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Ensamblaje de matriz de rejilla de bolas: la guía definitiva

Conjunto de matriz de rejilla de bola

Hoy, aprenderá sobre el ensamblaje de matriz de rejilla esférica como un SMT popular en el ensamblaje de PCB.

Te llevaré a través de su definición, antecedentes, méritos, deméritos, clasificación y el proceso de montaje.

También vamos a ver cómo puede probar PCB BGA.

Y eso no es todo…

También aprenderá cómo elegir una máquina de ensamblaje BGA y las principales aplicaciones de la técnica de ensamblaje BGA.

Entonces, comencemos definiendo Ball Grid Array.

Capítulo 1: ¿Qué es Ball Grid Array?

La matriz de rejilla de bolas es un tipo de embalaje de montaje en superficie. Se utiliza en circuitos integrados para montar dispositivos como microprocesadores de forma permanente.

Mira esto:

Asamblea BGA

Asamblea BGA

1.1. Antecedentes

BGA se remonta a 1989 cuando Motorola y ciudadano desarrolló un plástico BGA.

Posteriormente, se utilizaron para envasar joyas y algunos otros dispositivos electrónicos como radios y teléfonos móviles, entre otros.

BGA tuvo algunos desafíos al igual que muchas tecnologías nuevas, aunque con el paso del tiempo se han encontrado soluciones a esos desafíos.

El descubrimiento de las respuestas a estos desafíos ha promovido la confiabilidad de los paquetes BGA ya que ahora se garantiza una inspección de alta calidad.

Capítulo 2: Ventajas de Ball Grid Array.

¿Cuál es el beneficio de usar Ball Grid Array?

Al igual que cualquier otra Montaje de PCB paquete, BGA tiene sus pros y sus contras. Cuando elige BGA, debe tener en cuenta sus ventajas y desventajas.

A continuación se presentan algunas razones clave por las que podemos elegir desarrollar un dispositivo utilizando la técnica de ensamblaje BGA.

Ensamblaje de PCB BGA

Ensamblaje de PCB BGA

  • Alta densidad

Debido a que se utilizan más bolas de soldadura en el ensamblaje de matriz de rejilla de bolas, la conexión entre las bolas aumenta creando una mayor densidad de conexiones.

Se utilizan numerosas bolas de soldadura y esto, a su vez, reduce el espacio en la placa de circuito.

Esto le da a BGA una capacidad sobresaliente para conducir el calor; por lo tanto, se crea una mejor calidad de los dispositivos a través de BGA.

La característica de alta densidad del paquete BGA permite que se use para ensamblar dispositivos que deben tener un rendimiento de alta velocidad.

  • Fácil de montar y gestionar.

Es más fácil ensamblar y administrar BGA en la placa de circuito que en otras técnicas de ensamblaje de PCB.

Esto se debe a que las bolas de soldadura se usan directamente para soldar el paquete en la placa de circuito.

Simplemente colocamos las bolas de soldadura y las derretimos usando una broca de soldadura simultáneamente. En un período de unos pocos segundos, se crea una articulación.

  • Las bolas de soldadura se alinean

A medida que soldamos, las bolas de soldadura se alinean durante el proceso de soldadura.

Debido a la gran utilización del espacio en la placa de circuito impreso, las bolas de soldadura se alinean debajo de la placa.

Podemos verlo mejor cuando miramos la placa de circuito impreso desde el lado opuesto.

Con BGA, se utiliza toda la placa de circuito. Dado que los orificios pasantes del tablero están alineados, todas las bolas aparecerán alineadas.

  • Menor resistencia térmica

Además de estos, el paquete BGA y la placa de circuito tienen una menor resistencia térmica.

Esto permite la disipación que ayuda a evitar que el dispositivo se sobrecaliente.

El sobrecalentamiento de BGA no es bueno porque a veces puede dañar otros componentes de la placa además de las bolas de soldadura.

La menor calidad de resistencia térmica de BGA ayuda a minimizar este daño en particular.

  • Mejor conductividad eléctrica

Debido a una ruta más corta entre la matriz y la placa de circuito, BGA brinda una mejor conductividad eléctrica. Al soldar las bolas, no queda ningún orificio pasante.

Esto significa que las bolas de soldadura y otros componentes ocupan toda la placa de circuito. Por lo tanto, los espacios libres se reducen.

Capítulo 3: Desventajas de BGA

Ball Grid Array Assembly también tiene sus inconvenientes, como cualquier otra técnica de ensamblaje.

Las desventajas de usar BGA se explican a continuación.

Montaje de componentes BGA

Montaje de componentes BGA

· Reacción negativa

Cuando una PCB BGA se dobla, experimenta una respuesta negativa de la placa de circuito. Estas reacciones negativas a veces se denominan estrés.

Cuando hay tensión en las juntas, pueden desarrollar algunas grietas que pueden causar daños a algunos componentes de la placa.

