BGA سولڈرنگ: تکنیک، ایکس رے معائنہ، اور دوبارہ کام

ٹیکنالوجی کی مسلسل ترقی نے الیکٹرانکس کو ہلکے پھلکے، چھوٹی مصنوعات کی طرف بڑھا دیا ہے۔ صارفین کی ان ضروریات کو پورا کرنے کے لیے، SMT متعارف کرایا گیا تھا۔ مزید برآں، ان مصنوعات کی بڑھتی ہوئی مانگ کے لیے اعلی کثافت والی ٹیکنالوجیز کی ترقی کی ضرورت ہوتی ہے جنہیں تیزی سے جمع کیا جا سکتا ہے۔ یہ دھکا بال گرڈ سرنی کی ترقی کا باعث بنا ٹیکنالوجی.

تاہم، پہلی نظر میں، BGA سولڈرنگ مشکل لگ سکتی ہے کیونکہ سولڈر گیندیں سرکٹ بورڈ اور BGA باڈی کے درمیان سینڈویچ ہوتی ہیں۔ لیکن، BGAs کا استعمال کرتے ہوئے پی سی بی اسمبلی کامیاب ثابت ہوئی ہے۔ BGAs کے استعمال کے فوائد کارکردگی اور وشوسنییتا کے لحاظ سے کافی اہم ہیں۔

اس مضمون میں BGA سولڈرنگ تکنیک، آلات، عمل، اور BGA اجزاء کا استعمال کرتے ہوئے PCBs کو جمع کرنے، معائنہ کرنے اور دوبارہ کام کرنے کے بہترین طریقوں کا احاطہ کیا گیا ہے۔

BGA سولڈرنگ کیا ہے؟

BGA پن استعمال کرنے والوں کے لیے ایک بہت مختلف پیکج ہے، جیسے کواڈ فلیٹ پیک۔ BGA پیکجوں کے پنوں کو ایک گرڈ پیٹرن میں ترتیب دیا گیا ہے، جو نام کو جنم دیتا ہے۔ کنکشن کے لیے زیادہ روایتی تار پن رکھنے کے بجائے سولڈر کی گیندوں کے ساتھ مزید پیڈ شامل کرنا استعمال کیا جاتا ہے۔ پی سی بی پر، جس پر بی جی اے کے اجزاء نصب کیے جانے ہیں، تانبے کے پیڈز کا ایک مماثل سیٹ مطلوبہ کنیکٹیویٹی پیش کرتا ہے۔

BGA کا فائدہ

BGA پیکجز اپنے کواڈ فلیٹ پیک حریفوں پر مختلف فوائد پیش کرتے ہیں۔ نتیجے کے طور پر، وہ الیکٹرانک سرکٹس کی تیاری کے لیے تیزی سے استعمال ہو رہے ہیں۔ ان فوائد میں سے چند یہ ہیں:

· BGA سولڈرنگ مضبوط ہے: دوسرے پیکجوں میں بہت باریک پن ہوتے ہیں، اور یہ سب سے زیادہ احتیاط کے ساتھ بھی آسانی سے خراب ہو جاتے ہیں۔ اور پنوں کے جھک جانے کے بعد ان کی مرمت کرنا تقریباً ناممکن ہے۔ تاہم، BGA اس سے متاثر نہیں ہوتے ہیں کیونکہ کنکشن پیڈ کے ذریعے فراہم کیے جاتے ہیں جن پر BGA سولڈر بالز ہوتے ہیں، جنہیں نقصان پہنچانا بہت مشکل ہوتا ہے۔

· تیز رفتار کارکردگی: BGA پیکیجنگ میں، کنڈکٹر چپ کیریئر کے نیچے ہوتے ہیں۔ اس کا مطلب ہے کہ چپ کے اندر لیڈز چھوٹی ہیں۔ لہذا، ناپسندیدہ لیڈ انڈکٹنس کی سطح کم ہے۔ اس طرح، BGA ڈیوائسز اپنے حریفوں کے مقابلے اعلیٰ سطح کی کارکردگی پیش کرتے ہیں۔

· بہتر پی سی بی ڈیزائن: پنوں کے بہت قریب ہونے کی وجہ سے بہت سے پیکجوں کے ارد گرد ٹریک کی کثافت بہت زیادہ ہو جاتی ہے۔ ایک BGA روابط کو پورے پیکیج والے علاقے میں پھیلاتا ہے، ممکنہ طور پر مسئلہ کو کم کرتا ہے۔

