa mocheso li ka bonts'a mefokolo joalo ka li-solder tse sa lekaneng kapa manonyeletso a batang. Le hoja mokhoa ona o sebetsa nakong ea ts'ebetso ea tlhahiso, e ka 'na ea se ke ea tšoaneleha bakeng sa tlhahlobo ea post-solder.

Karolo ea Thepa e Ikemetseng ea Tlhahlobo

Thepa ea tlhahlobo ea othomathike e fetohile ea bohlokoa tlhahisong ea sejoale-joale ea elektroniki, haholo ha e sebetsana le likopano tse rarahaneng tsa BGA. Mechini ena e ka hlahloba le ho sekaseka li-BGA tse ngata ka potlako, ho netefatsa taolo e tsitsitseng ea boleng. Likarolo tsa bohlokoa tsa lisebelisoa tsa tlhahlobo tsa BGA tse ikemetseng li kenyelletsa:

• Ho Sekena ka Lebelo le Leholo: Sistimi e ikemetseng e ka hlahloba li-BGA tse ngata kapele, e fokotsa nako ea tlhahiso le litšenyehelo.
• Tlhokomeliso ea Bofokoli: Sistimi e tsoetseng pele ea pono ea mochini e ka tseba le ho arola mefokolo ka nepo e phahameng, ho kenyeletsoa li-voids, cracks, le liphoso tsa bolo ea solder.
• Tlhahlobo ea Boitsebiso: Thepa e ikemetseng ea tlhahlobo e hlahisa litlaleho le datha tse felletseng, e nolofalletsang baetsi ho latela mefokolo, ho tseba mekhoa le ho ntlafatsa lits'ebetso tsa bona tsa thekiso.
• Phomolo ea Kopano: Litsamaiso tsena li ka kopanngoa ka mokhoa o sa tsitsang mecheng ea tlhahiso, ho nolofatsa mokhoa oa ho hlahloba.
• Netefaletso ea boleng: Tlhahlobo e ikemetseng e fokotsa kotsi ea liphoso tsa batho mme e netefatsa boleng bo tsitsitseng ho li-BGA tsohle.

Litekanyetso tsa ho Amohela tsa BGA Solder Joints

Ho lekola boleng ba li-joints tsa solder tsa BGA ka nepo, litekanyetso tse hlakileng tsa ho amohela li bohlokoa. IPC-A-610C e fana ka litataiso tse tobileng bakeng sa kamohelo e kopaneng ea BGA solder. Likarolo tse khethiloeng tsa BGA solder li lokela ho bonts'a litšobotsi tse itseng: li lokela ho ba tse boreleli, tse pota-potileng, li be le meeli e hlakileng, 'me li se ke tsa hlola li e-ba teng. Bophara, bophahamo ba modumo, bohlooho, le phapang ya manonyeletso ohle a solder e lokela ho ba ka tsela e tshwanang, ka maemo a lekanyeditsweng, ho se na offset, twist, kapa solder balls.

Le hoja maemo a khethiloeng a beha bar e phahameng, litekanyetso tse fokotsehileng hanyenyane li sebetsa ho manonyeletso a tšoanelehang a solder. Bakeng sa maemo a tsamaellanang, motsoako oa solder oa BGA o ka ba le offset ho fihlela ho 25% e amanang le pad. The solder bolo ha ea lokela ho feta 25% ea sebaka se pakeng tsa libolo tse haufi tsa solder.

Mefokolo e Tloaelehileng ea Manonyeletso a Solder a BGA

Ho sa tsotellehe ho khomarela litekanyetso tsa ho amoheloa, li-solder tsa BGA li ka bontša mefokolo e sa tšoaneng. Litšitiso tsena li kenyelletsa:

1. Manonyeletso a Solder: Tsena li etsahala ha solder e sa kopane hantle, e bakang lipotoloho tse bulehileng kapa likhokahano tse fokolang.
2. Bula Lipotoloho: Likheo tse feletseng tsa motsoako oa solder li lebisa ho li-circuits tse bulehileng, ho sitisa khokahanyo ea motlakase.
3. Libolo tsa Solder tse sieo: Libolo tsa solder tse sa fellang kapa tse sieo li ka baka likhokahano tse sa tšepahaleng.
4. Li-Voids tse kholo: Likheo ka har'a motsoako oa solder li ka fokolisa sebopeho sa eona sa botšepehi 'me li ka baka ho hlōleha.
5. Libolo tse kholo tsa Solder: Libolo tsa solder tse kholo li ka theha likhokahano tse sa tloaelehang mme tsa kena-kenana le likarolo tsa boahelani.
6. Meeli e Fuzzy: Meeli e kopaneng ea solder e sa hlalosoang hampe e ka bonts'a solder e tlase.

