EN
การประยุกต์ใช้การประกอบ PCBA BGA ในการประมวลผลอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์ กระบวนการประกอบ PCBA BGA ถือเป็นหนึ่งในกระบวนการหลักที่ช่วยให้สามารถผลิตแผงวงจรที่มีความหนาแน่นสูงและประสิทธิภาพสูงในกระบวนการผลิต SMT PCB เนื่องจากขนาดของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่เล็กลงอย่างต่อเนื่อง และฟังก์ชันการทำงานที่เพิ่มมากขึ้น ทำให้แพคเกจ BGA ได้รับความนิยมอย่างแพร่หลายในโทรศัพท์มือถือ อุปกรณ์ควบคุมอุตสาหกรรม อุปกรณ์ทางการแพทย์ และอิเล็กทรอนิกส์สำหรับยานยนต์
อย่างไรก็ตาม กระบวนการประกอบ BGA ในการผลิต SMT PCB อาจก่อให้เกิดปัญหาด้านเทคนิคและคุณภาพในระดับที่สูงขึ้น ซึ่งผู้ผลิตจำเป็นต้องจัดการอย่างรอบคอบ
การตรวจสอบด้วยสายตา: มีข้อจำกัดในกระบวนการประกอบ BGA
อุปสรรคในการประกอบ BGA บน PCBA คือ ข้อต่อการบัดกรีจะถูกซ่อนอยู่ใต้ตัวชิ้นส่วน โดยในขณะที่แพ็กเกจแบบเดิมใช้ขา (pins) ทำให้สามารถตรวจสอบได้ด้วยสายตา แต่ลูกบัดกรีของ BGA ไม่สามารถตรวจสอบหลังกระบวนการรีฟโลว์ได้โดยตรง ทำให้การตรวจจับข้อบกพร่องในกระบวนการผลิต PCB แบบ SMT เป็นเรื่องยากขึ้น
ผู้ผลิตจำเป็นต้องพึ่งพาเทคนิคการตรวจสอบที่ซับซ้อนมากขึ้น เช่น การตรวจสอบด้วยรังสีเอกซ์ (AXI) เพื่อระบุข้อบกพร่องต่างๆ เช่น โพรงอากาศ การลัดวงจรของเนื้อตะกั่ว หรือปริมาณตะกั่วไม่เพียงพอ และหากไม่มีเครื่องมือเหล่านี้ ข้อบกพร่องที่แฝงอยู่อาจไม่ถูกตรวจพบ จนส่งผลต่อความน่าเชื่อถือในระยะยาว
การพิมพ์เนื้อตะกั่วต้องมีความแม่นยำ
ความแม่นยำของการพิมพ์เนื้อตะกั่วมีความสำคัญอย่างยิ่งในกระบวนการผลิต PCB แบบ SMT และจะยิ่งท้าทายมากขึ้นสำหรับชิ้นส่วน BGA ที่มีระยะพิทช์เล็กและจำนวนขาจำนวนมาก การเปลี่ยนแปลงเพียงเล็กน้อยของปริมาณเนื้อตะกั่วที่พิมพ์ออกมา หรือการจัดตำแหน่งที่คลาดเคลื่อน อาจก่อให้เกิดข้อต่อขาด ลัดวงจร หรือข้อต่อการบัดกรีที่ไม่สม่ำเสมอ
เพื่อให้ได้ความเสถียร ผู้ผลิตแผงวงจรพิมพ์ (PCBA) จะต้องปรับแต่งลวดลายแม่พิมพ์ ขนาดช่องเปิด และกระบวนการพิมพ์ การบรรลุความแม่นยำในระดับนี้ทำให้กระบวนการซับซ้อนขึ้น และจำเป็นต้องควบคุมวิศวกรรมอย่างรอบคอบ
ความท้าทายในการปรับแต่งโปรไฟล์การนำกลับมาหลอมใหม่
ความสำคัญของการบัดกรีแบบรีฟโลว์ในขั้นตอนการประกอบ BGA บน PCBA มีความสำคัญมาก หากโปรไฟล์อุณหภูมิต่ำเกินไป อาจก่อให้เกิดข้อบกพร่อง เช่น รอยบัดกรีเย็น ลูกบอลบัดกรียุบตัว หรือชิ้นส่วนโก่งตัว
ประเภทของแพคเกจ BGA วัสดุแผงวงจรพิมพ์ (PCB) และโลหะผสมบัดกรีที่แตกต่างกัน อาจต้องใช้โปรไฟล์การรีฟโลว์ที่แตกต่างกัน ในกระบวนการผลิต PCB แบบ SMT อุณหภูมิสูงสุด เวลาอบสม่ำเสมอ และอัตราการเย็นตัวควรได้รับการควบคุมอย่างเหมาะสม เพื่อป้องกันความเสียหายต่อแผงวงจรและโมดูล BGA ที่ไวต่อความร้อน
แรงกระแทกจากความร้อนและการโก่งตัวของแผงวงจรพิมพ์
ความเครียดจากความร้อนสามารถทำให้เกิดการโก่งตัวของแผงวงจรพิมพ์ (PCB) ระหว่างกระบวนการรีฟโลว์ใน SMT ซึ่งจะรุนแรงมากขึ้นเมื่อมีการใช้ชิ้นส่วน BGA แม้การโก่งตัวของบอร์ดเพียงเล็กน้อยก็อาจทำให้การสัมผัสของลูกบอลบัดกรีไม่สม่ำเสมอ ส่งผลให้เกิดการเชื่อมต่อที่ไม่ต่อเนื่องและล้มเหลวก่อนกำหนด