· کم تھرمل مزاحمت: BGAs سلکان چپ کے درمیان کم تھرمل مزاحمت پیش کرتے ہیں۔ یہ پیکج کے اندر مربوط سرکٹ سے پیدا ہونے والی حرارت کو ڈیوائس سے باہر پی سی بی پر تیز اور زیادہ مؤثر طریقے سے لے جانے دیتا ہے۔

BGA کی درخواستیں

بال گرڈ اری سولڈرنگ بہت سی صنعتوں میں استعمال ہوتی ہے، بشمول ایرو اسپیس، کمپیوٹر کی مرمت، اور الیکٹرانکس مینوفیکچرنگ۔ یہ تیز رفتار سرکٹس کی کارکردگی کو بہتر بنانے کے لیے بھی استعمال ہوتا ہے۔ اس کے کچھ اور استعمال ہیں:

· الیکٹرانک ڈیوائس کی مرمت: اس کا استعمال آلات جیسے لیپ ٹاپس، اسمارٹ فونز، گیمنگ کنسولز اور ٹیبلٹس کی مرمت کے لیے کیا جاتا ہے۔

· تھرمل مینجمنٹ: BGA سولڈرنگ الیکٹرانک آلات میں تھرمل مینجمنٹ کو بہتر بنا سکتی ہے۔

· کم برقی مقناطیسی مداخلت: یہ اعلی تعدد پر چلنے والے آلات میں برقی مقناطیسی مداخلت کو کم کر سکتا ہے۔

بی جی اے پیکجز

BGA پیکج SMT اسمبلی کی ایک قسم ہے جو مربوط سرکٹس کے لیے استعمال ہوتی ہے۔ وہ روایتی تھرو ہول اجزاء پر متعدد فوائد پیش کرتے ہیں، جیسے قابل اعتماد اور کثافت اور گرمی کی کھپت کو ٹریک کرنے کی صلاحیت۔

BGA پیکیج کی اقسام

بی جی اے کو پی سی بی - بی جی اے سولڈرنگ کے عمل میں کیسے سولڈر کیا جاتا ہے؟

BGA سولڈرنگ کا عمل جدید الیکٹرانکس مینوفیکچرنگ میں بہت اہم ہے کیونکہ یہ BGA پیکیج اور PCB کے درمیان قابل اعتماد کنکشن کو یقینی بناتا ہے۔ تاہم، اگر آپ کو مناسب طریقے سے عمل درآمد کی ضرورت ہے، تو آپ کو اعلیٰ معیار کے نتائج حاصل کرنے کے لیے بہترین طریقوں پر عمل کرنا چاہیے۔ ذیل میں، ہم اس عمل میں شامل ضروری اقدامات اور تکنیکوں کو دریافت کرتے ہیں۔

BGA سولڈرنگ تکنیک

بی جی اے سولڈرنگ بنیادی طور پر دو تکنیکوں کو استعمال کرتی ہے: ریفلو سولڈرنگ اور دستی سولڈرنگ۔ سب سے پہلے میں سولڈر پیسٹ کو گرم کرنے کے لیے ری فلو اوون کا استعمال شامل ہے، جس کی وجہ سے یہ پگھل جائے گا اور مضبوط برقی اور مکینیکل کنکشن بنائے گا۔ مؤخر الذکر کو مرمت اور پروٹو ٹائپ کے لیے استعمال کیا جاتا ہے اور بہترین ممکنہ نتائج حاصل کرنے کے لیے ہاٹ ایئر اسٹیشنز اور ہنر مند آپریٹرز جیسے خصوصی آلات کی ضرورت ہوتی ہے۔

جیسا کہ میں نے پہلے ذکر کیا ہے، BGA سولڈرنگ تکنیک کا انتخاب کرنا پی سی بی ڈیزائن کی درخواست، پیداوار کے پیمانے، اور پیچیدگی پر منحصر ہے۔

بی جی اے پی سی بی لینڈ پیٹرنز

مؤثر BGA سولڈرنگ کے لیے PCB پر مناسب لینڈ پیٹرن کا ڈیزائن اہم ہے۔ زمین کے نمونوں کو BGA بال پچ اور قطر سے مماثل ہونا چاہیے۔ ان نمونوں میں سولڈر جوائنٹ کی بہتر وشوسنییتا کے لیے نان سولڈر ماسک ڈیفائنڈ (NSMD) پیڈ شامل ہیں۔ مزید برآں، ان نمونوں میں اعلی کثافت والے بورڈز کے لیے ویا ان پیڈ ڈیزائن بھی شامل ہیں۔ آخر میں، اگر آپ IPC کے معیارات پر عمل کرتے ہیں، تو یہ آپ کو مستقل نتائج کو یقینی بنانے اور سولڈرنگ کے نقائص کو کم کرنے میں مدد کرے گا۔

