BGAリワーク・修理のマスターガイド：プロフェッショナル向け手順解説

PCBはほとんどの電子・電気機械デバイスの重要な部分であり、慎重に設計、製造、実装する必要があります。デバイス内の回路動作を可能にし、基板上に複数の部品が実装されています。これはまた重要な作業で、部品を正しい場所に精密に実装する必要があります。また、電子デバイスのサイズが縮小し続ける中、PCBはコンパクトでありながら多くの部品を搭載する必要があります。これは主に2つの技術——スルーホールと表面実装——で達成されます。BGA（ボールグリッドアレイ）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、基板上の利用可能スペースを効率的に使用して部品を実装するのに役立ちます。基板の最下面を利用することで、IC内の相互接続を増やします。しかし、時には基板から一部の部品を取り外したり交換したりする必要があります。ここでBGAリワークと修理プロセスが実施されます。本記事では、BGAリワークプロセスに関わるステップを詳述します。

BGAリワークプロセスに関わるステップ

BGAワークステーションは、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ます。これらのプロセスの多く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リワークと修理プロセスには4つのステップがあり、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。部品実装時に行ったステップを元に戻す必要があります。成功するBGAリワークプロセスのためのいくつかのポイントを紹介します。

• 必要な部品の取り外し：

  これはBGAリワークプロセスの最初のステップです。安全かつ正確な部品取り外しのため、基板を予熱し、クランプして動かないようにする必要があります。また、部品を取り外す領域の局所加熱も重要な側面です。これにより部品取り外しが容易になり、PCBで使用される銅などの優れた熱伝導体が活性化するのを防ぎます。この点では適切な温度監視プラクティスを遵守する必要があり、サーモカップルまたは赤外線熱測定デバイスで手動実施可能です。一方、熱風対流加熱も使用できます。加熱後、窒素を領域に導入。これにより酸素が現場から除去され、酸化層形成を防ぎます。これがBGA部品の取り外し方法です。

• 部品取り外し後のエリア清掃：

  部品取り外し後、現場をまず冷却し、次に清掃する必要があります。領域に残留物があれば拭き取ります。現在人気の鉛フリー基板の場合、このプロセスはより困難で複雑です。ここで温度管理がさらに重要になり、ソルダーマスクの損傷、金属相の成長、基板上の隣接部品への損傷を防ぎます。清掃する現場を上向きに配置。気流と熱の両方を比例させてはんだを溶かします。加熱されたはんだが溶けてリフローします。理想的には、基板への熱ストレスを防ぐため、1回の加熱サイクルで完了させるべきです。

• 現場またはエリアへの新しいはんだボールの配置：

  新しいBGA部品は、再度取り外すと無駄とコスト増につながるため、極めて高精度で配置する必要があります。現場が清掃されたら、基板上の他の部品を損傷させずに新しいはんだをリフローさせる必要があります。アパーチャー付きステンシルの助けを借りて配置できます。はんだボールがデバイスパッドに滑り込みます。一旦満たされると、余分なはんだがステンシルに残ります。はんだペーストを適用して、ボールがアパーチャーに留まるのを助けます。BGAリワークプロセスの多くのステップと同様、気流と温度管理がこのステップでも重要な要素です。・部品をPCBにはんだ付け：これはBGAリワークプロセスの最終ステップで、新しいBGA部品が基板にはんだ付けされます。BGA部品をはんだに浸し、基板を正確にアラインメントして適切な配置を行い、その後はんだ付けします。

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