Por lo tanto, hay que tener mucho cuidado para soldar las bolas con la mayor precisión posible si queremos buenos resultados.

Para reducir este estrés, la soldadura comienza uniendo las bolas de soldadura sin apretar hasta que la inspección haya confirmado que la unión es de buena calidad.

  • Dificultad de inspección

Uno de los desafíos de usar BGA es la dificultad para inspeccionar el paquete BGA. Esto se debe a que las bolas de soldadura se colocan muy cerca unas de otras.

Cuando están cerca unos de otros, es difícil llevar a cabo una inspección conjunta adecuada de los paquetes BGA.

Debido a esto, no es fácil identificar si el dispositivo ensamblado tiene algunos contratiempos.

Sin el uso de máquinas avanzadas como las máquinas de rayos X, la inspección es difícil.

  • BGA es caro

El equipo para empaquetar BGA es costoso. Por ejemplo, una máquina de rayos X que se utiliza para inspeccionar un paquete BGA es muy costosa.

Se puede usar la soldadura con las manos, aunque se ha demostrado que es muy difícil y poco confiable.

Si elegimos montar una placa de circuito impreso utilizando el paquete BGA, debemos estar preparados para asumir el costo.

Requiere que uses un soldador que tenga termostato, que también es muy caro.

Entonces, para dispositivos mejores, más finos y de alta calidad, el costo de fabricación será más alto.

Por lo tanto, en general, el ensamblaje de BGA es costoso para los fabricantes; a pesar de que los dispositivos empaquetados a través de él tienen un mejor rendimiento.

  • Las conexiones BGA a veces pueden no ser confiables

Debido a que las bolas de soldadura no se doblan, cuando hay vibración, las uniones de soldadura desarrollan grietas entre las uniones.

Por esta razón, debe comenzar fijando las bolas sin apretar y luego hacerlas firmes y fuertes durante las etapas finales de la soldadura.

Además de esto, las conexiones BGA pueden considerarse poco fiables debido a la naturaleza complicada de la inspección.

Sin embargo, actualmente hay varias máquinas instaladas para inspeccionar a fondo las fallas en el tablero, si las hay.

Capítulo 4: Tipos de BGA

Hay diferentes tipos de BGA.

Estas diferencias surgen como resultado de cómo se desarrolla el paquete de ensamblaje BGA.

A continuación se muestran algunos de los tipos de ensamblaje BGA que se usan comúnmente.

4.1. Matriz moldeada Matriz de rejilla de bolas de proceso

Con MAPBGA, las bolas de soldadura se utilizan para montar la red eléctrica en la superficie de la placa de circuito.

Esto permite la alineación de las bolas de soldadura en la placa de circuito donde se moldean juntas.

MAPBGA

MAPBGA

Estas bolas de soldadura, una vez colocadas, se separan mediante aserrado. MAPBGA permite que las bolas de soldadura aparezcan alineadas después de completar el montaje.

Se puede acceder a una mejor vista cuando se mira desde el lado opuesto del tablero. Utiliza una bola de soldadura para la conectividad eléctrica.

Recuerde, las juntas de soldadura se forman debajo del paquete.

Se recomienda que la inspección se realice utilizando máquina de rayos X or Lupa óptica.

Esto ayudará a descubrir si hay algún cortocircuito en el paquete.

Existen algunas de las deficiencias que se han identificado cuando se utiliza el proceso de matriz moldeada BGA.

Por ejemplo, parte de la soldadura en pasta y las bolas de soldadura se pueden derretir pero no se unen.

Otro defecto que se ha descubierto en MAPBGA es que la soldadura en pasta y la bola de soldadura se fusionan durante el reflujo debido a una mala impresión de la pasta.

No se recomienda reparar MAPBGA porque puede provocar daños en otros componentes de la placa.

En su lugar, podemos hacer reelaboración. Aquí, todo el dispositivo se retira y luego se reemplaza por uno nuevo.

Una buena reelaboración para MAPBGA consta de seis etapas para que obtengamos buenas uniones.

Estas etapas incluyen la preparación de las herramientas, la eliminación de todo el paquete, la reparación del sitio, la impresión de pasta de soldadura, el montaje del paquete y la soldadura por reflujo.

4.2. Matriz de rejilla de bolas de plástico

Esta es una tarjeta impresa o placa de circuito estandarizada que se utiliza para construir módulos. Su superficie es delgada. Se trata de > than0.03 pulgadas.

Matriz de rejilla de bolas de plástico

Matriz de rejilla de bolas de plástico

Un chip y la superficie donde se realiza la soldadura se conectan mediante cables. Aunque esto es así, un dado de seis lados del Flip-chip todavía se puede conectar directamente a PBGA.

Podría ser de 2 o 4 capas de sustratos. Por lo general, se lamina con sustratos de cobre.

