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Cómo garantizar la calidad de la soldadura BGA durante la fabricación de PCBA mediante el uso de equipos de inspección por rayos X.
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Desde teléfonos móviles, tabletas y computadoras hasta la colocación industrial y el reflujo
máquinas de soldar, equipos AOI, sistemas de control de automoción y MBS… todos son
inseparable del proceso de fabricación de PCBA.
En esta era de la industria 4.0 y la IoT (Internet de las cosas), la PCBA es omnipresente en la actualidad.
Industrias como la aviación, la aeroespacial, la salud y la militar dependen de los PCB y
Componentes PCBA y capacidades de fabricación en todo tipo de aplicaciones diferentes
Los campos con tendencias de alta demanda, pequeñas cantidades y alta calidad han ido creciendo a través de
Los años con presión para traer innovación, velocidad y calidad en PCBA
fabricación.
Con el avance de la tecnología, las capacidades de empaquetado y fabricación de chips
Han mejorado drásticamente. Samsung ha logrado la tecnología de 3 mm, que se puede utilizar
Para la producción de diversos tipos de chips empaquetados. Cuanto más pequeños son, más potentes son.
Se convierten en, los chips en paquetes del tipo Samsung se producen principalmente en forma
de BGA.
En el futuro, habrá cada vez más aplicaciones de chips encapsulados BGA en el
productos que diseñamos y consumimos, por lo tanto, nuestro proceso de fabricación de PCB debe tener
Capacidades completas de control de procesos para abordar nuevos procesos e innovación
requisitos. En otras palabras, con la actualización continua de Chip de PCB, la capacidad de producción de los ensambladores de PCB también debería aumentar.
En este artículo, analizaremos el ensamblaje de BGA en el futuro del ensamblaje de PCB.
Obtenga más información sobre los requisitos del proceso y los métodos de inspección en BGA y PCBA
Producción y ensamblaje. Si el diseño de su proyecto incluye ensamblaje BGA, este artículo...
puede ayudarle a comprender el proceso y el enfoque de control de calidad de la producción de BGA,
Distinguir mejor a los fabricantes de SMT y elegir una fabricación confiable y segura.
pareja.
El nombre completo de BGA es Ball Grid Array, que es un método de empaquetado de chips. BGA tiene
muchas ventajas, como:
1. Pequeño tamaño, grosor y peso del paquete BGA.
2. La superficie de contacto entre las bolas de soldadura de la matriz BGA y el sustrato es
3. Grande y corto, lo que favorece la disipación del calor.
4. Los pines de las bolas de soldadura de la matriz BGA son muy cortos, lo que acorta la señal.
ruta de transmisión.
Más estable que otros paquetes, sin riesgo de doblarse ni romperse los pasadores.
Mejor conductividad térmica y menor consumo de energía.
Debido a estas características de BGA, se utiliza ampliamente en CPU de portátiles,
CPU de teléfonos inteligentes, aplicaciones de relojes inteligentes, equipos médicos, sistemas de control solar,
robots, aplicaciones de control industrial y de automóviles y otros bienes de consumo como
envasadora, proyector, procesador de imágenes, sensor de temperatura, tarjeta gráfica, etc.
Las numerosas ventajas de BGA incentivan directamente a las empresas a adaptar las soluciones innovadoras.
El diseño de paquetes para sus productos hace que la aplicación de componentes BGA se vuelva más común.
Se ha utilizado ampliamente a lo largo del tiempo. Muchos productos nuevos utilizarán múltiples circuitos integrados BGA y
componentes en un solo diseño, pero nada es perfecto y BGA tiene desventajas
Eso no se puede ignorar. La principal desventaja es la calidad y la fiabilidad.
de juntas de soldadura después de soldar, una vez que el BGA se suelda con éxito a la placa PCB, es
Es difícil garantizar la calidad de la soldadura debido al diseño del encapsulado BGA.
La dificultad de inspección aumenta para los fabricantes de PCBA, por lo que existe la necesidad de innovaciones.
Soluciones y enfoque para garantizar la calidad y la consistencia a lo largo del tiempo.
¿Cómo probar PCBA con control de calidad BGA durante la producción en masa?
Las juntas de soldadura BGA en la parte inferior del componente no se pueden inspeccionar ni juzgar por
Equipos comunes como AOI y microscopios, que se utilizan a menudo en PCBA SMD
fabricación. Por ello, es necesario verificar la calidad en cada etapa del proceso.
Proceso de producción BGA para garantizar la consistencia y calidad del producto terminado.
El aseguramiento de la calidad de BGA se puede realizar en varias etapas:
Horneado BGA
Cada paquete BGA viene con una "tarjeta de humedad", una pequeña tarjeta que cambia de color según
En una reacción química si la humedad supera cierto nivel. Cuando el original...
