Co způsobuje zkraty v rozích BGA?

Na stránkách Circuit Insight byl v rubrice „Ask the Experts“ zodpovězen zajímavý dotaz: Co způsobuje zkraty v rozích nového, ještě nepoužitého BGA a jak tomu zabránit? Je možné takovou součástku znovu použít?

Z odpovědí odborníků z různých amerických firem přinášíme několik nejzajímavějších závěrů:

• Z popisu se zdá, že teplotní profil na horní straně byl příliš agresivní, což způsobilo zvlnění BGA pouzdra. Obvodové pájecí kuličky BGA se tak tavily dříve než kuličky uprostřed a způsobily zkrat mezi vývody.
• – Ano, i takto poškozené BGA lze znovu použít. Po odstranění součástky z desky je potřeba odstranit (desolder) staré kuličky, znovu je vytvořit (reball) a prohřát celé pouzdro (bake it).
• – Zvlnění bývá způsobené teplotními rozdíly napříč součástkou nebo deskou plošných spojů (event. obou). Součástky i deska jsou složeny z různých materiálů, které se při téže teplotě různě roztahují a vzniklé pnutí způsobuje prohnutí.
• – Je potřeba kontrolovat teplotní profil při reflow procesu, aby nenastalo prohnutí či pokles pouzdra natolik, že v rozích vznikne zkrat.
• – Někdy je důvodem pro zvlnění BGA pouzdra vlhkost v součástce. Při pájení v ní potom vzniká velké pnutí, které může způsobit až extrémní zvlnění BGA pouzdra. Proto je potřeba u BGA dbát na dodržení předpisů a doporučení pro práci s nimi, jako např. skladování. Pokud si člověk není jistý, je potřeba nechat BGA součástky vysušit.
• – Popsaný problém lze vyřešit tak, že se v rozích velkých BGA použijí podložky TrueHeight™ Spacer od firmy Alpha Assembly Solutions, které podpírají rohy BGA během reflow procesu. Tyto podložky jsou pevné a zůstávají připájené ve svých pozicích.

Obr. 1 Prohnutí BGA během reflow bez podpor a s použitím podložek TrueHeight™ Spacer
od Alpha Assembly Solutions (vpravo).
Shora dolů: před, během a po reflow.
U BGA bez podpor může dojít prohnutím ke zkratu obvodových kuliček (červeně).