4.3. Matriz de rejilla de bola de cinta

A diferencia del antiguo BGA, los TBGA se pueden doblar fácilmente, son más livianos y ofrecen un mejor contenido para los fabricantes de productos eléctricos.

Matriz de cuadrícula de bolas de cinta

Matriz de cuadrícula de bolas de cinta - Foto cortesía: PCB CART

Los PCB de matriz de rejilla de bola de cinta no forman fracturas ya que no desarrollan estrés. Son flexibles y pueden doblarse fácilmente.

Debido a esta característica, es el preferido por los fabricantes de dispositivos eléctricos que ensamblan dispositivos más livianos.

4.4. Paquete a paquete BGA

Aquí los enlaces relacionados están moldeados en la placa de circuito. Luego, la lógica separada se moldea verticalmente junto con el Ball Grid Array.

Paquete en paquete BGA

Paquete sobre paquete BGA – Foto cortesía: Wikimedia

Se puede montar más de un paquete uno sobre otro y separarlos usando una superficie estandarizada para indicar señales entre los paquetes.

Los circuitos integrados se utilizan para armar paquetes BGA de memoria y lógica discreta vertical.

Por ejemplo, las cámaras digitales, los teléfonos móviles y los asistentes digitales personales se empaquetan utilizando la técnica de ensamblaje Package on Package BGA.

PBGA se ha utilizado ampliamente en solo dos configuraciones. Éstos incluyen:

  • Apilamiento de memoria puro donde solo se unen dos o más paquetes de memoria
  • Paquete de lógica mixta donde el paquete de memoria se coloca en la parte superior y la lógica que es la CPU se encuentra en la parte inferior.

El beneficio de Paquete a Paquete es que posee los beneficios del empaque tradicional y las técnicas de apilamiento de troqueles.

Esto ayuda a reducir las deficiencias de Package to Package.

La técnica de paquete a paquete puede ser útil en paquetes más pequeños con conexiones eléctricas más cortas.

La mayoría de las empresas de ingeniería de semiconductores que son avanzadas prefieren utilizar la tecnología de paquete a paquete.

4.5. Matrices de rejilla de bolas de plástico mejoradas térmicamente

Este tipo de BGA tiene un disipador de calor incorporado que es muy importante para los dispositivos con alta disipación de calor.

BGA termoconductor

BGA termoconductor - Foto cortesía: Refrigeración electrónica

Por ejemplo, televisión, automóvil y otros productos electrónicos industriales.

Esta matriz de rejilla de bolas de plástico térmicamente mejorada ayuda a regular el calor para que las bolas de soldadura no se sobrecalienten.

El sobrecalentamiento puede provocar juntas secas, grietas en las juntas y daños en otros componentes de la placa.

4.6. Micro BGA

Este es también uno de los tipos de empaques Ball Grid Array. Principalmente se compone de dimensiones de 0.04 milímetros entre las bolas de soldadura.

En ocasiones las medidas entre las bolas son inferiores a los 0.04 mm.

Debido a este paquete más cerrado de las bolas, se minimiza todo el paquete.

Los paquetes Micro BGA colocados más cerca uno del otro mejoran la eficiencia en el uso de la placa de circuito.

Capítulo 5: ¿Cómo funciona el proceso de ensamblaje de BGA?

El proceso de ensamblaje de BGA también se puede denominar perfilado térmico. El perfil térmico es muy crítico en el proceso de ensamblaje de PCB.

El perfil térmico efectivo se logra teniendo en cuenta el tamaño BGA y las bolas BGA. Estos pueden ser con o sin plomo.

Proceso de ensamblaje BGA

Proceso de ensamblaje de BGA

Cuando el perfil térmico se optimiza internamente a un nivel local, se evita el calentamiento interno de BGA. Esto reduce la tensión en las uniones y posibles fallas en el ensamblaje de la placa de circuito impreso.

Cuando se siguen los procedimientos de gestión de calidad, cualquier vacío se mantiene por debajo del 25%.

Para BGA sin plomo, se puede usar un perfil térmico especial sin plomo para reducir los problemas de bola abierta que ocurren cuando la temperatura es baja.

Por otro lado, los BGA con plomo también se someten a un proceso de plomo especial que evita las altas temperaturas. Las altas temperaturas hacen que los pines se vuelvan más cortos de lo esperado.

Actualmente, el desarrollo de la electrónica se aleja de los que eran más pesados, más gruesos y menos avanzados. Se han vuelto más ligeros, más delgados y más avanzados en rendimiento.

Los fabricantes enfrentaron desafíos como confiabilidad garantizada, calidad y método de inspección del dispositivo en el pasado.

Estos desafíos comprometieron la calidad de los paquetes de ensamblaje BGA hasta que se encontraron soluciones a estos desafíos.

Por lo tanto, todos los fabricantes quieren conocer estas soluciones que son fundamentales para el éxito de la fabricación de todos los dispositivos.

