Na czym polega montaż komponentów w obudowie BGA? Odpowiadają specjaliści z firmy MESSER

Jeśli interesujesz się elektroniką, prawdopodobnie słyszałeś o BGA (z ang. Ball Grid Array).  Tego typu obudowa układu scalonego zaliczana jest do jednej z najmniejszych. Nie ma ona wyprowadzeń jako końcówek, lecz malutkie kulki ze stopu lutowniczego od spodu.  Lutuje się je powierzchniowo, korzystając z technologii SMT (z ang. Surface Mount Technology).

Montaż powierzchniowy, który polega na umieszczeniu elementów elektronicznych na powierzchni płytki drukowanej i połączeniu tych elementów za pomocą pasty lutowniczej to najszybszy i jednocześnie najwygodniejszy sposób montażu płytek PCB. Nie tylko gwarantuje wysoką precyzję, ale i pozwala na zminimalizowanie błędów. Gdyby nie ten typ montażu, nie moglibyśmy się cieszyć takimi urządzeniami jak smartwatch, kamera GoPro czy też bezprzewodowe słuchawki douszne. 

Sposób montowania układu w obudowie BGA

Aby zabrać się za montaż elementów BGA, trzeba mieć specjalistyczną stacją lutowniczą. Tego typu maszyna dzieli się na dwie kategorie.

• Stacja na gorące powietrze (hot air) jest wyposażona w dyszę, za pomocą której kieruje się strumień gorącego powietrza na wybrany obszar układu BGA.
• Stacja na podczerwień (infrared) dzięki grzałce ceramicznej emituje promienie podczerwone, a one z kolei nagrzewają układ BGA. 

Jak przygotować się do montażu komponentów w obudowie BGA?

Przed rozpoczęciem montażu elementów BGA trzeba zdecydować, jaki rodzaj stacji lutowniczej będzie najlepszy dla naszego projektu. Następnie należy przygotować pastę lutowniczą, która będzie używana do montażu. Kolejnym krokiem jest przygotowanie odpowiedniego podkładu termicznego, który będzie stanowił dodatkowe źródło ciepła podczas montażu elementów BGA. Po przygotowaniu narzędzi i materiałów można przystąpić do pracy.

Montaż elementów BGA stacją na gorące powietrze – jak przebiega?

Zanim zabierzesz się za łączenie elementów z płytką PCB, musisz wstępnie nagrzać układ BGA. Przy zbyt chłodnej powierzchni układu kulki mogą być zdmuchiwane przez stację lutowniczą. Odległość dyszy od układu nie powinna być mniejsza niż 10 cm, a średni czas nagrzewania stacji lutowniczej wynosi 10 minut. Ustawiamy ją na 500°C. Gdy kulki staną się matowe, będzie to znak, że są odpowiednio rozgrzane. Kolejny krok to nałożenie topnika w miejsce układu BGA. Należy go ułożyć w taki sposób, aby białe linie ukazujące jego obwód na płytce były widoczne dokładnie tak samo z każdej strony. Układ należy docisnąć do płytki i przylutować za pomocą stacji lutowniczej hot air ustawionej na maksymalnie 400°C i nadmuchu na poziomie 50.