El chip empaquetado se desempaqueta de su sellado al vacío original, la tarjeta de humedad lo mostrará.
que el chip debe hornearse si la humedad supera el 30%. Según la norma
Especificación de funcionamiento del horno, la temperatura generalmente se establece entre 100 y 120 ℃,
El tiempo de horneado es de 8 a 12 horas. La función del horneado es secar la humedad absorbida por el chip al aire libre. De lo contrario, se forman burbujas debido a la humedad.
y el aire puede dañar el chip cuando el parche SMT pasa a través de la soldadura por reflujo
proceso a una temperatura de 240 °C.
Equipos a utilizar
En el SMT proceso PCBAHabrá múltiples productos BGA en cada línea de producción.
Por esa razón, se utilizan múltiples equipos como máquinas de impresión automática y SPI
Las máquinas de inspección de pasta de soldadura son necesarias para facilitar la producción y
SMT de componentes BGA.
Dado que las juntas de soldadura de BGA están en la parte inferior, las juntas de soldadura de BGA no se pueden ver visualmente.
inspeccionado, y la maquinaria AOI tampoco se puede utilizar una vez finalizada la colocación.
Es necesario asegurar la calidad de la colocación de SMT antes de la colocación para evitar
Complicaciones innecesarias. Todo fabricante de PCBA de calidad sabe que es...
requisito previo para tener buen cuidado y hacer un buen trabajo durante el proceso BGA SMT que
garantiza la integridad y la precisión de la impresión de pasta de soldadura.
Otra máquina necesaria es la máquina SPI que verifica y asegura la impresión.
Calidad. Una vez que la máquina SPI haya completado la prueba con éxito, aparecerá un mensaje verde "OK".
Aparecen en la máquina de colocación. Si el fabricante de PCBA no utiliza SPI
Durante la inspección durante el proceso de impresión BGA y pegado de soldadura, habrá problemas de colocación de estaño, como no suficiente estaño o demasiado estaño pegado durante el SMT.
.
La maquinaria SPI es necesaria cuando se trata de fabricación de BGA SMT, sin prueba SPI,
Podrían producirse cortocircuitos y otras averías que eventualmente afectarán el funcionamiento.
y la calidad del producto ensamblado.
¿Cómo inspeccionar si no puedes ver?
Debido a la disposición especial de contacto esférico del BGA, sus juntas de soldadura son
invisible, y la especificación del proceso es difícil. Por tales razones, es imposible
Realizar una inspección manual o visual utilizando un equipo como un microscopio óptico.
y hasta la máquina AOI.
Todas esas maquinarias y técnicas no pueden detectar las juntas de soldadura en la parte inferior. ¿Cómo?
¿Realizamos entonces pruebas BGA? La respuesta es la detección mediante rayos X.
equipo.
Después de soldar el BGA en la parte superior del PCBA, los ingenieros deben usar equipos de rayos X para
comprobar y verificar la calidad de la soldadura. El estándar IPQC (control de calidad del proceso) es
Realizar inspecciones aleatorias cada hora o el 10% del tiempo en producción normal.
.
¿Qué es un dispositivo de rayos X?
Los rayos X son un tipo de equipo que utiliza radiación de rayos X para penetrar diferentes superficies.
Se diferencia de la óptica AOI porque los rayos X utilizan rayos electromagnéticos.
radiación. La placa está en capas y se crean imágenes, y se utilizan varios algoritmos para comprobar
Los cambios de escala de grises y forma de las imágenes de las juntas de soldadura para decidir y verificar
defectos de las juntas de soldadura.
La mayor ventaja del equipo de inspección por rayos X es que puede monitorear toda la soldadura.
Uniones en la placa de circuito, incluyendo uniones de soldadura invisibles al ojo humano. Los rayos X pueden detectar defectos en las uniones de soldadura en BGA, como huecos, desoldadura (circuito abierto),
puenteo (cortocircuito), soldadura en frío, fusión incompleta de las bolas de soldadura, desplazamiento,
Perlas de soldadura; y si hay burbujas de aire. Volumen de soldadura insuficiente y otros
Los defectos no se pueden detectar mediante AOI, por lo tanto, utilizamos rayos X para BGA una vez que ya está
montado y soldado sobre la placa de circuito. las ventajas de la inspección por rayos X
Los equipos se muestran a continuación:
Cortocircuito debido a la colocación excesiva de estaño. La punta de estaño no se funde.
Resumen
Los productos PCBA con montaje BGA necesitan tener un proceso de gestión complejo
sistemas y equipos de hardware sofisticados para verificación y aseguramiento de integridad
propósitos.
Solo con equipos de prueba SPI y X-RAY se puede comprobar la calidad del montaje de BGA.
garantizado
Los equipos de prueba de SPI y rayos X son una técnica práctica y significativa para garantizar la
Prevención de fallos de calidad durante el proceso de ensamblaje de componentes BGA. Algunos pequeños
Las fábricas se muestran reacias a invertir en estos equipos de prueba, pero en PCBasic la calidad es
por encima de todo.
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sobre el autor
alex chen
Alex cuenta con más de 15 años de experiencia en la industria de circuitos impresos, especializándose en diseño de PCB para clientes y procesos avanzados de fabricación de circuitos impresos. Con una amplia experiencia en I+D, ingeniería, procesos y gestión técnica, es el director técnico del grupo empresarial.