BGA سولڈر پیسٹ پرنٹنگ

سب سے اہم قدم پی سی بی پر درست طریقے سے سولڈر پیسٹ لگانا ہے۔ کچھ تحفظات میں شامل ہیں:

· سٹینسل ڈیزائن: آپ کو مناسب یپرچر سائز کے ساتھ اسٹینسل کا استعمال کرنا چاہئے جو زمین کے پیٹرن سے میل کھاتا ہے۔

· پیسٹ مطابقت: آپ کو یہ بھی یقینی بنانا چاہیے کہ ٹانکا لگانے والے پیسٹ میں یکساں چپکنے والی ہو تاکہ خالی جگہوں اور خلا کو روکا جا سکے۔

· سیدھ: غلط پرنٹس سے بچنے کے لیے آپ کو سٹینسل اور پی سی بی کے درمیان قطعی سیدھ حاصل کرنے کے لیے محتاط رہنا چاہیے۔

اجزاء کی جگہ کا تعین

پی سی بی پر BGA پیکج کے مناسب اجزاء کی جگہ کے لیے سولڈر بالز کو متعلقہ پیڈز کے ساتھ سیدھ میں کرنے کے لیے درستگی کی ضرورت ہوتی ہے۔ خوش قسمتی سے، خودکار پک اینڈ پلیس مشینیں عام طور پر اس قدم کے لیے استعمال ہوتی ہیں۔ یہ مشینیں درست پوزیشننگ، BGA پیکج کو پہنچنے والے نقصان کو روکنے کے لیے نرم ہینڈلنگ، اور الائنمنٹ کی تصدیق کے لیے آپٹیکل انسپکشن سسٹم کا استعمال کرتے ہوئے تصدیق کو یقینی بنائیں گی۔

ری فلو سولڈرنگ کا عمل

۔ ریفلو سولڈرنگ عمل عام طور پر سولڈر جوڑوں کو مضبوط کرنے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے، اور یہ برقی رابطہ بھی قائم کرتا ہے۔ اس میں شامل ہے:

1. پریہیٹنگ: یہ قدم آہستہ آہستہ درجہ حرارت کو بڑھاتا ہے، اور اس کے نتیجے میں، یہ تھرمل جھٹکے کو کم کرتا ہے۔

2. ججب: یہ پی سی بی کے درجہ حرارت کو مستحکم کرتا ہے اور سطحوں کو صاف کرنے کے لیے بہاؤ کو چالو کرتا ہے۔

3. ریفلو زون: یہ قدم سولڈر پیسٹ کو اس کے پگھلنے والے نقطہ کے اوپر گرم کرنے کے لیے ڈیزائن کیا گیا ہے۔ نتیجے کے طور پر، یہ اسے بہنے اور جوڑوں کی تشکیل کی اجازت دے گا۔

4. کولنگ: جیسا کہ اس قدم کے نام سے ظاہر ہوتا ہے، یہ ٹانکا لگانے والے کو مضبوط کرتا ہے اور اسمبلی پر تھرمل تناؤ کو روکتا ہے۔

لہذا، سولڈرنگ کے درجہ حرارت کی درست پروفائلنگ اہم ہے تاکہ نقائص اور غلطیوں جیسے سولڈر برجنگ، ٹومبسٹوننگ، یا voids سے بچا جا سکے۔ اوپر بیان کردہ اقدامات پر عمل کرتے ہوئے، مینوفیکچررز مضبوط کنکشنز اور اعلی کارکردگی والی اسمبلیوں کو یقینی بنا سکتے ہیں، اور یہ ان ایپلی کیشنز کے لیے ہے جن کی ضرورت ہوتی ہے۔ bتمام gچھٹکارا aرے اجزاء.