El montaje de BGA incluye:

  • reelaboración de BGA
  • reballing BGA

Honestamente, el ensamblaje de BGA requiere una alta precisión.

Esto se debe a que, una vez montados, se vuelven permanentes y solo se pueden modificar. Permítame explicarle el proceso de ensamblaje de BGA.

El ensamblaje de BGA se realiza mediante el retrabajo de BGA y el reballing de BGA. Veámoslos por separado de una manera más detallada.

5.1. Reelaboración de BGA

Reelaborar BGA no es una tarea fácil a menos que tenga acceso al equipo adecuado. Cuando se descubre un problema en un BGA, esto requiere un nuevo trabajo.

El siguiente procedimiento se utiliza durante el retrabajo de BGA:

Figura 10 Reelaboración de BGA - Foto cortesía: Circuit Technology Center

  • Se puede calentar BGA para derretir las soldaduras debajo. Debe asegurarse de que, a medida que calienta el BGA, otros componentes de la placa tengan poco o ningún efecto. Si se calientan, pueden destruirse.
  • Antes de comenzar a volver a ensamblar BGA, debe comenzar por quitar todos los elementos.
  • Asegúrese de que el sitio esté listo para el nuevo trabajo
  • Después de despejar el sitio, aplique la pasta de soldadura en la superficie de la placa de circuito donde desea soldar las nuevas bolas.
  • Cambie todos los BGA antiguos y, en su lugar, utilice los nuevos.

Debe tener todas las herramientas necesarias para el retrabajo. Estos incluyen una placa de circuito, soldador, ayudante manual, cortadores de alambre, alicates de punta fina y ventosa para soldadura.

Todas estas herramientas deben estar disponibles para que el retrabajo se realice con éxito. Estas herramientas incluyen:

5.2. Herramientas utilizadas en soldadura.

Para realizar las soldaduras, deben existir herramientas específicas que se deben utilizar para obtener las uniones deseadas.

Por este motivo, disponemos de diferentes herramientas utilizadas durante el proceso de soldadura. Entre ellos se incluyen:

Soldador

Existen en diferentes tamaños y para diferentes especificaciones. Su costo también es diferente. Para que pueda elegir el que puede permitirse el lujo de comprar.

La elección de un soldador también puede verse influenciada por el tipo de trabajo que desea realizar. Otro factor es la superficie y el tamaño del trabajo que pretende hacer.

Por ejemplo, para dispositivos finos y más pequeños, puede optar por utilizar soldadores más pequeños.

Algunos soldadores tienen un controlador de temperatura incorporado, mientras que otros no tienen este componente.

Para aquellos que no tienen un controlador de temperatura, el efecto de enfriamiento ocurre cuando las uniones de soldadura están expuestas al aire.

Por otro lado, el soldador que tiene un controlador de temperatura incorporado tiene un termostato que controla la temperatura.

Especificaciones del soldador.

Debido a que hay muchos soldadores en el mercado, se ha vuelto difícil elegir uno. Algunos son costosos, mientras que otros son menos costosos.

Otros son grandes, mientras que otros son pequeños en tamaño.

Sin embargo, tienes que elegir uno para usar. Un buen soldador tiene grabadas características específicas. Las siguientes son algunas de las características:

Un tamaño

La elección del tamaño de hierro adecuado depende del dispositivo y la naturaleza de la superficie de la placa en la que desea trabajar.

Por ejemplo, el trabajo fino solo permite el uso de hierros más pequeños. Por otro lado, los dispositivos menos delicados se pueden hacer usando grandes soldadores.

b) Uso del poder

A 40 vatios, las planchas sin control de temperatura son capaces de generar buenas uniones.

Esto se puede hacer para dispositivos pesados. Para trabajos pequeños y finos, un vatio de entre 15 y 25 también puede producir una buena unión.

c) Voltaje

UK y USA fabrican soldadores de 230 VAC y 115 VAC respectivamente. Sin embargo, algunas planchas pueden usar tan solo 12 V.

d)Control de temperatura

Como hemos visto anteriormente, las planchas menos costosas no tienen la capacidad incorporada de controlar la temperatura.

Las planchas caras tienen el termostato incorporado que regula el calor dependiendo de la configuración del usuario. Puede configurarlo al nivel de calor que desee.

e)Protección antiestática

La estática puede destruir algunos componentes durante la soldadura. Por lo tanto, es vital considerar saber si la plancha que está comprando tiene protección antiestática.

f) Estar de pie

Al soldar, se supone que debes tener un soporte. Este soporte debe estar bien protegido.

g)Mantenimiento

Es muy importante que uno compre un soldador que tenga repuestos para que pueda repararse en el futuro.

La broca para soldar requiere un reemplazo regular porque no dura mucho, aunque el soldador en sí puede usarse durante muchos años.

