Як уникнути великого навантаження при депанелізації плат з BGA

18.10.2023 |

Які найкращі та найбезпечніші методи депаналізації друкованих плат із компонентами BGA?

Всі компоненти і паяні з’єднання повинні бути захищені від напруги, яка виникає в результаті вигину встановленої друкованої плати на етапі депаналізації. Особливо чутливі до пошкоджень невеликі керамічні конденсатори, BGA, LGA або QFN.

Ларрі Харман (Larry Harman), інженер SMT з фірми ACDi, має цікавий коментар на цю тему: «Щільність упаковки компонентів на друкованих платах постійно зростає, і 2-3 тисячі штук на платі стають нормою. Депанелювання друкованих плат стає все більш критичним кроком під час монтажу складних плат, які мають дедалі менші кроки, більше шарів і більшу товщину.

Депанелізація створює механічні навантаження на друковану плату, що може спричинити електричний збій або перешкодити роботі виробу. Основною проблемою друкованої плати є розшарування країв, що виникає в результаті впливу зовнішніх сил під час депаналізації. Розшаровування друкованої плати може безпосередньо піддавати плату впливу вологи або рідин, а також деформувати її поверхню.

Серед потенційних проблем, спричинених розшаруванням, найбільше занепокоєння для BGA викликає викривлення поверхні. Нерівності поверхні змінюють компланарність BGA, автоматично спричиняючи надмірну напругу розтягування на паяному з’єднанні кулька-контактна площадка. […] Загалом, за звичайних умов розшарування є незворотними, і хоча стандарти IPC 7711 і 7721 описують процедури ремонту, вони дуже дорогі та затягують монтаж.

Отже, ключ до успіху полягає в мінімізації стресу під час депаналізації. Лазерне різання та фрезерування є найменш «травматичними» методами депаналізації друкованих плат з BGA і зменшують або навіть повністю усувають проблему розшарування плат».

Карлос Бурас (Carlos Bouras), генеральний менеджер Nordson SELECT, також розповідає про можливі ризики на етапі депаналізації: «Якщо компоненти розташовані біля краю плати, то під час  процесу депанелізації в паяних з’єднаннях BGA або мікро-BGA можуть з’являтися випадкові, довільно розташовані зазори. Згинання плати під час процесу депаналізації піддає її механічному навантаженню, особливо зовнішні краї BGA-компонента, а кульки, розташовані по її периметру, і кутові кульки піддаються найбільшому навантаженню, про що свідчить нерівномірний розподіл тріщин в результаті механічних навантажень.

V-подібні панелі зазвичай відокремлюються вручну, що створює навантаження на друковану плату, особливо на стику між платою та BGA. Щоб мінімізувати ці напруги, депаналізаційні пристрої повинні бути розроблені таким чином, щоб повністю підтримувати плату з обох сторін канавки.

Популярні обертові ножі для депанелювання (виглядають як «ножі для піци») також можуть створювати надмірне навантаження на BGA, особливо якщо він знаходиться надто близько до краю друкованої плати. Найбезпечніший спосіб відокремлення панелей – це використання автоматичної фрези для відокремлення окремих плат, що зазвичай відбувається повільніше, ніж ламання чи різання, але є найкращим варіантом для забезпечення цілісності з’єднання плати та BGA».

Карлос Бурас також зазначає, що тріщини BGA також можуть виникнути під час тестування ICT. Це відбувається в разі неправильної посадки системи на кріплення, що часто додатково викликає необхідність повторного тестування, а отже, і повторні механічні навантаження.

Звичайно, ще одним варіантом є лазерна депаналізація, яка на сьогоднішній день є найбільш м’яким методом розділення друкованих плат. Це технологія вільна від будь-яких механічних навантажень, які негативно впливають на паяні з’єднання або чутливі компоненти. ЇЇ використання дозволяє розташувати компоненти набагато ближче до краю друкованої плати, максимізуючи корисну площу на платі.

За матеріалами сайту https://tek.info.pl