如何在SMT測溫板上正確埋設BGA錫球的測溫線(TC)?

如何在SMT測溫板上正確埋設BGA錫球的測溫線?

前面的篇幅說明過【BGA封裝零件的吃錫效果對溫度非常敏感】,基本上會要求同一顆BGA的所有錫球必須要同時融化及固化才能有完好的吃錫,因為只要不同的錫球間溫度分佈上稍有不均勻,就可能引起翹區導致HoP/HIPNWO吃錫不良發生,所以如何在測溫板上面正確埋設BGA的測溫線就變得非常重要。

想要在BGA錫球處正確的埋設測溫線,絕對不要抱有任何僥倖的心理,因為你必須先拆掉原來的BGA封裝,在需要埋設測溫點的PCB焊墊上鑽孔,然後將測溫線從PCB背面穿過鑽好的孔洞,點膠固定測溫線,然後再按照正常程序將BGA封裝植球後再焊回原來的位置。這期間還要保證測溫線無斷裂、運作正常。

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PCBA測溫板埋設BGA錫球測溫線的步驟:

步驟1、拆除BGA。建議使用BGA重工機台,這樣可以避免傷害PCB及BGA本體。

步驟2、PCB焊墊除錫並確認焊墊無脫落異常。

步驟3、在PCB選定的BGA焊墊上鑽孔。建議選用比焊墊還要小的鑽頭直徑,但是要比測溫頭大,因為鑽出來的孔不可以超出焊墊邊緣,還要可以塞得進測溫頭的頭端焊點。
在PCB選定的BGA焊墊上鑽孔

步驟4、將測溫線從PCB的背面插入已經鑽好的小孔到只露出PCB正表面約0.1mm的高度(參考文章最前面的圖片說明),高度必須超出PCB表面,但不可以超出BGA錫球融化後的高度,也就是說之後的測溫頭要被埋在錫球之中。建議要先檢查測溫線是否運作正常後才作業。

步驟5、使用紅膠或耐高溫膠帶先固定測溫線於PCB。點膠位置距離鑽出來的孔洞約5~10mm。再檢查並確認測溫頭是否落在PCB焊墊的中間且稍微突出PCB表面。

步驟6、BGA重新植球。可以使用原來的BGA,也可以拿一顆新的BGA封裝,這樣就不用重新植球。

步驟7、將BGA重新焊接於PCB原位置。建議使用BGA重工機台,可以有效避免傷害PCB及BGA。

步驟8、用放大鏡檢視焊接後的BGA不可有偏移或高翹等不良現象,並用X-Ray檢視測溫線頭與錫球是否焊接良好,X-Ray建議要傾斜一個角度來檢查測溫頭與錫球焊接不可有分離現象。如果有不良發生則需重做。

步驟9、使用紅膠固定測溫線。用紅膠從PCB背面將測溫鑽孔填滿,建議將紅膠點在孔洞的一側讓紅膠慢慢流進去或使用針頭注入孔洞中以避免形成氣泡。

步驟10、使用紅膠固定BGA。使用紅膠將BGA的四個角落邊緣各以L型固定於PCB,這樣可以延長測溫板的使用壽命。不建議將BGA四周全部用紅膠整個封死,因為我們必須模擬實際情況,紅膠點太多會影響到BGA底下的熱交換效率,影響測溫的準確性。


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訪客留言內容(Comments)

终于等到熊大出的这篇文章了,其实给BGA埋测温线是最难的,很少有企业可以做到上述要求的,只能是尽量去还原。大部分做法应该都是不拆BGA,直接从反面钻孔埋线。这也是我在网上见的比较多的。我自己埋线基本上都是会把BGA拆下来,然后在焊盘上钻2-3个孔,从反面埋线,灌红胶。唯一不同的就是BGA无法植球,都是代工产品,无植球工装,只能用钢网在拆下的BGA上刮锡膏,然后过炉形成锡球,再重新焊接在测温板上,这样测试出来的温度也是比较接近实际的。熊大,对于红胶固定,量的把握是不是也要控制好?固定测温线使用高温胶纸好还是红胶好?如果用红胶,固定测温线的红胶点离测温点是不是越远越好?

