фиксация корпуса BGA перед пайкой, как это делается на mass production? Опции

[Димыч]

Уважаемые специалисты,

подскажите, пожалуйста, как фиксируется корпус BGA на плате перед отправкой оной в печь?

Положим, что pick-n-place машина стоит на некотором расстоянии от печки и до неё платы должны доехать на тележке или конвейерной ленте.
Если чип никак не закрепить, он просто отвалистся или сместится. С другими компонентами просто - они держатся на нанесённой до этого паяльной пасте. Но под BGA паяльную пасту - по уму - наносить нельзя, т.к. возникнет избыток припоя и последующие за пайкой замыкания.

Как решается вопрос?

Спасибо!

[Corvus]

Но под BGA паяльную пасту - по уму - наносить нельзя

Внезапно. Чем обоснован данный тезис?

[Uree]

Не знаю, с чего вдруг "по уму" стало нельзя наносить пасту под BGA. Всегда она туда наносится.

[Aner]

Наносится паста всегда через трафарет по стандарту. Ума не нужно, делайте все по технологии, хотябы IPC. Именно паста удеживает чип с BGA за счёт прилипания. Пайка BGA без пасты через флюс возможна, на это за пределами стандарта, чисто ремонтный вариант или мелкосерийка, тестовые платы. Хотя не проблема купить на али нужные трафареты.

[Димыч]

Ok, спасибо за ответы!
Aner, подскажите, пожалуйста, ссылку на главу стандарта, где описывается пайка BGA.
На знакомом предприятии - как они взялись паять BGA на пасту, 30% брака из-за закороток пот чипом, хотя термопрофиль соблюдается, флюсы какие надо и т.д.

[Aner]

Ok, спасибо за ответы!
Aner, подскажите, пожалуйста, ссылку на главу стандарта, где описывается пайка BGA.
На знакомом предприятии - как они взялись паять BGA на пасту, 30% брака из-за закороток пот чипом, хотя термопрофиль соблюдается, флюсы какие надо и т.д.

Начните хотябы со старого стандарта IPC-7095B, IPC-7095C. За последнии ~ лет 10 или более не наблюдал ни разу на нескольких предприятиях брака из-за закороток под BGA чипом!
Проблемы были в основном из-за специфического непропая, образования зазора между шариком и пастой; проблема пасты.
Проблемы могут быть и из-за несоответствия площадок на плате, толщины трафарета, пасты и много еще чего. Но больше проблем с запайкой безвыводных чипов чем с BGA. Закоротки под чипом ранее были из-за избытка пасты, не соответствия пасты, плохого трафарета.

[bigor]

На знакомом предприятии - как они взялись паять BGA на пасту, 30% брака из-за закороток пот чипом, хотя термопрофиль соблюдается, флюсы какие надо и т.д.

- неправильно спроектированы пады,
- завышенные апертуры в трафарете,
- избыточная толщина трафарета,
- ошибки установки корпуса на плату (смещение, усилие),
- размазывание пасты при снятии трафарета,
- неправильно подобрана паста/ракель...
Причин может быть много, и не одна.
Нужно смотреть на на все (весь техпроцесс) в комплексе.
BGA паяются уже давно и успешно. Закоротки под чипами - это не от того что чип такой (простой, на самом деле), а от несоблюдения технологии монтажа и/или технолгии проектирования платы.

[Lmx2315]

вот тут https://www.youtube.com/watch?v=6sc9X_N-kM4 смотрю монтаж BGA, на 6 минуте ставят микруху на флюс без паяльных паст, трафаретов и ракелей .
Было бы любопытно - если кто прокомментирует.

[ZZmey]

Ставят на демо-плату из набора для отработки навыков ремонта BGA.
В серии не вариант.

[bigor]

Было бы любопытно - если кто прокомментирует.

И я когда то прототипы похожим образом паял - на флюс-гель. Это допустимо, если нужно побыстрому запустить плату.

В серии не вариант.

