Електронні компоненти і системи 
Чи існують особливі вимоги до депанелізації друкованих плат, що містять BGA-компоненти? Які найкращі/найбезпечніші методи депанелізації таких типів друкованих плат?
Тріщини під BGA-корпусом, які з’являються на етапі депанелізації та тестування.
Усі компоненти та їх з’єднання повинні бути захищені від навантажень, які можуть виникнути в результаті процесів депанелізації, згинання або зсуву підкладки друкованої плати. Особливо чутливі до пошкоджень такі компоненти, як невеликі керамічні конденсатори, BGA, LGA, QFN або будь-які інші компоненти з маленькими та делікатними з’єднаннями.
Фірма Ansys, виробник обладнання для SMT, у своєму блозі згадує етап депанелізації або тестування як одну з п’яти головних причин утворення тріщин. Чотири інші — це механічне напруження, що виникає на стадії конформного покриття, температурні цикли з невідповідністю коефіцієнта розширення окремих матеріалів, механічне напруження, що виникає на стадії монтажу, помилки в конструкції (включаючи неправильно розроблений механічний монтаж) і помилки пайки. Тріщини паяних з’єднань зазвичай виглядають як розриви контактних площадок або розтріскування інтерметалічного з’єднання. Утворення кратерів контактних площадок — це тріщина в шарі ламінату безпосередньо під мідним шаром. З іншого боку, інтерметалічний шар — це область, де мідний шар та припій об’єднуються, утворюючи Cu3Sn або Cu6Sn5 — це найбільш крихка ділянка паяного з’єднання і, отже, найбільш чутлива до перевантаження. Описана проблема зазвичай пов’язана з компонентами з малим кроком — переважно BGA — або з особливо крихкими ламінатами.
Оскільки механічні пошкодження можуть значною мірою залежати від граничних умов і геометрії друкованої плати, фірма Ansys у своїй публікації рекомендує використовувати FEM (Finite Element Method — метод скінченних елементів) для прогнозування ризику механічного перевантаження, що дозволяє кількісно оцінити деформацію та кривизну.
Ларрі Харман (Larry Harman), інженер SMT компанії ACDi, також коментує це наступним чином: «Щільність елементів на друкованих платах постійно зростає, і 2000-3000 і навіть більше компонентів у системі стають нормою. Видалення панелей друкованих плат стає все більш критичним кроком у випадку складних плат, які мають дедалі меншу ширину, більше шарів і більшу товщину.
Депанелізація спричиняє механічні навантаження на друковану плату, що може призвести до передчасної електричної несправності системи або її неправильного функціонування. Основною проблемою, спричиненою зовнішніми силами, є розшаровування країв друкованої плати, що, у свою чергу, піддає друковану плату впливу вологи, рідин і мікро рухів поверхні. З точки зору BGA-компонентів, серед потенційних проблем, спричинених відшаруванням, ці мікро поверхні є найбільшою проблемою. Зміна поверхні змінює компланарність BGA, спричиняючи надмірне напруження розтягування в паяних з’єднаннях куля-підкладка, що може негативно вплинути на продуктивність і термін служби виробу. За звичайних умов відшарування є незворотним, і хоча стандарти IPC 7711 і 7721 описують певні процедури ремонту, це дорого і збільшує час виробничого циклу. Запорукою успіху є мінімізація механічних навантажень під час депанелізації. Лазерне різання та фрезерування є «найменш травматичними» для депанелізації друкованих плат з BGA-компонентами, а також вони зменшують/усувають розшарування».
Карлос Бурас (Carlos Bouras), генеральний директор Nordson SELECT, каже наступне:
«У BGA- компонентах або micro-BGA можуть утворюватися тріщини, якщо пристрої знаходяться близько до краю плати. Згинання плати під час процесу депанелізації піддає зовнішні краї BGA — особливо кульки, розташовані на периферії та в кутах — найвищим навантаженням, про що свідчить нерівномірний розподіл тріщин.
Панелі з V-подібним фрезеруванням в більшості випадків ламаються вручну гострим краєм, що викликає напругу в самій платі та на поверхні контакту плати з BGA-компонентом. Пристосування для депанелізації повинні бути сконструйовані таким чином, щоб повністю підтримувати плату з обох боків лінії розрізу, мінімізуючи навантаження.
Популярні ножі типу ножа для різання піци також можуть створювати надмірне навантаження на мікросхеми BGA, якщо вони знаходяться надто близько до краю друкованої плати. Найбезпечнішим методом розділення панелей є використання маршрутизатора для розділення окремих плат, що зазвичай повільніше, ніж розламування чи розрізання, але є найкращим варіантом для забезпечення цілісності інтерфейсу плата-BGA.
Якщо плату неправильно встановлено в тестовому тримачі, під час перевірки схеми можуть виникнути подібні тріщини під BGA. Крім того, неправильна посадка змушує оператора повторити процедуру тестування, що призводить до ще одного непотрібного механічного впливу на друковану плату. В обох випадках, щоб забезпечити моніторинг рівнів стресу в режимі реального часу під час процесів депанелізації і випробувань, доцільно проводити випробування на деформацію».
За матеріалами сайту https://tek.info.pl
