BGA のリワークおよび修理プロセスについて知る

2020 年 7 月 21 日

PCB は、ほとんどの電子および電気機械デバイスの重要な部分であるため、慎重に設計、製造、および組み立てる必要があります。それらはデバイス内の回路の実行を可能にし、ボードにいくつかのコンポーネントが取り付けられています。繰り返しになりますが、これは重要な作業であり、コンポーネントを適切な場所に正確に取り付ける必要があります。また、電子機器の小型化に伴い、PCB はコンパクトでありながら多くのコンポーネントを搭載する必要があります。これは、主にスルーホールと表面実装の 2 つの技術によって実現されます。ボール グリッド アレイの略である BGA は、表面実装技術の一部として使用される技術です。 BGA は、精度を達成し、利用可能なボード スペースを効率的に使用してコンポーネントを実装するのに役立ちます。基板の最下面を利用すると、集積回路内の相互接続が増加します。ただし、場合によっては、一部のコンポーネントをボードから取り外したり交換したりする必要があります。これは、BGA のリワークおよび修復プロセスが実行される場所です。この投稿では、BGA リワーク プロセスに含まれる手順について詳しく説明します。

BGA リワーク プロセスに含まれる手順

表面実装デバイス (SMD) または表面実装技術 (SMT) ワークステーションとも呼ばれる BGA ワークステーションがあります。これらのプロセスのほとんどは自動化または半自動化されていますが、一部の側面では手動の精度が必要です。主に、BGA のリワークおよび修復プロセスには 4 つのステップが含まれており、要件に基づいていくつかのサブステップが追加される場合があります。コンポーネントの取り付け中に行った手順を元に戻す必要があります。 BGA リワーク プロセスを成功させるためのヒントをいくつか紹介します。

• 必要なコンポーネントの削除:

  これは、BGA リワーク プロセスの最初のステップです。部品を安全かつ正確に取り外すには、回路基板が動かないように予熱して固定する必要があります。また、コンポーネントを除去する必要がある領域を局所的に加熱することも重要な側面です。これにより、コンポーネントの取り外しが容易になるだけでなく、PCB で使用される銅などの熱伝導体の活性化を防ぐことができます。この点については、適切な温度監視の実践に従う必要があります。これは、熱電対または赤外線熱測定装置を使用して手動で行うことができます。一方、熱風対流加熱を使用することもできます。加熱後、その領域に窒素を誘導します。これにより、サイトから酸素が取り除かれ、酸化物層の形成が防止されます。これがBGAコンポーネントの取り外し方です。

• コンポーネントを取り外した後のエリアのクリーニング:

  コンポーネントを取り外した後、サイトを冷却してからクリーニングする必要があります。その領域に残っている残留物はすべて一掃する必要があります。現在人気を博している鉛フリー ボードの場合、このプロセスは少し難しく複雑です。これは、はんだマスクの損傷や金属相の成長、およびボード上の隣接するコンポーネントの損傷を避けるために、温度制御がさらに不可欠な場所です。そのため、掃除する場所は上向きにする必要があります。はんだを溶かすには、気流と熱の両方が比例している必要があります。加熱されたはんだが溶けてリフローします。これは、ボードへの熱ストレスを防ぐために、1 サイクルの加熱で完了するのが理想的です。

• 新しいはんだボールをサイトまたは領域に配置する:

  新しい BGA コンポーネントは、非常に正確に配置する必要があります。再度削除すると無駄が生じ、料金が高くなるためです。サイトがきれいになったら、ボード上の他のコンポーネントを損傷することなく、新しいはんだをそこにリフローする必要があります。開口部のあるステンシルを使用して配置できます。はんだボールがデバイス パッドに滑り込みます。いっぱいになると、余分なはんだがステンシルに残ります。はんだペーストを塗布して、ボールが開口部に残るようにすることができます。 BGA リワーク プロセスの他の多くのステップと同様に、このステップでもエアフローと温度管理が重要な要素となります。 • コンポーネントの PCB への再はんだ付け:これは、新しい BGA コンポーネントをボードにはんだ付けする BGA リワーク プロセスの最終ステップです。 BGA コンポーネントははんだに浸され、ボードは適切な配置のために正確に位置合わせされ、はんだ付けされます。

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