Incluso para los soldadores costosos, es esencial asegurarse de obtener las piezas de repuesto una vez que se solicite un reemplazo.

Cortadores de alambre

Los cortadores de alambre se pueden elegir teniendo en cuenta dónde se van a utilizar. Los cortadores de alambre más pequeños se utilizan principalmente para trabajos de PCB más finos.

Por el contrario, los cortadores más grandes se utilizan para trabajos generales. Los cortaalambres pequeños se dañan cuando se usan para cortar alambres en trabajos generales grandes.

Contrariamente a esto, los cortadores más grandes no hacen cortes limpios para placas de circuito impreso.

Cortador de cables

Cortador de cables

Por lo tanto, se recomienda el uso de cortadores de alambre pequeños en trabajos pequeños y finos, mientras que los cortadores de alambre grandes se deben usar en trabajos generales grandes.

Si se sigue esto, se fabrican dispositivos de calidad y se gestiona el mantenimiento de las herramientas de soldadura BGA a largo plazo.

Alicates

Los alicates de punta fina más pequeños se utilizan para trabajar en la placa de circuito general. Si tiene un trabajo pesado, se recomienda utilizar alicates de punta fina más grandes.

AlicatesAlicates

Esto promueve la calidad y el trabajo limpio. No use alicates pequeños para trabajos pesados ​​o vice vasa ya que esto comprometerá la calidad de un dispositivo.

Pelacables

El pelado de cables se puede hacer con cortadores de alambre, aunque los pelacables están diseñados específicamente para ese trabajo.

Pelacables

Pelacables

A veces, puede usar cortadores de alambre ya que los pelacables son costosos.

Aunque son caros de comprar, facilitan mucho el trabajo. Es mucho más fácil pelar cables con un pelacables que con un cortador de cables.

Lechón de soldadura

Esta herramienta se usa para quitar una soldadura que tiene fallas en una junta para que se pueda volver a trabajar.

Cuando desea realizar un retrabajo, una de las herramientas que son muy críticas en ese momento en particular es el succionador de soldadura.

Lechón de soldadura

Lechón de soldadura

Ayuda a retirar de forma ordenada y precisa todas las bolas de soldadura defectuosas para prepararlas para realizar el retrabajo. Sin este succionador de soldadura, puede ser difícil quitar las bolas una vez que están colocadas.

Poseedor

Esta es una herramienta que se utiliza para mantener un cable en su lugar mientras se suelda. A veces se le llama “mano amiga”.

Se compone de un cocodrilo que se puede ajustar y una pinza de cocodrilo en los dos extremos. Otros tienen un cristal que magnifica los cables para una visualización adecuada durante la soldadura.

Poseedor

Poseedor

Sin este soporte, se requieren tres manos para sujetar la soldadura, el hierro y la placa. Por lo tanto, es crucial tener un soporte para soldar con precisión y éxito.

5.3. Área de trabajo de soldadura

Es un factor clave a considerar si tiene la intención de tener un retrabajo. El sitio de realización de la soldadura debe tener luz adecuada.

Esto es para permitir que el usuario vea claramente las juntas de soldadura y los componentes.

Además, debe haber una ventilación adecuada. La alta ventilación permite que los vapores de la soldadura salgan de la habitación.

Es necesario utilizar un ventilador relativamente pequeño para limpiar los humos del área de trabajo.

No trabaje en la oscuridad, en un área menos ventilada y cerca de niños más pequeños.

Capítulo 6: Preparación para el proceso de soldadura

Cuando esté listo para realizar la soldadura, debe hacer algunos preparativos antes de poder comenzar.

Montaje de rejilla de bolas

Ensamblaje de rejilla de bolas – Foto cortesía: ThomasNet

  • La limpieza tanto del sitio como de los componentes de la soldadura es primordial antes de que pueda embarcarse en el proceso de soldadura.

Asegurarse de que las superficies estén limpias es muy importante.

Limpie la placa de circuito impreso con un solvente para eliminar cualquier contaminación que pueda haber en la superficie de la placa.

Mientras tanto, debes evitar tocar la superficie del tablero ya que esto puede contaminarlo. La contaminación compromete la calidad de las juntas.

  • En segundo lugar, con unos alicates, elimine la oxidación de la superficie del tablero. Si no se elimina la oxidación, es posible que las juntas de soldadura no sean lo suficientemente buenas.
  • Haga que la superficie de los conectores sea rugosa. Ayuda en la limpieza.

La limpieza de todos los componentes BGA es esencial ya que asegura la correcta formación de juntas.

  • Por último, limpie las herramientas de soldadura como una broca de soldadura frotándolas con una esponja húmeda que contenga un solvente.

6.1. Hacer uniones de soldadura

Con la práctica regular de soldadura, es más fácil hacer uniones de soldadura con éxito.

Cuando comprenda el proceso, puede asegurarse de que todos los componentes necesarios estén en un lugar accesible.