liming,
1.這個BGA埋線的方法是從我之前合作過的一家專業代工廠流出來的,人家也確實這樣執行。
2.依照我之前與代工廠合作的經驗,我都會核准代工廠提出來的BGA植球鋼板NRE。至於錫球就得代工廠自己處理了,算是耗材吧。而且BGA貼片哪有可能都是百分百的良率,重工是多少有一定小比率的。
3.紅膠灌到孔內填滿就好,就把它當成是PCB的樹脂就好了。
4.測溫點不建議用紅膠覆蓋,除非找到具良好導熱率的紅膠,10月中會有一篇文章討論黏貼測溫頭的材質。

我们固定用的红胶是乐泰的9006,不知道熊大对于红胶厚度对温度的影响有没有过研究,如果没有高温锡丝,固定在芯片引脚表面的测温线我们这边都需要用红胶在外层进行固定,防止探头脱落,涂覆的厚度没有进行过精确计量,都是手工涂平而已,如果厚度在0.5MM,对于温度的影响有多大?1MM又是多大呢?公司无法进行相关测试,不知道熊大有没有做过相应的测试呢?

liming,
我找不到乐泰9006膠的訊息。
我會建議你找loctite的技術單位要求相關的資料。詢問9006的導熱率是多少?是否可以覆蓋在TC的測溫端點?可以覆蓋多厚?接觸到對的人會有這些資料的,而這也是Loctite在推出一支膠會做的事,如果Loctite說這支膠是可以覆蓋在測溫點上的。

熊大,不好意思,我记错红胶的型号了,是乐泰的3609型号。红胶的导热率和实际测试温度的关系是怎样的呢?这点不是很清楚。如果要是测试引脚原件的话,理论做法应该是用高温锡丝将探头焊接在需要测试的点。而且焊料量的多与少应该对实际测温都有影响才对。熊大是否可以出一篇相关的文章(个人建议)。
我在网络上查找相关资料,有人说可以用银胶来固定焊点,比红胶要更准确,不知道熊大对此是否有过研究。银胶我也是第一次听说,对此了解的很少。

liming,
1.我沒有你想像的那麼厲害,對於測溫還是有許多不清楚的地方。
2.關於黏貼覆蓋於測溫端頭的材質,最好就是模擬實際的狀態,也就是沒有覆蓋物阻止熱風吹拂在焊點的狀況。任何的物品覆蓋於測溫點都會阻礙熱的傳遞,所以覆蓋物的導熱率當然就是越高越好,最好是熱風一吹到覆蓋物,馬上就將熱傳導至被覆蓋住的測溫焊點。導熱率差的覆蓋物則會延緩測溫點的升溫速度,這樣就會影響到測溫點的溫度實際讀值。
3.理論上覆蓋於測溫點上的導熱係數高到某一程度,就可以忽略測溫點升溫的延遲,比如說升溫延遲如果只有0.1秒,應該就不影響我們對溫度的判斷,但是我沒有這方面的數據。
4.至於你提到使用高溫錫絲固定測溫頭時錫量多寡厚薄會影響溫度,基本上焊錫的導熱率非常好,其升溫的延遲率應該是可以被忽略的,唯一要擔心的是焊錫同時覆蓋多根引腳時,有些引腳接地,有些引腳沒有,測出來的溫度反而會是這些被覆蓋引腳的平均溫度。
5.使用銀膠來固定TC的測溫端點或許是個不錯的主意,因為銀膠比目前大家常用的紅膠及高溫膠帶的導熱率都要高很多,但前提是該銀膠可以固定得住測溫頭,且可以耐多次回焊的反覆高溫。

谢谢熊大的解答,其实这样已经解开了我很多疑惑。特别是您提到的测温探头覆盖多个引脚,如果有引脚接地,那么测试出来的温度就不一样,这一点是我之前没考虑过的,以后再焊接探头时尽量选取相同功能的引脚。
其实SMT工艺制程就是互相讨论,互相补充的一个过程,我本人不喜欢做伸手党,但是一家公司毕竟也是能力有限,不可能面面俱到,所以对于熊大老师的文章,我基本上都会认真拜读。
期待熊大老师后面关于测温焊点粘着剂材料的文章。


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