Монтаж компонентов типоразмера 030015 и другие возможности производственной базы А-КОНТРАКТ с новыми установщиками ASM Siplace SX2

|   Новости А-КОНТРАКТ

На производственной площадке А-КОНТРАКТ завершилась инсталляция и наладка новых автоматов ASM Siplace SX2 с программным обеспечением ASM Works,...

Далее

А-КОНТРАКТ: мы внедряем Индустрию 4.0 в контрактное производство электроники

|   Статьи А-КОНТРАКТ

В журнале "Компоненты и Технологии" №8, 2021 было опубликовано интервью с руководителями А-КОНТРАКТ, Максимом Поляничко и Сергеем Фёдоровым. Статья...

Далее

Замена одного шарика BGA. Часть 2

автор Дэн Лили (Dan Lilie) | |   Новости и обзоры отрасли

Повреждения даже одного шарика BGA достаточно, чтобы вся микросхема оказалась непригодна к использованию. Возможность заменить этот единственный шарик позволяет спасти весь корпус. Это особенно важно в тех случаях, когда компонент очень дорогой или его замена невозможна. То есть тогда, когда ремонт является более целесообразным, чем ожидание замены компонента.

Подготовка

В идеале компонент готовится с термопарами для калибровки профилей для процессов ремонта. Серии испытаний позволяют гарантировать качество и повторяемость. Подготовка может быть, как без повреждения образца (неразрушающей), так и с повреждением (разрушающей). У обоих методов есть свои преимущества и недостатки, которые необходимо учитывать в каждом конкретном случае.

В неразрушающем методе термопары фиксируются в точке пайки термостойкой полиимидной клейкой лентой. В разрушающем методе плата или компонент просверливаются, а термопары закрепляются с помощью клея для поверхностного монтажа.  

  • Неразрушающий метод

Преимущества: экономия времени, многоразовая плата.

Недостатки: неточность (контакт может быть потерян), низкая повторяемость.

 

  • Разрушающий метод

Преимущества: высокая повторяемость, хорошее тепловое соединение термопары.

Недостатки: разрушение модуля, затратный по времени.

Фиксация компонента

Насколько разнообразными могут быть диаметры шариков BGA и расстояния между ними (шаг), настолько же разнообразными могут быть и размеры самого компонента – от больших дочерних плат до маленьких μBGA всего лишь с четырьмя контактами. Модуль реболлинга идеально подходит для безопасной фиксации большого разнообразия компонентов во время процесса. Он позволяет фиксировать большие и маленькие компоненты в специальной рамке с помощью вакуума.

Рис. 4: Модуль реболлинга (слева) и специализированная рамка с компонентом (справа)

Рис. 4: Модуль реболлинга (слева) и специализированная рамка с компонентом (справа)

Для дальнейшей обработки отдельные контакты должны быть расплавлены. Чтобы избежать перегрева, в соответствии с рекомендациями IPC/JEDEC, сперва необходимо снять термопрофиль.

Рис. 5: Пример профиля пайки

Рис. 5: Пример профиля пайки

Очень маленькие шарики BGA особенно подвержены окислению – в результате чего шарики припоя не смачивают площадки во время слишком длительных процессов. Следовательно, рекомендуется делать процессы как можно короче.

Контроль процесса и фиксированные температурные профили гарантируют, что каждый раз поддерживаются одни и те же температуры и компонент не будет перегреваться.

Дополнительная обработка

Для поддержания высокого качества очистки поверхности и хорошей смачиваемости следует использовать пайку в азоте. В зависимости от требований и степени окисления остатков припоя можно применять дополнительное флюсование.

ДЕТАЛЬНОЕ ОПИСАНИЕ ЭТАПОВ РАБОТЫ

Удаление остатков припоя

Перед тем, как новый шарик припоя будет припаян, необходимо удалить остатки припоя с площадки. На первом этапе для позиционирования компонента относительно насадки используется наложенное изображение системы визуального позиционирования FINEPLACER®. После этого можно начинать нагрев. Припой плавится (профиль удаления припоя), жидкий припой отсасывается вакуумом с помощью отсасывающей насадки. Насадки для удаления припоя бывают от круглых с диаметром 0,1 мм до широких, размером 51 мм. Удаление припоя может производиться контактным или бесконтактным способом. Для лучшего результата рекомендуется использовать флюс и/или азот.

Рис. 6: Площадка после удаления остатков припоя

Рис. 6: Площадка после удаления остатков припоя

Рис. 7: Результат под лазерным микроскопом

Рис. 7: Результат под лазерным микроскопом

Применение флюса

Перед тем, как новый шарик будет припаян, очень важно нанести свежий флюс. Это необходимо, чтобы удержать шарик в нужном положении и повысить смачиваемость.

Нанесение флюса может производиться разными способами. Наиболее распространенные методы:

  • Капельное дозирование (Dispensing)

Преимущества: гибкий.

Недостатки: затратный по времени.

  • Погружение (Dipping)

Преимущества: быстрый, высокая воспроизводимость.

Недостатки: нанесение флюса ограничено.

Рис. 8. Погружение шарика припоя

Рис. 8. Погружение шарика припоя

Какой метод лучше - зависит от внешних факторов, таких как размер партии, диаметр шариков припоя и возможность реализации.

 

Пайка

После успешного нанесения флюса можно впаивать новый шарик припоя. Позиционирование относительно площадок выполняется с использованием оптической системы, которая может совместить шарик и «целевую контактную площадку» с помощью наложения их изображений. Когда шарик размещен на контактной площадке, он приклеивается к ней благодаря флюсу, и вакуум можно отключить.

Для пайки можно использовать ту же паяльную насадку и похожий профиль, что и для процесса выпаивания. Единственное существенное изменение – это дополнительная стадия охлаждения, чтобы дать шарику снова затвердеть.

» Захватите шарик в насадке

» Разместите шарик припоя в требуемую позицию с помощью наложения изображений

» Во время тепловой обработки (пайки), шарик самопозиционируется на площадке автоматически.

Рис. 9: Размещение шарика припоя

Рис. 9: Размещение шарика припоя

Рис. 10: Результат после пайки

Рис. 10: Результат после пайки

Рис. 11: Оценка результата

Рис. 11: Оценка результата

Проверка

После пайки чип и оборудование должны быть очищены от остатков флюса и других загрязнений. Важно проинспектировать паяные соединения под микроскопом; более точные данные можно получить с помощью рентгеновского и электрического тестирования.

 

© Finetech | www.finetech.de

 

 

Назад