9 Tips Ahli untuk Penyinjauan BGA yang Sukses pada PCB dalam Rangkaian SMT

Penyinjauan BGA – Persiapan Sebelum Penyinjauan

Penyinjauan BGA Langkah pertama adalah memilih finishing permukaan yang tepat. Finishing harus kompatibel dengan proyek mendatang atau persyaratan produk. Meskipun ada banyak finishing permukaan yang tersedia, beberapa dari mereka mungkin meminta permukaan bebas timbal. Mereka meliputi RoHS, OSP bebas timbal, atau aturan ENIG bebas timbal.

Setelah memilih bahan yang tepat untuk proyek Anda, Anda perlu memastikan bahwa Anda menyimpan PCB dengan cara yang benar. Penanganan dan penyimpanan yang buruk dapat merusak PCB Anda.

Oleh karena itu, disarankan untuk menyimpan mereka dalam wadah dengan penghalang kelembaban. Kotak harus berisi kartu sensitif kelembaban untuk memperingatkan Anda tentang kelembaban dalam kantong. Dengan kartu sensitif kelembaban, Anda akan dapat mengetahui tentang tingkat kelembaban yang diperlukan.

Setelah semua terkontrol, Anda sekarang dapat pindah ke langkah kedua.

Bersihkan PCB dengan Menyeluruh

Sekarang papan Anda dalam kondisi yang baik dan siap untuk penyinjauan BGA, Anda perlu memastikan bahwa PCB dibersihkan atau dipanggang dengan menyeluruh. Pemanggangan memastikan penghilangan kelembaban yang mungkin kemudian menyebabkan cacat penyinjauan. Oleh karena itu, Anda perlu memastikan pembersihan yang menyeluruh pada PCB sebelum memulai proses rangkaian.

Dengan PCB kotor, Anda berisiko mengalami cacat bola solder BGA. Mereka meliputi solder dingin, perpindahan, rongga, dan jembatan. Selama penyimpanan dan pergerakan, PCB Anda mungkin tertutup oleh beberapa kotoran. Untuk memastikan segala sesuatu berjalan sesuai rencana, pastikan papan Anda bersih sebelum rangkaian dimulai. Pada sebagian besar kasus, banyak pemasok mengandalkan pembersih ultrasonik.

Persiapan BGA untuk Penyinjauan BGA

Karena BGA sensitif terhadap kelembaban dalam beberapa hal, Anda perlu memastikan bahwa Anda menyimpan mereka dalam lingkungan kering. Orang yang bertanggung jawab dalam menangani mereka harus mematuhi operasi yang ketat yang diperlukan untuk menjaga komponen dari kerusakan. Secara umum, komponen ini harus disimpan di dalam lemari pengering kelembaban. Suhu harus berkisar antara 20℃ dan 25℃ serta kelembaban sekitar 10%.

Seperti yang disebutkan sebelumnya, ada kebutuhan untuk memanggang komponen BGA sebelum memulai proses penyinjauan. Di sini, produsen perlu memastikan bahwa suhu penyinjauan tidak melebihi 125℃. Jika tidak, itu dapat membawa struktur metalografi yang tidak diinginkan. Lagi, hati-hati diperlukan di sini karena jika suhu rendah, sulit untuk menghilangkan kelembaban.

Jadi, penting untuk memanggang komponen sebelum memulai rangkaian SMT. Ini memastikan penghilangan kelembaban di dalam BGA. Selain itu, BGA membutuhkan sekitar 30 menit pendinginan setelah pemanggangan dan sebelum memasuki baris rangkaian SMT.

Penyinjauan BGA, Penyinjauan Teknologi Reflow

Biasanya, paket rangkaian BGA sama dengan rangkaian SMT. Pertama, pasta solder dicetak pada array pad PCB dengan menerapkan stencil atau flux pada pad. Kedua, Anda memperkenalkan perangkat pick-and-place untuk menyelaraskan komponen BGA pada PCB. Setelah itu, subjekkan komponen BGA melalui oven penyinjauan reflow. Teknologi reflow penyinjauan adalah proses yang rumit yang melibatkan beberapa fase, sebagaimana singkatnya di bawah ini:

1. Fase pemanasan awal – fase ini biasanya terdiri dari 2 hingga 4 zona pemanasan. Di sini, suhu dapat mencapai 150℃ dalam waktu kurang dari 2 menit. Karena alasan ini, tidak ada contoh percikan solder atau dasar yang terlalu panas.

2. Fase perebasan – di sini, target adalah mencapai leleh panas, sesuatu yang membuat joint solder yang baik.

3. Fase penyinjauan – fase ini perlu menyaksikan suhu joint solder naik ke suhu penyinjauan. Di sini, paling baik untuk mengatur suhu tinggi sehingga joint muncul sebagaimana diinginkan.

4. Fase pendinginan – ini adalah langkah terakhir dari penyinjauan teknologi reflow. Ini berisi dua mode pendinginan: pendinginan alami dan pendinginan udara. Idealnya tingkat pendinginan antara 1 ℃ dan 3℃.

Kontrol Solder Penyinjauan BGA

Langkah kelima adalah untuk memastikan bahwa Anda mengontrol solder selama penyinjauan BGA. Pada sebagian besar kesempatan, saat menyolder, suhu melebihi titik leleh, dengan solder yang meleleh menjadi cair.

Namun untuk memastikan semuanya sesuai harapan, Anda harus mengontrol solder penyinjauan BGA. Anda mencapai ini dengan mempertahankan tingkat suhu sekitar 183 derajat selama 60 hingga 90 detik. Waktu terlalu lama atau terlalu pendek dapat menyebabkan masalah kualitas saat melakukan penyinjauan BGA. Kadang-kadang, Anda mungkin perlu memeriksa knob penyinjauan Anda. Sebagian besar memiliki knob yang saat diputar, mengurangi panas besi. Dengan demikian mengontrol solder dan memungkinkan Anda untuk memiliki hasil yang diinginkan.

