Ball Grid Array (BGA): Criterios de aceptación clave y técnicas avanzadas de inspección

El ball grid array (BGA) ha avanzado desde la tecnología de empaquetado PCB pin grid array (PGA). Esta tecnología incluye el posicionamiento de pequeñas bolas de manera particular en placas electrónicas usando tecnología de montaje superficial (SMT). Está reemplazando rápidamente técnicas de empaquetado dual-in-line y flat. Aunque se ha convertido en elemento estándar en empaquetado moderno, no es ampliamente aceptado como otras tecnologías. Para cumplir criterios de aceptación, la evaluación del empaquetado ball grid es esencial. Este artículo analiza criterios de aceptación, desafíos y algunas técnicas de inspección.

Criterios de aceptación de Ball Grid Array

La tecnología de ensamblado/empaquetado ball grid es una de las más complejas, los métodos de inspección convencionales no bastan. Por tanto, fabricantes enfrentan mayor tasa de rechazo. Aunque falta documentación industrial definida para aumentar tasa de éxito de dispositivos BGA, los siguientes criterios son útiles.

Además, estos PCB se aceptan si se encuentran defectos mínimos. A menudo se inspeccionan para:

• El perfil de reflujo de soldadura debe realizarse con gestión térmica apropiada. Como los BGA pueden involucrar regiones de alta densidad con muchas bolas metálicas, tales ubicaciones requieren gestión térmica crítica. Las trazas de reflujo se inspeccionan para aceptación.

• Los vacíos internos en uniones de soldadura no deben exceder 20% del diámetro de la bola.

• Desalineaciones (Misalignments)

• Bolas metálicas faltantes (Missing metallic balls)

• Pads no humedecidos (Non-wetted pads)

• Reflujo parcial (Partial reflow)

Diferentes métodos de inspección de Ball Grid Array

Bajo evaluación BGA, se cubren tres tipos de inspección: óptica, mecánica y microscópica.

• Inspección óptica (Optical Inspection): Involucra prueba visual de placas. Como la inspección visual a simple vista no basta, se realiza inspección óptica bajo endoscopio.
• Inspección mecánica (Mechanical Inspection): Es un método destructivo. Al someterse a fuerzas externas, vibraciones, golpes y fluctuaciones eléctricas, estos PCB se prueban con tests de choque, raspado, etc.
• Evaluación microscópica (Microscopic Evaluation): Para vacíos o defectos menores a 10 micras. Se usan una o más de las siguientes técnicas:
• Laminografía de rayos X (X-Ray Laminography): Técnica común para superficies planas. Como el hueco entre bolas es insignificante, esta tecnología prueba uniformidad bajo capa de la superficie. Imágenes radiográficas con cámara CCD se capturan desde varios ángulos para concluir condición de superficie.
• Rayos X emisivos estándar (Standard Emissive X-Ray): Test trans-misivo estándar para probar micro-defectos potenciales. Generalmente, defectos como micro-vacíos, desalineaciones, etc., se inspeccionan así. También circularidad, concéntrico, pitch de bolas, etc., pueden probarse.
• Micro-imagen acústica (Acoustic Micro-imaging): Método no destructivo para inspección microscópica. Verifica grietas, vacíos o deslaminación en superficie.

Para asegurar correcto funcionamiento del ball grid array, es importante adquirirlos de servicios de fabricación experimentados como Creative Hi-Tech. Tienen 20 años de experiencia en fabricación y pueden asistir con ensamblaje BGA y retrabajo y reparación.

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