BGA سولڈر مشترکہ معائنہ

BGA معائنہ PCB اسمبلی کے عمل کا ایک ایسا شعبہ ہے جس نے BGAs کو پہلی بار متعارف کرائے جانے پر کافی دلچسپی پیدا کی۔

معائنہ کی تکنیک

سادہ نظری تکنیک کا استعمال کرتے ہوئے BGA معائنہ عام طریقے سے حاصل نہیں کیا جا سکتا۔ کیونکہ، بالکل واضح طور پر، سولڈر جوڑ BGA اجزاء کے نیچے ہوتے ہیں، اور وہ نظر نہیں آتے۔ اس نے ٹیکنالوجی کے بارے میں کافی حد تک بے چینی پیدا کی جب اسے پہلی بار متعارف کرایا گیا تھا۔ بہت سے مینوفیکچررز نے یہ یقینی بنانے کے لیے ٹیسٹ کروایا کہ وہ BGA اجزاء کو تسلی بخش طریقے سے سولڈر کرنے کے قابل ہیں۔

مزید برآں، BGA سولڈر جوائنٹ کوالٹی کے لیے خصوصی معائنہ کی تکنیکوں کی ضرورت ہوتی ہے جیسے بصری معائنہ، ایکس رے معائنہ، کراس سیکشننگ، اور صوتی مائیکروسکوپی۔ یہ معائنہ کی تکنیک مصنوعات کی مینوفیکچرنگ چھوڑنے سے پہلے کسی بھی اویکت BGA سولڈرنگ کے مسائل کو فعال طور پر شناخت کرتی ہیں۔

BGA کے لیے ایکس رے معائنہ

ٹانکا لگانے والے جوڑوں کو بجلی کی کارکردگی کی جانچ کر کے مکمل طور پر ٹیسٹ نہیں کیا جا سکتا۔ اگرچہ BGA ٹانکا لگانے کے عمل کے ٹیسٹ کی یہ شکل اس وقت چالکتا کو ظاہر کرے گی، لیکن یہ اس کی تفصیلی تصویر نہیں دیتا ہے کہ BGA سولڈر کا عمل کیسے کامیاب ہوا ہے۔ اس کے لیے، ایکس رے کا استعمال کرتے ہوئے BGA معائنہ کا واحد ٹیسٹ ہے۔

ایکس رے معائنہ نیچے سولڈرڈ جوائنٹ پر ڈیوائس کے ذریعے دیکھنے کے قابل ہے۔ نتیجے کے طور پر، خودکار ایکس رے معائنہ PCBs کی جانچ کے لیے ایک اہم ٹیکنالوجی بن گیا جس میں BGAs شامل ہیں۔ خوش قسمتی سے، یہ نوٹ کیا گیا ہے کہ ایک بار جب BGA سولڈرنگ مشین کے لیے ہیٹ پروفائل درست طریقے سے سیٹ ہو جائے تو، BGA کے اجزاء بہت اچھی طرح سے ٹانکے لگتے ہیں، اور BGA سولڈر کے عمل میں چند مسائل کا سامنا کرنا پڑتا ہے۔

خراب BGA جوڑوں کا ازالہ کرنا

BGA دوبارہ کام کرنے کی کوشش کرنے سے پہلے بنیادی وجہ تلاش کرنا اور اس کا ازالہ کرنا اہم ہے۔ خراب BGA سولڈر جوڑوں کی ممکنہ بنیادی وجوہات میں شامل ہیں:

تھرمل تناؤ کی دراڑیں

· سولڈر گیند کی خرابیاں یا نقصان

گیندوں اور زمینوں کے درمیان غلط ترتیب

· پیکیج کے تحت نمی جذب

گیلا ہونے سے روکنے والی آلودگی

· ناکافی سولڈر پیسٹ اونچائی یا حجم

BGA دوبارہ کام اور مرمت

جیسا کہ متوقع ہے، BGA اسمبل کو دوبارہ کام کرنا آسان نہیں ہے جب تک کہ صحیح آلات دستیاب نہ ہوں۔

BGA Rework کا جائزہ

ایک عام BGA جزو کے دوبارہ کام کے عمل کے مراحل یہ ہیں:

1) تیاری: سب سے پہلے، ممکنہ عوامل کے لیے اصل اسمبلی کے عمل کا جائزہ لیں۔ اس کے علاوہ، اس بات کو یقینی بنائیں کہ متبادل ٹولز اور اجزاء تیار ہیں۔

2) سے ہٹانا: اس مرحلے میں، پیڈ کو اچھی طرح صاف کریں، کوئی باقیات باقی نہ رہیں۔ پھر، نئی گیندوں کی تیاری کے لیے فلوکس کو دوبارہ لگائیں۔ اب، ریڈیس پیڈز اور لینڈ پی سی بی لینڈ پیٹرن۔

3) ریبلنگ: سب سے پہلے، BGA پیکج پر نئی سولڈر بالز لگانے کے لیے اسٹینسل کا استعمال کریں اور پھر پیکج ٹرمینلز سے منسلک کرنے کے لیے ری فلو گیندوں کو استعمال کریں۔

