Наша компания предоставляет услуги по замене шариков BGA, а роботизированная система, настроенная на одну динамическую волну, в достаточной степени очистит устройства от бессвинцового припоя перед реболлингом. Чистоту ванны припоя необходимо регулярно проверять в соответствии со стандартом J-Std-001.
XRF-тестирование может быть завершено после удаления шарика и повторного шарика для проверки состава Sn/Pb в контактных площадках и новых сферах; Многие клиенты по спецификациям BGA Re-Ball требуют, чтобы этот этап тестирования был завершен после обработки.
В некоторых случаях клиенты также оговаривают, что одно устройство будет разрезано (DPA, разрушающий физический анализ) с использованием сканирующего электронного микроскопа в качестве дополнительной проверки состава новой сферы. Допустимые пределы, связанные с чистотой припоя в сплаве Sn63Pb37 с содержанием олова ±1,5%, указаны в разделе 3.2.2 и таблице 3-1 документа J-STD-001.
Все пользователи должны проверять свои процессы, поскольку температура, сплавы и время — все это факторы, влияющие на скорость растворения при использовании процесса динамического погружения припоя.
Bob LePage, Sales Engineer, Circuit Technology Center
По моему мнению, дополнительный термический цикл окажет гораздо более негативное воздействие на BGA, чем остатки серебра и меди из исходных межсоединений SAC305. Остатки не будут значительными.
Rick Kompelien, Principal Product Engineer, Benchmark Electronics, Inc.
Проблема заключается в том, что по мере загрязнения сплава в ванне для зачистки припоем, не содержащим свинца, оставшийся припой также будет загрязнен.
Один из способов взглянуть на это — изучить экстремальные условия, когда все содержимое десорбционной ванны было заменено сплавом, не содержащим свинца. Сделаем некоторые общие предположения о геометрии площадки и размере шарика, используя типичные размеры BGA с шагом 0,050 дюйма:
— Диаметр колодки 0,018 дюйма.
— Средняя толщина припоя на контактной площадке после удаления 0,0007 дюйма.
— Сменный шарик диаметром 0,025 дюйма.
Основываясь на вышеизложенных предположениях, я подсчитал, что в худшем случае окончательный состав шара будет следующим:
Sn — 64,17%
Свинец — 35,71%
Ag — 0,10%
Медь — 0,02%
Уровень загрязнения Ag будет максимальным согласно J-Std-001, а уровень Cu по-прежнему будет приемлемым. Однако состав Sn и Pb изменится больше, чем разрешено J-Std-006. Максимально допустимое отклонение для Sn и Pb составляет 0,5%.
Наблюдаемый сдвиг будет чуть более чем в 2 раза превышать допустимый сдвиг, поэтому ванну придется сильно загрязнить (около 40% сплава, не содержащего свинца), чтобы конечный сплав вышел за пределы спецификации. Это консервативный подход, поскольку я (намеренно) не учел объем паяльной пасты при окончательной сборке, что в небольшой степени сместило бы сплав назад к номинальному значению.
Кроме того, если реболлер использует воздушный нож, оставшаяся толщина припоя может быть меньше, чем в приведенном выше примере.
Fritz Byle, Process Engineer, Astronautics
Я не видел такого метода удаления излишков припоя перед повторной процедурой, но использование флюса, распыляемого на поверхность, и воздействие динамических волн удалит любой излишек припоя. Чтобы сделать это дважды, необходимо проверить, какой контроль процесса они используют, чтобы определить, что одного прохода достаточно.
Robert Freid, President and Founder, Contract Manufacturing Consultants, Inc.
SAC305 (96,5Sn/3,0Ag/0,5Cu) в основном состоит из олова. Материалом, который в первую очередь создает связь между бессвинцовым и обычным припоем, является олово. Таким образом, в процессе сборки материал, который вы снова наносите на BGA, будет иметь разное процентное содержание Sn/Pb.
По мере обработки BGA процентное содержание Sn/Pb в ванне меняется. Объем припоя в «котле» по сравнению с объемом припоя на BGA имеет решающее значение, потому что, если бы все было одинаково, ваш новый припой состоял бы из 79,75% Sn, 18,5% Pb и 1,75% остальных. Но они не равны, поскольку объем ванны припоя намного превышает общий объем всех шариков BGA.
Если вас это беспокоит, я рекомендую протестировать после обработки материал шариков (а не ванны), чтобы проверить состав Sn/Pb +. Я бы протестировал их в конце процедуры, так как в процессе обработки состав припоя меняется. Надеюсь это поможет.
Larry Harman, SMT Engineer, ACDi
Хотя для удаления шариков бессвинцового припоя BGA перед процессом повторного нанесения можно использовать одну динамическую волну, рекомендуется использовать процесс двойной динамической волны, чтобы гарантировать полное удаление всего бессвинцового припоя вместе с любыми органическими остатками. и что увеличение количества используемого в перый раз флюса и накопление золота не переносятся во вторую «ванну».
Стандарт ANSI/GEIA-STD-0006 требует, чтобы все автоматические и полуавтоматические устройства для погружения припоя использовали систему с двумя ваннами для припоя именно по этой конкретной причине, чтобы избежать перекрестного загрязнения.
Carlos Bouras, General Manager, Nordson SELECT
Комментарии читателей
Что необходимо сделать, так это создать правильный интерметаллид SN63. Я думаю, что одного прохода будет достаточно, если волна будет достаточно «агрессивна», чтобы «почистить» поверхность. На самом деле единственный способ сказать наверняка — это анализ поперечного сечения и проверка интерметаллида.
Kelly Atay, Sunstone Circuits
Еще пара вещей, о которых стоит подумать… GEIA-STD-0006 действительно указывает на использование системы с двумя ваннами для припоя при полностью автоматическом процессе, а полуавтоматические машины используют систему с двумя ваннами, чтобы избежать перекрестного загрязнения.
Я бы попросил поставщика услуги реболлинга предоставить объективные доказательства того, что он недавно проверил сплав в своей волне. Этот метод удаления шариков припоя без участия рук может привести к повторному тепловому «прессингу», потенциально снижающему надежность компонента. Вы действительно хотите это сделать?
Bob Wettermann, BEST Inc
Подробнее в Обсуждении. Еще статьи по теме монтажа и изготовления печатных плат: