O acondicionamento BGA (Ball Grid Array), também conhecido como acondicionamento em grelha de esferas, utiliza um conjunto de esferas de solda dispostas como pinos para dispositivos montados à superfície. Existem essencialmente quatro tipos básicos de BGAs: PBGA, CBGA, CCGA e TBGA, com conjuntos de esferas de solda que servem como pontos de ligação de E/S normalmente localizados na parte inferior do pacote. O passo típico destes conjuntos de esferas de solda embalados é de 1,0 mm, 1,27 mm ou 1,5 mm, com composições de solda comuns, incluindo 63Sn/37Pb e 90Pb/10Sn.
Claro que sim, Embalagem BGA apresenta muitas vantagens, tais como mais pinos, formatos mais pequenos e melhores propriedades eléctricas e térmicas. No entanto, é de salientar que os inconvenientes do BGA residem na complexidade da inspeção e do retrabalho das juntas de soldadura, com requisitos de fiabilidade rigorosos para as juntas de soldadura, limitando a aplicação de Dispositivos BGA em muitos domínios.
Além disso, se um BGA soldado corretamente se revelar defeituoso, tem de ser removido da placa de circuito impresso e substituído sem afetar outros componentes que já tenham sido soldados. É aqui que entra em jogo a estrela desta discussão - a estação de retrabalho BGA.
Estações de retrabalho BGA estão divididos em tipos de alinhamento ótico e de alinhamento não ótico. O alinhamento ótico utiliza um módulo ótico com imagens de prisma, enquanto o alinhamento não ótico se baseia no alinhamento manual do BGA com a ajuda de linhas e pontos de serigrafia da placa de circuito impresso para obter o alinhamento para o retrabalho. Para componentes BGA maiores, o alinhamento não ótico é suficiente, uma vez que a tensão superficial da pasta de solda garante que, mesmo com um desalinhamento até 50%, o componente BGA continuará a ser soldado no lugar durante a soldadura por refluxo. No entanto, para componentes BGA mais finos e mais pequenos, confiar apenas no olho nu torna-se mais difícil. Aqui, apresentamos um princípio típico de alinhamento ótico.
Note-se que no diagrama do princípio do alinhamento ótico, o vermelho e o azul representam duas trajectórias de imagem. As linhas vermelhas sólidas e tracejadas representam as trajectórias de imagem das esferas de solda do chip BGA a ser soldado, enquanto as linhas azuis sólidas e tracejadas representam as trajectórias de imagem das almofadas de solda da placa de circuito impresso a ser soldada. Ambas as imagens são reflectidas pelo espelho prismático na câmara CCD e apresentadas no monitor, ajudando assim os operadores a obter o alinhamento ótico.
O retrabalho de BGA envolve o aquecimento localizado da placa de circuito impresso. Para garantir a soldadura sem danificar o dispositivo devido a um aquecimento desigual ou afetar a soldadura dos componentes circundantes, esta operação requer não só campânulas de aquecimento de conceção especial na parte superior, mas também um dispositivo de pré-aquecimento da PCB na parte inferior. Mesmo assim, é essencial proteger os componentes circundantes durante o reaquecimento para evitar a refusão e afetar a qualidade das juntas previamente soldadas.
A conceção da campânula de aquecimento tem por objetivo assegurar a remoção e a soldadura eficientes e eficazes de componentes BGA. É constituída por camadas interior e exterior, sendo que a camada exterior proporciona uma excelente blindagem para garantir que o ar quente de trabalho não é afetado pelas temperaturas externas, mantendo um controlo estável da temperatura. A camada interna de ar quente flui para fora através do espaço entre as camadas interna e externa e dos orifícios de exaustão, garantindo um fluxo de ar relativamente estável durante o trabalho e minimizando os impactos mecânicos nos componentes.
Para diferentes dispositivos BGA, as variações no desempenho térmico surgem devido a diferenças na contagem de pinos e no material do substrato do dispositivo, resultando em diferentes parâmetros de retrabalho. Por conseguinte, recomenda-se o reforço da recolha e organização dos parâmetros de soldadura de retrabalho BGA nas operações diárias para formar uma base de dados valiosa.