Es decir, un lugar al que pueda llegar fácilmente durante el proceso de soldadura.

Asegúrese de colocar los componentes donde estén libres de contaminación. Es la única manera de conseguir juntas de alta calidad.

Unión soldada

Junta de soldadura - Foto cortesía: EE Times

Coloque los componentes principales en un orificio pasante en una placa de circuito impreso antes de embarcarse en la soldadura.

  • Comience fijando inicialmente las bolas de soldadura sin apretar. Esto asegurará que tenga suficiente tiempo cuando descubra que hay una falla y desea eliminarla.

Cuando estén firmemente fijados, será difícil quitar los que no se hayan fijado correctamente. Por lo tanto, se recomienda una fijación suelta en la etapa inicial.

Una fijación firme provoca daños en otros componentes de la superficie de la placa de circuito impreso en el momento en que se retiran los defectuosos.

  • El siguiente paso es tomar una soldadura en una punta de soldadura y limpiarla con una esponja húmeda. Cuando se suelda y el soldador está caliente, se ensucia fácilmente.

La limpieza regular del soldador es fundamental.

  • Coloque la broca con la soldadura en la junta y derrita suficiente soldadura en la junta. Si no derrite suficiente soldadura en la junta, la junta no será lo suficientemente buena.
  • La soldadura tarda aproximadamente unos segundos. El exceso de fusión de las bolas de soldadura también crea una unión dura y seca que tampoco es buena.

Esto puede suceder cuando el soldador se coloca durante más tiempo en la unión.

  • Después de hacer la unión, retire la broca de soldadura y espere a que la unión se enfríe. De esta manera, podrá realizar varias uniones de soldadura en la placa de circuito impreso.

6.2. Soldadura Reglas de oro

Hay reglas de oro para soldar que deben tenerse en cuenta.

Al realizar la soldadura, debe cumplir con algunas reglas específicas.

Estas reglas son muy importantes porque garantizan su seguridad como individuo y también garantizan juntas de buena calidad.

Es necesario tomar varias consideraciones para lograr los resultados deseados. Tomar como ejemplo; el soldador está muy caliente.

Utilice siempre soportes cuando el soldador. Durante el proceso de soldadura, tenga cuidado de no quemar con el hierro a las personas que puedan estar cerca de usted.

Se recomienda que evite soldar cuando haya niños pequeños cerca del sitio.

La limpieza del soldador es muy importante. Cuando la plancha está caliente, se contamina muy fácilmente.

Use una esponja húmeda para limpiar la plancha regularmente.

La aplicación simultánea de soldadura y hierro es muy importante para obtener mejores uniones.

Colocar la soldadura en la broca y llevarla a la unión no produce buenas uniones. Por lo tanto, es recomendable que tanto la broca como la soldadura se apliquen juntas al mismo tiempo.

Usar demasiada soldadura compromete la calidad de las uniones. Simplemente derrita suficiente soldadura en la unión. Recuerde, cualquier tentación de aplicar más soldadura da como resultado una mala formación de la unión.

Mantener una plancha en un lugar en particular provoca la formación de juntas rígidas y secas. Una vez que se haya formado una junta, separe la plancha de la junta para que pueda dejar que la junta se enfríe.

Por último, pero no menos importante, adquirir habilidades sobre cómo soldar es muy importante para cualquier persona interesada en soldar dispositivos electrónicos.

Asegúrese de crear buenas uniones cada vez. Es una forma segura de garantizar que sus circuitos funcionen de manera eficiente.

Además, tus articulaciones se verán bien.

Seguir estas reglas promueve la confiabilidad de los dispositivos BGA ensamblados.

6.3. Tipos de soldadores

Hay dos categorías principales de soldadores. Son como se ilustra a continuación:

Plancha básica con control de aire

Este tipo de plancha no tiene controlador de temperatura. Se basa en el aire para el control de la temperatura.

La exposición de la junta soldada al aire ayuda a enfriar las juntas durante el proceso de soldadura.

Además, este tipo de hierro es muy económico y se puede usar para soldar una variedad de dispositivos.

Plancha con control de temperatura

Este tipo tiene un controlador de temperatura incorporado. Utiliza un termostato para controlar la temperatura de la broca.

Puede ajustar el calor al nivel deseado.

Produce una buena unión. Sin embargo, es muy caro en comparación con el básico.

6.4. Re-balling BGA

El reballing de BGA es el proceso de eliminar las bolas de soldadura viejas y luego reemplazarlas por otras nuevas. Hay numerosas razones para volver a jugar.

Lo siguiente puede ser una razón para volver a jugar:

  • Cuando un dispositivo se extrae accidentalmente de una PCB, es necesario volver a colocarlo en la placa.
  • Cuando el dispositivo se ha soldado con la aleación incorrecta, puede realizar un reballing para cambiar las bolas de soldadura.
  • Otra razón para re-balling es permitir que se realice un análisis de fallas.