Phoso e Bakang - Lefeela

Karolo e 'ngoe ea li-solder tsa BGA tse ntseng li phehisana khang ke litekanyetso tsa ho amohela li-voids. Voids ke libaka tse se nang letho kapa likheo ka har'a motsoako oa solder. Leha li-voids li sa khethehe ho li-BGAs 'me li ka ama manonyeletso a solder mefuteng e meng ea liphutheloana, li baka mathata a itseng ho li-BGA. Ho fapana le liphutheloana tse ling, li-joints tsohle tsa BGA tsa solder li patiloe ka tlas'a chip, e leng se etsang hore tlhahlobo ea X-ray e be mokhoa o ka sehloohong oa ho lemoha lefeela.

Tšusumetso ea li-voids mabapi le ho ts'epahala ha li-BGA ke taba ea ho hloka botsitso le likhang. Ba bang ba pheha khang ea hore likheo tse nyenyane, tse ke keng tsa qojoa li ka 'na tsa ntlafatsa ho tšepahala. Tekanyetso ea IPC-7095, e nang le sehlooho se reng 'Morero le Ts'ebetso ea Kopano bakeng sa Ho Lemoha BGA,' e amohela melemo e ka bang teng ea likheo tse fokolang empa e totobatsa tlhoko ea litekanyetso tse hlalositsoeng ho fumana boholo bo amohelehang ba sekheo.

Boemo le Sesosa sa Likheo

Li-voids ho li-solder tsa BGA li ka hlaha ka mekhahlelo e meraro ea mantlha:

1. Lera la Karolo: Lera lena le haufi haholo le karolo ea BGA 'me hangata le na le bofokoli ka lebaka la li-bubble tsa moea kapa khase e phoroselang e feto-fetohang nakong ea reflow soldering.
2. Pad Layer: Likheo tsa lera lena li ka bakoa ke ho feto-fetoha ha phallo ea metsi ka har'a solder paste, e leng se etsang hore khase e tsoe 'me e thehe likheo ka mor'a ho pholile.
3. Solder Ball Layer: Ho senya libolo tsa solder ho ka etsahala pele ho solder, mohlomong ka lebaka la ts'ebetso ea tlhahiso ea bolo ea solder, litaba tsa thepa ea solder, kapa moralo oa boto ea potoloho.

Mohlala, haeba lesoba le entsoe ka tlas'a pete, moea o tsoang kantle o ka kena ka bolo e qhibilihisitsoeng ka lesoba nakong ea solder. Sena se ka etsa hore ho be le sekheo ka har'a bolo ea solder hang ha ts'ebetso ea soldering e phethiloe 'me solder e pholile.

Boemo ba mocheso oa reflow nakong ea soldering e phetha karolo ea bohlokoa ho thehoa ha lefeela. Liqapi tsa Eutectic solder tse kang 63% Sn le 37% Pb li kotsing ea ho ba le voids, ha libolo tsa solder tse nang le sebopeho se phahameng sa ho qhibiliha joaloka 10% Pb le 90% Sn, tse nang le ntlha ea ho qhibiliha ea 302 ° C, li atisa ho bontša tse fokolang. li-voids kaha ha li qhibilihe nakong ea mokhoa oa ho phalla.

Mokhoa oa ho Amohela Lefeela

Ho ba teng ha sekheo ka har'a motsoako oa solder ho ka lebisa khatellong nakong ea libaesekele tse futhumetseng, tse ka bakang ho honyela le ho atoloha. Sebaka le boholo ba li-voids li ka ama ho tšepahala ha manonyeletso a solder. Leha ho le joalo, li-voids li ka boela tsa fokotsa khatello ea mochine ka ho fana ka sebaka se eketsehileng ka har'a motsoako oa solder.