มักเป็นจริงโดยเฉพาะกับบอร์ดที่มีจำนวนชั้นมากและซับสเตรตบางๆ ที่ใช้ในโซลูชัน PCB SMT การประกอบ BGA ขั้นสูง ควรเลือกวัสดุ PCB อย่างเหมาะสม และควบคุมกระบวนการทางความร้อนให้ดี เพื่อลดการโก่งตัวของแผ่นวงจร (Warpage) ขณะผลิต
ความท้าทายในการซ่อมแซมและบำรุงรักษา
เมื่อเปรียบเทียบกับชิ้นส่วน SMT อื่น ๆ แล้ว การซ่อมแซมทั่วไปทำได้ง่ายกว่ามากเมื่อเทียบกับการซ่อมแซม BGA คุณคงจินตนาการออก การซ่อมแซมหรือเปลี่ยนชิป BGA ต้องใช้อุปกรณ์สามชิ้น จำเป็นต้องมีสถานีซ่อมเฉพาะทาง การควบคุมอุณหภูมิอย่างแม่นยำ และผู้ปฏิบัติงานที่มีประสบการณ์
การซ่อมแซมซ้ำหลายครั้งอาจทำให้พื้นที่ PAD, VIA และ/หรือชั้นภายในของแผ่น PCB เสียหาย โปรดจำไว้ว่า สิ่งสำคัญมากคือการลดข้อผิดพลาดตั้งแต่ต้นกระบวนการประกอบ PCBA BGA เพื่อควบคุมต้นทุนและรักษาระดับคุณภาพสินค้า
BGA ต้องการอุปกรณ์และทักษะระดับสูง
การผลิตแผงวงจรพิมพ์ SMT PCB ที่เชื่อถือได้พร้อมแพคเกจ BGA เป็นกระบวนการที่ซับซ้อนมากขึ้น และต้องใช้อุปกรณ์ระดับสูง เช่น เครื่องวางชิ้นส่วนความแม่นยำสูง เครื่องตรวจสอบด้วยรังสีเอกซ์ และสถานีซ่อมแซม BGA
นอกจากนี้ วิศวกรจะต้องมีความชำนาญในการดำเนินกระบวนการอย่างใกล้ชิด สิ่งนี้ทำให้ผู้ผลิตใหม่มีอุปสรรคในการเข้าสู่ตลาดสูงขึ้น และหมายความว่าขีดความสามารถของพันธมิตร PCBA มีความสำคัญ
ปัญหาด้านความน่าเชื่อถือและอายุการใช้งาน
ข้อต่อโซลเดอร์ BGA มีแนวโน้มที่จะเสียหายจากการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิและการสั่นสะเทือน โดยเฉพาะในสภาพแวดล้อมยานยนต์หรืออุตสาหกรรม การควบคุมกระบวนการประกอบ SMT PCB แบบ BGA ที่ไม่ดี อาจก่อให้เกิดรอยแตกร้าวขนาดเล็กที่อาจปรากฏขึ้นหลังจากการใช้งานระยะยาวเท่านั้น
การทดสอบความน่าเชื่อถือ รวมถึงการทดสอบด้วยการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิและการทดสอบการสั่นสะเทือน มีความสำคัญอย่างยิ่งในการยืนยันความถูกต้องของชุดประกอบ SMT PCB ที่มีแพคเกจ BGA
ก้าวข้ามความท้าทายไปกับพันธมิตรที่เหมาะสม
แม้ว่าการประกอบ BGA บน PCBA ในการผลิต PCB แบบ SMT จะมีความยากทางด้านเทคนิคที่ชัดเจน แต่ความยากและความท้าทายเหล่านี้สามารถเอาชนะได้ด้วยการควบคุมกระบวนการอย่างถูกต้อง อุปกรณ์ที่มีประสิทธิภาพ และทีมวิศวกรที่มีประสบการณ์
ผู้เชี่ยวชาญด้านการผลิต PCBA เช่น King Field ได้ปรับปรุงกระบวนการพิมพ์พาสต์บัดกรี โพรไฟล์การรีฟโลว์ กระบวนการตรวจสอบ และระบบบริหารคุณภาพอย่างต่อเนื่อง เพื่อให้การประกอบ BGA มีความเสถียรและน่าเชื่อถือมากยิ่งขึ้น
ด้วยการจัดการกับความท้าทายเหล่านี้อย่างรุกหนัก ผู้ผลิตสามารถใช้ประโยชน์จากเทคโนโลยี BGA ได้อย่างเต็มที่ ไม่ว่าจะเป็นความรวมตัวสูงขึ้น สมรรถนะทางไฟฟ้าที่ดีขึ้น และขนาดที่เล็กลง ขณะเดียวกันก็ยังคงตอบสนองต่อข้อกำหนดด้านความน่าเชื่อถือสูงของผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์ในปัจจุบัน
