PCB技術 - 回路基板の鉛フリーはんだ付け用BGA

鉛フリーはんだ用BGエー 回路基板

1. BGA for lead-free soldering
(1), the lead-free BGA specification remains the same

As explained in the previous article, 鉛フリーはんだ付けの基本設計は現在のリード法に依拠できる, そして、それはNSMD PCB 応力の蓄積を減らすはんだ付けパッド. しかし, すず銀銅サックのより高いはんだ付け温度のため, 耐熱性BGAのより良い配置を注意深く検討する必要がある PCB. 一般に, 各種板の溶接について, プレートの縁はプレートのそれより約5～15℃高い. 一般に, 大きなBGAは、簡単に水を吸収するだけではない, しかし、高温でも大きな熱応力の影響を受ける. これらの大きな部品を板の脇に置くのはベストです. 一旦大きなBGAが配線困難のために板の側に置かれなければならないならば, 損傷を避けるために溶接条件をより厳しく制御しなければならない.

（2）鉛フリーBGAは運転と検査にもっと注意を払わなければならない

より円滑に温度を上昇させることを容易にするために、リフローユニットの加熱ゾーンはリード線よりも加熱されなければならない。可能であれば、OSPのための溶融溶接のためのホット窒素に切り替えるには、より良い歩留まりが良いでしょう。BGAの損傷を低減するために、第1の製品（第1の節目）の試験溶接を行う際には、BGAの本体の底部近傍に、Profier 1 er実物熱検出器の感温線（熱電対）を取り付ける必要がある。大部分の加熱が温度限界を超えたかどうかを知るために、通常、ボディの温度はボールの5℃より高い。

無鉛ボールピンの外観及びはんだ接続をよりよく理解するために、特別な側面図顕微鏡を使用して外袋ボールピンの表面特徴を検査することができる。

(3) Responses during the transition period

BGAから完全無鉛への移行期間（例えば、販売されている大型機のフォローアップメンテナンスなど）において、3つの部材が最初にハンダペーストを鉛フリーのSACに変更した場合には、一般的に「フォワードマッチング」と呼ばれる。ピンがLFに変更されるとき、最初にボールが変わるならば、それは「逆のマッチング」と呼ばれています、そして、他の2 -半セットの鉛フリーはんだ付け。しかし、これら2つの都合の良い処置は必然的に「鉛汚染」の結果につながり、界面割れのトラブルは起こりやすい。

今は、唯一の例としてペーストではなく、ボールを置き換える半鉛フリーのものを取る。はんだ付け工程中にペーストが完全に溶融するが、ボールがまだ完全に溶融していない場合、ペースト中のリード線は無鉛ボールに拡散し、各キャラクタの境界（結晶粒界）に集中し、全体的なはんだ接合部の構造的不均一性と不安定性となる。次の図はこの現象を示しています。

BGA鉛フリーはんだは、2つの主要な欠点を有する一つは、SACピンが完全に溶けないことです, 自己アラインメント性能を悪くするだけではない, しかし、インターフェイス割れの危機を隠す. 番目は、サックボールが完全に溶けていないということです, so that when the ball collapses (Ball Collapse) is not enough, cracks (Open) between the ball and the solder paste are often caused.

2. BGA後の修復/CSP assembly
Once a small number of defects are found in the assembled PCBA, もちろん, 高価なアセンブリボードを廃棄することはできません代わりに, 必要な再工事及び交換をしなければならない. この時に, 不良BGA/CSPコンポーネントは PCB 表面, そして、良質の新しい部品は出荷のために代わりにはんだ付けされなければなりません. このような非常に困難な修理や再加工は、もちろん、深刻な損失を避けるために洗練されたプロのツールと身近な技術を使用する必要があります. 以下に一般的な修復方法を示す。

( 1 )破損した部分を新しいものに取り除いて加熱・脱離する

組み立てられたボードの部分的なハンダ付けのための一般の方法は、以下を含む。より複雑な熱風タイプの対流法前者は、様々な拡張及びピン部品、または両端にキャップを有する受動部品を目的とする。適切な電力の鉄チップは、建設中に半田を加熱および輸送するためのツールとして使用すべきである。慎重に特別なプライヤーで未はんだの古い部品を削除し、慎重に元のバッキング面に新しい部品を溶接します。

(2) The lack of thermal conductivity and hot air

（1）単純部品の重工業

熱伝導（伝導）はんだ付け方法は簡単で、安くて、学ぶのが簡単で、速く作動することです。それはしばしばQFP、PLCC、またはいくつかの離散的な受動部品の頑丈な交換に使用されます。この方法の欠点は、それが技術者のスキルに大きく依存していることであり、それが簡単に加熱された場合、コンポーネントやプレート上のスケールを引き起こすのは簡単です。より高いパワーを有するはんだ付け用のアイロンは、ボード上のはんだパッドが離れて浮くこともある。調節可能な力（力またはワット）と自己調節可能な鉄の先端（ヒント）のような特別な器材は、パッドの異なるサイズの建設を容易にするのに用いられなければなりません。例えば、MetcalからのSinait熱は、良い商業的なツールです。

2）BGA／CSPの重工業

エリアアレイボールフィートのbga／cspは，対流加熱ツールのみを使用してより複雑な修理を行うことができる。これらの洗練された特殊機器は非常に高価であり、彼らの熱い空気の流れと温度はまた、ランダムに調整することができますが、工事中に他の近くのコンポーネントを損傷しないように注意しなければならない。高価格のBGAのために、新しいはんだは新しい部品を再はんだ付けするときに使わなければなりません、そして、新しいはんだ継ぎ手の完全な金属詳細を確実にするために、元のパッド表面の上のすべての古い錫を取り除かなければなりません。

このとき、特殊な中空の編組線又は薄い銅線で編んだワイヤを使用して、クッション表面の溶融錫を吸収することができる。必要に応じて、正確な歯科医の研削ツールやサンドペーパーを使用して、事前に銅パッドをきれいにする溶剤を使用してください。銅表面に成長したIMCを完全に除去し、その後のはんだ接合部の強度及び信頼性を確保する必要がある。

（3）はんだペースト及びレゾルダの再プリント

ハンダペーストを特殊な印刷版ではんだパッド領域に再印刷し，次いで新しいga／cspを位置決めしたはんだペーストに精密アラインメント装置で載置し，熱風でしっかりはんだ付けする。パッドとプレートの間のCTEの違いに起因する剪断損傷を減らすために一度行われなければならないことに注意してください。bga／csp重工業に適用される熱は，一般的な小部品のそれよりもはるかに高いので，建設に特に注意する必要がある。作業終了後、透視検査を行うことにより、腹部底の内球が適切に溶接されていることを確認する必要がある。