IPC-7095 e fana ka litekanyetso tse khethehileng tsa ho amohela li-voids, ho nahanoa ka boemo ba tsona le boholo ba tsona. Ho sa tsotelehe sebaka sa bona ka har'a bolo ea solder, pad layer, kapa karolo ea karolo, boholo le bongata ba li-voids li khetholla phello ea tsona ho boleng le ho ts'epahala. Likheo tse nyane ka har'a libolo tsa solder lia lumelleha, 'me sebaka sa sekheo se amanang le sebaka sa bolo ea solder se sebetsa e le ntlha ea bohlokoa. Mohlala, sekheo se nang le bophara ba 50% ea bophara ba bolo ea solder se nka 25% ea sebaka sa bolo ea solder.

Litekanyetso tsa IPC li hlakisa hore likheo ka har'a pad layer ha lia lokela ho feta 10% ea sebaka sa bolo ea solder. Likheo tse fetang 25% li nkuoa e le liphoso, tse behang likotsi ho ts'epahalo ea mochini le motlakase. Bakeng sa li-voids tse oelang ka har'a 10% ho isa ho 25%, ntlafatso ea ts'ebetso e khothalletsoa ho e felisa kapa ho e fokotsa.

Qetello le Litlhahiso tsa Ntlafatso ea Ts'ebetso

Ho fihlela katleho ea BGA soldering ho kenyelletsa lintlha tse 'maloa tsa bohlokoa le ho latela mekhoa e metle. Ho ntlafatsa boleng ba motsoako oa solder le ho fokotsa bofokoli, litlhahiso tse latelang li lokela ho nahanoa:

1. Solder Paste Quality: Netefatsa ts'ebeliso ea pente ea solder e foreshe, e ts'oaroang ka mokhoa o lekanang ka boemo bo nepahetseng ba peista le likaroloana.
2. Tokisetso ea Karolo: Bakeng sa lisebelisoa tsa PBGA tse entsoeng ka polasetiki, ho omisa pele ho 100 ° C bakeng sa lihora tse 6-8 pele ho soldering, haholo-holo ka nitrogen, ho ka ba molemo.
3. Phatlalatso ea Boemo ba Mocheso: Rala ka hloko profaele ea mocheso oa reflow ho netefatsa hore ho futhumatsa le ho qhibiliha ho felletseng ka solder. Litlaleho tse sa lekaneng tsa mocheso li ka lebisa ho li-solder tse batang kapa ho qhibiliha ho sa phethoang.
4. Sesebelisoa sa Solder Paste: Sebelisa palo e loketseng ea peista ea solder, u nahanne ka viscosity, ho boloka sesebelisoa ka nakoana le ho thibela borokho ba solder.
5. Moqapi oa Pad ea Uniform: Rala lipakete tsa PCB bakeng sa liphutheloana tsa BGA tse nang le boholo bo lekanang 'me u qobe ho rala mekhoa e ka tlas'a lipakete. Maemong ao lits'ebetso tse tlas'a liphahlo li hlokahalang, sebelisa moetsi ea loketseng oa PCB 'me u netefatse hore ho nepahetse ka moralo oa lesoba ho thibela phapang ea boholo ba thini le bophahamo lipakeng tsa lipampiri tse kholo le tse nyane.
6. Solder Mask Quality: Pele BGA soldering, netefatsa boleng ba mask a solder ho pota-potile liphahlo 'me u netefatse hore vias li koahetsoe ka filimi ea mokoallo. Ho eketsa filimi e hanyetsanang le solder ka lehlakoreng le leng la PCB nakong ea tlhahiso ha e na thuso 'me e ka lebisa litabeng tse kang lifupi le li-circuits tse khutšoanyane.

Ka ho sebetsana le likhothaletso tsena le ho itokisetsa hantle pele ho soldering ea BGA, mefokolo e ka fokotsoa, ​​'me ho ka fihleloa sekhahla se phahameng sa ho feta. Sepheo sa ho qetela ke ho felisa mefokolo ntle le ho sebelisa hape, ho netefatsa boemo bo phahameng ka ho fetisisa ba boleng le ho tšepahala ho lihlopha tsa solder tsa BGA.

Haeba tlhoko ena e ama ho ntsha kapa ho lokolla tlhahiso, e bapise le ts'ebetso ea netefatso ea boleng ba PCB le moralo oa microvia le HDI pele o romela lifaele tsa ho qetela bakeng sa tlhahlobo.