El método de re-balling depende de:

  • Volumen de trabajo a realizar
  • Tipo de paquete
  • Aleación que se coloca en el tablero.

Para paquetes pequeños, se deben usar herramientas de tamaño pequeño. Por otro lado, cuando el trabajo involucra trabajo pesado, las herramientas más grandes son relevantes.

reballingreballing

Por lo tanto, tanto el retrabajo como el reballing implican todos los procesos básicos de ensamblaje de BGA.

Capítulo 7: Capacidad de ensamblaje BGA

Las capacidades de BGA son muchas. Estas son algunas de las capacidades que lo hacen destacar entre otras técnicas de envasado.

Los circuitos de alta densidad se crean cuando las bolas de soldadura se sueldan con precisión en los orificios pasantes sin cruces.

Hay un espacio reducido entre las bolas. Debido a esto, existe una alta densidad de circuitos en los dispositivos que se ensamblaron a través de BGA.

Conduccion de calor

Los paquetes BGA han reducido el sobrecalentamiento. Esto se debe a que BGA permite que el calor pase del circuito integrado al exterior.

Conducción de calor en PCB BGA

Conducción de calor en PCB BGA

Debido a esta característica única, BGA se clasifica entre los paquetes confiables.

Además, los problemas relacionados con la interferencia con los circuitos son limitados cuando se trata del uso del paquete BGA.

Esto se debe principalmente a que las bolas de soldadura son de menor tamaño. Como resultado, posee una característica de menor inductancia.

Soldadura BGA

Una soldadura es un material que se funde alrededor de una junta que, después de enfriarse, es capaz de conducir el calor.

La soldadura es uno de los procesos críticos utilizados en la fabricación de dispositivos electrónicos. Permite unir electrónicamente componentes electrónicos.

La soldadura requiere una cantidad de soldadura controlada con precisión que, cuando se calienta, se derrite.

Debe elegir una composición y temperatura de aleación de soldadura. Es la única forma de promover una buena separación entre las bolas de soldadura.

Y, por supuesto, si desea las juntas correctas, es importante elegir las herramientas y los accesorios adecuados.

Algunas de las herramientas más comunes incluyen:

  • hierro de soldadura
  • Cortadores de alambre
  • alicates de punta fina
  • Pelacables
  • ventosas de soldadura
  • Portacables entre otros

Además, el área de trabajo debe tener suficiente luz y ventilación adecuada durante el proceso de soldadura.

Retrabajo BGA

Reelaborar BGA no es una tarea fácil a menos que tenga acceso al equipo adecuado. Cuando se descubre un problema en un BGA, esto requiere un nuevo trabajo.

El siguiente procedimiento se utiliza durante el retrabajo de BGA:

  • Se puede calentar BGA para derretir las soldaduras debajo. Debe asegurarse de que, a medida que calienta el BGA, otros componentes de la placa tengan poco o ningún efecto.

Los componentes pueden ser destruidos.

  • Antes de comenzar a volver a ensamblar BGA, debe comenzar por quitar todos los elementos.
  • Asegúrese de que el sitio esté listo para el nuevo trabajo.
  • Después de despejar el sitio, aplique la pasta de soldadura en la superficie de la placa de circuito donde desea soldar las nuevas bolas.
  • Cambie todos los BGA antiguos y, en su lugar, utilice los nuevos.
  • Llevar a cabo el proceso de reflujo.

Re-balling BGA

Significa que las bolas de soldadura viejas se eliminan y en su lugar se reemplazan con las nuevas.

Lo siguiente puede ser una razón para volver a jugar:

  • Cuando un dispositivo se extrae accidentalmente de una PCB, es necesario volver a colocarlo en la placa.
  • Además, cuando el dispositivo se ha soldado con una aleación incorrecta, puede realizar un reballing para cambiar las bolas de soldadura.
  • Otra razón para re-balling es permitir que se realice un análisis de fallas.

El método de rebobinado depende del volumen de trabajo a realizar, el tipo de paquete y la aleación que se coloca en el tablero.

Capítulo 8: ¿Cómo probamos la placa de ensamblaje BGA?

Después de cualquier trabajo de ensamblaje y diseño de PCB, las pruebas y evaluaciones de calidad son importantes.

Puede usar varias máquinas para identificar problemas y solucionarlos a tiempo.

Por ejemplo, tenemos una máquina de rayos X, máquinas industriales de tomografía computarizada, microscopios y endoscopios especiales.

Con estas máquinas de inspección, se pueden identificar los problemas asociados con el exceso de soldadura, el robo de soldadura, la desalineación de los componentes, la formación de puentes y la falta de bolas de soldadura.

Esto se debe a que estas máquinas pueden ver a través de las bolas de soldadura.

Recuerde, el equipo de inspección ayuda a verificar que cada soldadura esté colocada correctamente.