Pemeriksaan BGA

Sebelum melepaskan produk Anda ke pasar, pastikan bahwa penyinjauan BGA melalui pemeriksaan yang menyeluruh. Tanpa memeriksa produk Anda, ada kemungkinan Anda akan menghasilkan produk yang rusak. Produk ini mungkin memerlukan perbaikan yang mahal, merusak reputasi bisnis Anda. Hal yang sama berlaku ketika datang ke pemeriksaan BGA. Dalam rangkaian PCB, pemeriksaan BGA adalah satu area yang telah membawa sejumlah besar minat sejak diperkenalkannya BGA.

Harus jelas bahwa Anda tidak dapat melakukan pemeriksaan BGA secara efektif dengan menggunakan teknik optik. Joint solder di bawah komponen BGA tidak terlihat. Selain itu, tidak mudah untuk menguji joint solder dengan memeriksa kinerja listrik.

Cara yang memuaskan untuk menguji BGA adalah dengan menggunakan sinar X. Sinar X telah terbukti cukup membantu dalam mengidentifikasi solder joint yang terletak di bawah paket. Mereka membantu dalam pemeriksaan yang detail.

Namun sinar X bukan satu-satunya metode yang dapat digunakan. Meskipun sinar X hadir sebagai salah satu metode paling efektif, desainer masih memiliki opsi lain. Mereka dapat memilih untuk menggunakan boundary scan atau pengujian listrik untuk memeriksa kualitas pengelasan BGA. Misalnya, pengujian listrik hanya mengungkap konduktivitas listrik. Di sisi lain, gagal memeriksa keberhasilan penyinjauan BGA.

Selaraskan BGA ke Pad PCB dengan Akurat

Langkah ketujuh melibatkan penyelarasan BGA ke pad PCB dengan benar. Ada dua tahap yang terlibat di sini. Penyelarasan awal, diikuti dengan mempertahankan penyelarasan selama proses penyinjauan. Untuk mencapai ini, Anda memerlukan peralatan khusus untuk operasi massal. Namun, jika Anda perlu membuat prototipe, Anda masih dapat menyelaraskan secara manual. Ini juga dikenal sebagai penyelarasan manual.

Untuk memastikan semuanya sesuai, Anda harus menandai papan secara efektif dengan beberapa tanda penyelarasan. Tanda ini terbuat dari tembaga. Juga, Anda perlu menghindari penggunaan pasta solder karena dapat meleleh selama tegangan permukaan. Ini menyebabkan kerusakan pada klem pada jangka panjang.

Lagi, jika Anda menjalankan produksi volume tinggi, mungkin hemat waktu dan biaya jika Anda mempertimbangkan penyelarasan optik. Anda juga perlu berinvestasi dalam mesin khusus dengan kemampuan untuk menyelaraskan semua pada pad PCB.

Standar Joint Solder BGA Terbaik

Ada standar joint solder BGA spesifik yang harus Anda patuhi jika Anda ingin melakukan penyinjauan BGA pada PCB selama rangkaian SMT. Misalnya, joint solder BGA yang memiliki rongga di dalamnya menyebabkan banyak kegagalan. Mereka juga kemungkinan akan memiliki masalah teknis mahal lainnya pada jangka panjang.

Misalnya, menurut standar penyinjauan BGA IPC, jika sulit untuk menghindari rongga pada pad, lubang tersebut tidak boleh lebih besar dari 10% dari luas bola solder. Dengan kata lain, terowongan pada pad tidak boleh lebih besar dari 30% dibandingkan diameter bola solder. Untuk memastikan hasil yang baik, Anda mungkin harus tetap pada standar industri yang dapat diterima mengenai joint solder BGA.

Perbaikan Ulang BGA

Seperti yang mungkin Anda ketahui, agak memberatkan untuk melakukan perbaikan ulang BGA. Namun menjadi lebih mudah jika Anda memiliki peralatan khusus yang tersedia. Namun, jika Anda harus mengembalikan produk Anda untuk perbaikan, maka tidak ada alasan untuk khawatir. Kerja perbaikan dimulai dengan memanaskan komponen BGA terlebih dahulu. Ini memastikan bahwa Anda melelehkan bagian di bawahnya.

Stasiun perbaikan khusus ideal selama perbaikan. Ini juga sempurna untuk proses yang memberatkan yang terdiri dari peralatan khusus seperti pemanas inframerah, perangkat vakum, dan monitor termokopel. Di sini, perhatian besar diperlukan untuk memastikan penghapusan komponen BGA saja. Kesalahan kecil dapat merusak seluruh papan.

Perbaikan Ulang BGA

Seperti yang mungkin Anda ketahui, agak memberatkan untuk melakukan perbaikan ulang BGA. Namun menjadi lebih mudah jika Anda memiliki peralatan khusus yang tersedia. Namun, jika Anda harus mengembalikan produk Anda untuk perbaikan, maka tidak ada alasan untuk khawatir. Kerja perbaikan dimulai dengan memanaskan komponen BGA terlebih dahulu. Ini memastikan bahwa Anda melelehkan bagian di bawahnya.

Stasiun perbaikan khusus ideal selama perbaikan. Ini juga sempurna untuk proses yang memberatkan yang terdiri dari peralatan khusus seperti pemanas inframerah, perangkat vakum, dan monitor termokopel. Di sini, perhatian besar diperlukan untuk memastikan penghapusan komponen BGA saja. Kesalahan kecil dapat merusak seluruh papan.