4) تبدیلی: اب، جزو کو عارضی طور پر محفوظ کرنے کے لیے چپکنے والی چیز کا استعمال کرنا چاہیے، سائٹ پر نئے BGA کو احتیاط سے دوبارہ ترتیب دیں، اور کنکشن بنانے کے لیے ری فلو کریں۔

5) معائنہ: آخر میں، الائنمنٹ اور بال کنکشنز کی تصدیق ہونی چاہیے، اور پیڈ یا بورڈ کو ہونے والے کسی بھی ضمنی نقصان کا اندازہ لگانا چاہیے۔

دوبارہ کام کرنے کا سامان

عام BGA دوبارہ کام کرنے والے سامان میں شامل ہیں:

· پری ہیٹر تھرمل جھٹکے سے بچنے کے لیے بورڈ کو آہستہ آہستہ گرم کرتا ہے۔

· گرم ہوا کی نوزل مقامی ہیٹنگ کے لیے گرم ہوا کے بہاؤ کو ہدایت کرتا ہے۔

· خوردبین سیدھ اور جوڑوں کا معائنہ کرنے کے لیے اعلیٰ اضافہ فراہم کرتا ہے۔

· پی سی بی سپورٹ فکسچر ہیٹنگ کو روکنے کے لئے جزو کے نیچے محفوظ بورڈ۔

· بند لوپ درجہ حرارت کنٹرول نوزلز کا بھی دوبارہ تیار کردہ سامان میں سے ایک ہے۔

· کنویکشن ری ورک اوون چھوٹے بورڈز کے لیے ہے جن کو مکمل تندور تھرمل پروفائل کی ضرورت ہوتی ہے۔

· BGA ٹول کٹ الائنمنٹ گائیڈز، فلوکس، بالز، سٹینسلز اور چپکنے والی چیزیں فراہم کرتا ہے۔

یہ خصوصیت کے دوبارہ کام کرنے والے ٹولز BGAs کو کم سے کم کولیٹرل نقصان کے ساتھ صحیح طریقے سے ہٹانے اور تبدیل کرنے میں مدد کرتے ہیں۔

دوبارہ کام کرنے کا عمل

اگر BGA جزو کے ناقص ہونے کا شبہ ہے، تو آلہ کو ہٹانا ممکن ہے۔ یہ BGA جزو کو مقامی طور پر گرم کرکے اس کے نیچے ٹانکا لگا کر پگھلا کر حاصل کیا جاتا ہے۔ BGA دوبارہ کام میں عمل، حرارتی عمل اکثر ایک خصوصی ری ورک سٹیشن میں مکمل کیا جاتا ہے۔ اس میں ایک اورکت ہیٹر سے لیس ایک جگ، پیکج کو اٹھانے کے لیے ایک ویکیوم ڈیوائس، اور درجہ حرارت کی نگرانی کے لیے ایک تھرموکوپل شامل ہے۔

اس بات کو یقینی بنانے کے لیے بہت احتیاط کی ضرورت ہے کہ صرف BGA ہی گرم اور ہٹایا جائے۔ قریبی دیگر آلات کو جتنا ممکن ہو کم سے کم متاثر کرنے کی ضرورت ہے۔ دوسری صورت میں، وہ نقصان پہنچا سکتے ہیں.

نتیجہ

خلاصہ کرنے کے لئے، عام طور پر BGA ٹیکنالوجی اور BGA سولڈرنگ خاص طور پر عمل نے خود کو بہت کامیاب ثابت کیا ہے جب سے وہ پہلی بار متعارف کرائے گئے تھے۔ وہ اب پی سی بی اسمبلی کے عمل کا ایک اہم حصہ ہیں جو زیادہ تر کمپنیوں میں پروٹوٹائپ پی سی بی اسمبلی اور بڑے پیمانے پر پیداوار کے لیے استعمال ہوتے ہیں۔

PCBasic BGA ری ورک سٹیشن پیش کرتا ہے تاکہ آپ کو اپنے اندرون خانہ اینڈ ٹو اینڈ BGA ری ورک کے عمل کو ترتیب دینے میں مدد ملے۔ آئیے عام BGA دوبارہ کام سے بچنے میں آپ کی مدد کریں۔ غلطیاں جو ان لوگوں کے لئے واقف ہیں جنہوں نے ان منفرد اجزاء پر کام کیا ہے۔

متبادل طور پر، آپ کر سکتے ہیں آج ہم سے رابطہ کریں BGA دوبارہ کام کرنے کے تمام پہلوؤں سمیت ہماری خدمات کی پیشکشوں پر تبادلہ خیال کرنے کے لیے۔