También asegura que cada contacto con el tablero permanezca intacto.

Aunque las máquinas de inspección son buenas, tiene algunos contratiempos.

Por ejemplo, se ha vuelto difícil distinguir entre piezas que se colocan en el mismo lugar.

Por supuesto, esta excepción se aplica cuando se ve el tablero desde el lado opuesto.

Las herramientas utilizadas para la inspección ayudan a complementar la precisión de la colocación de la bola. También ayuda a garantizar que la calidad del dispositivo sea buena.

Veamos algunas de las técnicas de inspección más comunes:

Inspección de rayos X de ensamblaje BGA

A veces, la pasta para soldar se puede aplicar de forma incorrecta. Además, puede haber una fusión parcial de las bolas.

Todos estos son problemas encontrados durante el montaje y podrían identificarse a través de una máquina de investigación de rayos X.

Inspección de rayos X

Inspección de rayos X

El intervalo entre bolas se puede determinar a través de los cálculos realizados con una calculadora de análisis de software de rayos X.

Normalmente, este cálculo ayuda a soldar las bolas dentro del rango IPC recomendado.

Inspección óptima de juntas de soldadura

Este equipo verifica la posición, polaridad de presencia y unión de soldadura. Evalúa la calidad de un dispositivo una vez que ha sido fabricado.

Inspección de PCB

Inspección de PCB

En este caso, se utiliza una máquina para visualizar el dispositivo que se ha soldado.

Capítulo 9: Cómo elegir máquinas de ensamblaje BGA

Seleccionar la máquina ensambladora de BGA correcta requiere experiencia, destreza manual y talento individual.

Es importante contar con un operador experimentado que pueda manejar su retrabajo de BGA.

La elección de las máquinas de ensamblaje BGA ha planteado desafíos a los gerentes, planificadores, ingenieros y técnicos de retrabajo.

En los primeros días, cuando las técnicas BGA acababan de innovarse, se usaban herramientas simples como la herramienta para desoldar y las lupas.

Además, se utilizó la herramienta de desoldadura para realizar todo el retrabajo, mientras que las lupas se utilizaron para inspeccionar la calidad del dispositivo empaquetado.

Estos no eran lo suficientemente buenos y la calidad de los dispositivos fabricados no era buena.

Actualmente, se recomienda una máquina BGA en lugar de una estación de retrabajo simple que se utilizó inicialmente.

Además, se recomienda una máquina de rayos X para la inspección conjunta en lugar del simple microscopio o lupa que se usaba antes de los descubrimientos.

Inicialmente, se utilizó un ensamblador de nivel superior. Sin embargo, debido al desarrollo tecnológico, lo que necesita es un operador calificado.

Este personal debe tener conocimientos de informática.

Él o ella debe estar en condiciones de comprender los problemas de la soldadura en pasta.

Máquina BGA

Máquina BGA

Además de esto, él / ella debe tener buenas habilidades de destreza. Además, ser capaz de operar una máquina de rayos X durante la inspección de uniones de soldadura.

Además, el operador debe tener conocimientos de interpretación de imágenes de rayos X. Por lo tanto, puede estar en condiciones de reconocer si se producen fallas durante el proceso de soldadura.

Primero, obtenga los expertos que pueden operar las máquinas BGA. Entonces ahora puede continuar y elegir la máquina de ensamblaje BGA.

Por lo general, utilizan su experiencia previa para identificar qué máquina ensambladora de BGA arrojó buenos resultados en su ensamblaje anterior.

Capítulo 10: Aplicación de técnicas de ensamblaje BGA

Las técnicas de ensamblaje BGA son comunes en muchas aplicaciones hoy en día.

Como se indicó anteriormente, los paquetes BGA producen uniones fuertes. Cuando inspecciona el BGA con una máquina de rayos X, se obtienen buenos resultados en las uniones de soldadura.

Algunas de las principales aplicaciones de la técnica BGA incluyen:

  • Un circuito integrado en computadoras, televisores, teléfonos móviles y muchos otros dispositivos electrónicos.
  • Sistemas electrónicos duales en línea o planos
  • Aplicaciones aerotransportadas militares
  • Industria automotriz
  • Electrónica de consumo, ,

En resumen, el ensamblaje de la rejilla de bolas juega un papel importante en muchas industrias eléctricas y electrónicas.

Conclusión

El paquete de ensamblaje BGA es muy importante en el desarrollo tecnológico en el mundo actual.

Aunque tiene algunas deficiencias, su contribución a las industrias de fabricación de dispositivos eléctricos ha demostrado ser confiable, eficiente y de alta calidad.

Por lo tanto, a medida que avanza la tecnología, existe la esperanza de que el paquete de ensamblaje BGA también continúe avanzando.

Esto se debe a que existe interés en el uso de la tecnología de ensamblaje BGA por parte de la mayoría de las industrias de fabricación eléctrica.