Il packaging BGA (Ball Grid Array), noto anche come ball grid array, utilizza un array di sfere di saldatura disposte come pin per i dispositivi montati in superficie. Esistono principalmente quattro tipi di BGA: PBGA, CBGA, CCGA e TBGA, con le matrici di sfere di saldatura che fungono da punti di connessione I/O, generalmente situati sul fondo del pacchetto. Il passo tipico di queste matrici di sfere di saldatura è di 1,0 mm, 1,27 mm o 1,5 mm, con composizioni di saldatura comuni come 63Sn/37Pb e 90Pb/10Sn.
Naturalmente, Imballaggio BGA presenta molti vantaggi, come un maggior numero di pin, fattori di forma più piccoli e migliori proprietà elettriche e termiche. Tuttavia, vale la pena di notare che gli svantaggi del BGA risiedono nella complessità dell'ispezione e della rilavorazione dei giunti di saldatura, con requisiti di affidabilità rigorosi per i giunti di saldatura, che limitano l'applicazione del BGA. Dispositivi BGA in molti campi.
Inoltre, se una BGA saldata correttamente si rivela malfunzionante, è necessario rimuoverla dal PCB e sostituirla senza influenzare gli altri componenti già saldati. È qui che entra in gioco il protagonista di questa discussione: la stazione di rilavorazione BGA.
Stazioni di rilavorazione BGA si dividono in allineamento ottico e non ottico. L'allineamento ottico utilizza un modulo ottico con imaging a prisma, mentre l'allineamento non ottico si basa sull'allineamento manuale del BGA con l'aiuto di linee e punti serigrafati del PCB per ottenere l'allineamento per la rilavorazione. Per i componenti BGA più grandi, l'allineamento non ottico è sufficiente, in quanto la tensione superficiale della pasta saldante garantisce che, anche con un disallineamento fino a 50%, il componente BGA si saldi in posizione durante la saldatura a riflusso. Tuttavia, per i componenti BGA più piccoli e sottili, affidarsi esclusivamente all'occhio nudo diventa più difficile. Qui presentiamo un tipico principio di allineamento ottico.
Nel diagramma del principio di allineamento ottico, il rosso e il blu rappresentano due percorsi di imaging. Le linee rosse solide e tratteggiate rappresentano i percorsi di imaging delle sfere di saldatura del chip BGA da saldare, mentre le linee blu solide e tratteggiate rappresentano i percorsi di imaging delle piazzole di saldatura del PCB da saldare. Entrambe le immagini vengono riflesse dallo specchio a prisma nella telecamera CCD e visualizzate sul monitor, aiutando così gli operatori a realizzare l'allineamento ottico.
La rilavorazione di BGA comporta il riscaldamento localizzato del PCB. Per garantire la saldatura senza danneggiare il dispositivo a causa di un riscaldamento non uniforme o senza influenzare la saldatura dei componenti circostanti, questa operazione richiede non solo cappe di riscaldamento dal design speciale nella parte superiore, ma anche un dispositivo di preriscaldamento del PCB nella parte inferiore. Tuttavia, è essenziale proteggere i componenti circostanti durante il riscaldamento per evitare la rifusione e l'alterazione della qualità delle giunzioni precedentemente saldate.
Il design della cappa di riscaldamento mira a garantire una rimozione e una saldatura efficiente ed efficace dei componenti BGA. È composta da strati interni ed esterni, con lo strato esterno che fornisce un'eccellente schermatura per garantire che l'aria calda di lavoro non sia influenzata dalle temperature esterne, mantenendo un controllo stabile della temperatura. Lo strato interno di aria calda fuoriesce attraverso lo spazio tra lo strato interno e quello esterno e i fori di scarico, garantendo un flusso d'aria relativamente stabile durante il lavoro e riducendo al minimo gli impatti meccanici sui componenti.
Per i diversi dispositivi BGA, le variazioni delle prestazioni termiche sono dovute alle differenze nel numero di pin e nel materiale del substrato del dispositivo, con conseguenti parametri di rilavorazione diversi. Pertanto, si raccomanda di rafforzare la raccolta e l'organizzazione dei parametri di saldatura di rilavorazione BGA nelle operazioni quotidiane per formare un database prezioso.