Не технологично, прежде всего.
И с надежностью после пайки есть определенные проблемы.

[a123-flex]

- неправильно спроектированы пады,
- завышенные апертуры в трафарете,
- избыточная толщина трафарета,
- ошибки установки корпуса на плату (смещение, усилие),
- размазывание пасты при снятии трафарета,
- неправильно подобрана паста/ракель...
Причин может быть много, и не одна.
Нужно смотреть на на все (весь техпроцесс) в комплексе.
BGA паяются уже давно и успешно. Закоротки под чипами - это не от того что чип такой (простой, на самом деле), а от несоблюдения технологии монтажа и/или технолгии проектирования платы.

И с надежностью после пайки есть определенные проблемы.

Нельзя ли поподробнее ?

[Flood]

Было бы любопытно - если кто прокомментирует.

Это ремонтный (или радиолюбительский) процесс. Установка BGA на предварительно пролуженную (или бушную) плату точно не требует пасты. А при производстве новых - только паста.
Правда, я сомневаюсь, что липкости пасты хватит, чтобы удержать BGA, которые часто бывают весьма тяжелыми, от смещения, допустим, при ударе или тряске заготовки. А при плавном перемещении платы массы чипа и так достаточно, чтобы он никуда не поехал. Паста максимум что удержит чип от смещения при небольшом наклоне.

[ZZmey]

Это ремонтный (или радиолюбительский) процесс. Установка BGA на предварительно пролуженную (или бушную) плату точно не требует пасты. А при производстве новых - только паста.
Правда, я сомневаюсь, что липкости пасты хватит, чтобы удержать BGA, которые часто бывают весьма тяжелыми, от смещения, допустим, при ударе или тряске заготовки. А при плавном перемещении платы массы чипа и так достаточно, чтобы он никуда не поехал. Паста максимум что удержит чип от смещения при небольшом наклоне.

А зачем заготовку ударять или трясти? При монтаже на линии таких воздействий нет.

[Димыч]

Aner, bigor,

Большое спасибо за комментарии и соображения/рекомендации по вопросу.
В целом очень помогли! Будем разбираться

[bigor]

Нельзя ли поподробнее ?

Можно. Но в рамках форума - это сделать трудно.
Все же по этой теме куча народу когдато сочинило множетво литературы...
В двух словах - при монтаже BGA на пасту паяные соединения имеют ярковыраженную бочкообразную форму

При монтаже без пасты - "бочка" приплюснута или вообще вырождена

Разница в том, что в первом варианте, при остывании на заключительном этапе оплавления, сначала "прихватываются" области припоя возле падов (на плате и на подложке, поскольку корпуса и плата остывают чуть быстрее чем сами шары), а делее процесс перехода расплава в тывердую фазу идет к центру бочки. Все примеси, которые есть в паяном соединении, а главное, воидсы смещаются вдоль границы тверда-жидкая среда (зонный эффект) также к центру.
Таким образом самые уязвимые места - область контакта пада (на плате и на подложке) с припоем остаются чистыми, без трещинок, воидсов и загрязнений. Примеси в этой области являются причиной растрескивания паяных соединений в прецессе эксплуатации при термоциклировании, поскольку эти области неоднородны изначально.
Во втором случае, особенно при вырожденной "бочке" вероятность трещин и воидсов в области контакта весьма высока.

Это приводит к возникновению спорадических отказов, которые тяжело отследить.

Второе - пайка без пасты может породить проблему несмачиваемости, особенно если профиль пайки и флюс не "дружат" - флюс выкипел раньше начала оплавления шара, что весьма часто встречается при безсвинцовых шарах.

Третье - разброс (технологический) при нанесении шаров, порождает проблему, когда несколько шаров (особенно близко к краю подложки при большом размере корпуса) просто не касаются платы. Приблизительно так

Ведь подложка BGA деформируется при нагревании - ее края немного приподымаются по отношению к центральной части. Работает эффект разных ТКЛР для материала подложки и для материала компаунда, которым кристал залит.