文章详情

当今快速发展的行业中前沿元件 BGA、QFN 和 LED 的返工挑战

由 METCAL奥科 高级产品应用经理 Paul Wood 介绍

电子装配行业继续面临与 BGA、QFN 和 LED 封装相关的挑战。消费者对更高性能的需求推动了变革，从而导致更高的组件密度。印刷电路板上的元件密度随着元件复杂性的相应增加和间距的减小而持续降低。这些行业趋势的典型例子是智能手机、平板电脑和可穿戴设备。

在现代生产线中，这些设备的复杂性促使制造商在使用新电路板时依靠自动化设备和严格的生产流程来控制变量，例如焊膏沉积量、回流时间和元件放置。然而，在返工场景中，控制移除和更换一个组件所需的所有变量是一项挑战。与焊接这些设备有关的每个变量都在单独的基础上进行管理。

许多返工流程仍然是手动的，从热风笔到自动返工机。这些工具需要在个人层面上复制生产过程。在 14 平方毫米的封装尺寸中，BGA 上多达一千个焊球和 0.35 毫米间距正变得比 0.4 毫米或 0.5 毫米更常见。QFN 传统上由于其出色的热特性而难以返工。具有 0.35 毫米间距和周边双排端子以及中间各种尺寸接地焊盘的 QFN 越来越普遍。LED 技术取得了长足的进步，在当今领先的印刷电路板中封装尺寸更大，功率输出更高。更高的瓦数输出需要使用金属背板来散热。将背板要求与温度相对较低的镜头进行对比，挑战就变得显而易见了。这在返工时需要更多的热能，而不会熔化 LED 的外壳。这与 LED 刚成为主流时的情况不同。

Paul Wood 是 BGA/CSP/Array 封装返修领域的行业专家。他在 OK International 的 METCAL奥科 部门工作了 4年，并在电子组装行业拥有 43 年的经验，利用他在全球返工方面的经验，使电子组装制造商始终处于技术前沿。Paul 是高级产品应用经理，专门从事新技术返工应用。他还是使用无铅高级 BGA 封装返修设备的专家。他与组件制造商和高级包装专业人士广泛合作，以寻找最新的返工解决方案，并将新工艺融入他们的返工系统设计中。

降低手工焊接的风险

由 Robert Roush 主讲，METCAL奥科 产品支持工程师

焊接是通过金属间化合物 （IMC） 粘合金属表面。热能传递、助焊剂化学和焊料化学之间的相互作用会产生焊料键合或焊点。今天，可靠性依赖于目视检查;操作员的经验和技能，对影响因素的控制（例如吸头几何形状、吸头温度以及过程数据的收集和分析）。

与焊点形成有关的每个因素都是一个风险因素，可能会影响吞吐量或可重复性。减轻手工焊接中的这种风险需要确定这些因素并找到解决这些问题的方法。一项新技术通过计算金属间化合物的形成来评估焊点的质量，并向操作员提供闭环反馈，改变了手工焊接中焊点的评估方式。

焊点的验证需要能够识别正确的焊料几何形状，检测焊料从固体到液体的转变，并计算金属间化合物的形成，而不会对吞吐量或可重复性产生不利影响。此外，为了有效，这种焊接连接的验证向操作员提供实时反馈，并根据响应提示操作。这项新技术的实施代表了手工焊接行业的范式转变，改变了对目视检查的依赖，以控制金属间化合物的形成。