En el encapsulado de semiconductores, la tecnología de matriz de rejilla de bolas (BGA) desempeña un papel fundamental para garantizar interconexiones de alta densidad y un rendimiento eléctrico fiable. Sin embargo, durante la manipulación, el envío o las transiciones de proceso posteriores al ensamblaje, las bolas de soldadura pueden desprenderse de sus posiciones previstas, lo que supone un grave problema para la calidad y la fiabilidad posteriores. Los métodos tradicionales de reflujo no son suficientes para lograr un reballing específico y específico para cada sitio. En este contexto, la tecnología láser de bolas de soldadura ofrece una solución transformadora, que aporta precisión, compatibilidad y flexibilidad de proceso inigualables a los flujos de trabajo de reparación de BGA.
Antecedentes: El desafío del reballing
En el encapsulado BGA estándar a nivel de oblea, las bolas de soldadura sueltas o faltantes suelen ocurrir de forma aleatoria y esporádica, lo que dificulta que el procesamiento por lotes convencional aborde las necesidades de reparación individuales. Estos defectos impredecibles pueden reducir significativamente el rendimiento del producto y aumentar los costos de retrabajo.
A diferencia de los hornos de reflujo completos, que aplican un calentamiento uniforme y se basan en la colocación de bolas de masa mediante plantillas, la tecnología de bolas de soldadura basada en láser proporciona una precisión milimétrica y una capacidad de reparación específica. Se está adoptando cada vez más como el método de referencia para tareas de reballing precisas y localizadas en encapsulados de obleas y circuitos integrados de alto valor.
Principio de funcionamiento
El proceso de reballing con bolas de soldadura láser implica varios pasos estrechamente integrados:
- Preparación de la superficie: Las obleas entrantes se escanean primero para identificar las zonas donde faltan bolas. Las áreas defectuosas se limpian y nivelan para eliminar restos de soldadura o residuos que podrían dificultar la colocación de nuevas bolas.
- Alineación de visión: una cámara de alta resolución captura las coordenadas de la ubicación de cada bola faltante.
- Aplicación de fundente: el fundente se aplica de forma selectiva para garantizar una humectación y adhesión óptimas durante la soldadura.
- Soldadura y proyección láser: se expulsan bolas de soldadura de tamaño preciso y se unen con láser a las almohadillas designadas con alto control térmico y mínimo impacto periférico.
Este proceso automatizado y repetible garantiza resultados consistentes en todos los puntos objetivo.
Aplicación de la tecnología de bolas de soldadura láser: reballing BGA
Comparación del resultado del reballing (izquierda) con el material entrante con bolas de soldadura intactas (derecha)
Resultado de la soldadura de panel completo
Equipamiento
La máquina de soldadura láser automatizada de doble estación Han’s Laser está diseñada específicamente para operaciones de reballing BGA y bumping de obleas de alta precisión. La arquitectura del sistema incluye:
- Una plataforma de movimiento de precisión
- Módulos integrados de colocación de bolas y de aplicación de fundente
- Alineación de visión mediante cámara CCD industrial
- Cabezal de soldadura láser de alto rendimiento
- Unidad de control de PC industrial (IPC) e integración de trayectoria óptica
El módulo de soldadura está alineado coaxialmente con la boquilla de inyección de bolas, montada sobre un eje vertical para un control preciso del eje Z. Los accesorios y abrazaderas (suministrados por el cliente u opcionales) garantizan un manejo estable de la oblea durante la deposición de las bolas de soldadura.
Máquina de soldadura láser de doble estación
Para satisfacer las demandas de alto rendimiento, la máquina de soldadura láser Está diseñado con una configuración de doble estación, lo que permite el procesamiento en paralelo y una mayor productividad. El software de control patentado de Han’s Laser permite la autocompensación basada en CCD y la corrección en tiempo real para una alineación y una precisión de unión consistentes.
Ventajas clave del proceso
1. Adaptabilidad de pelotas y láseres
Compatible con bolas de soldadura de diversos tamaños y materiales (0,1 mm–1,8 mm), incluyendo aleaciones de Sn-Ag-Cu, Sn-Bi-Ag y Sn-Pb. El tipo de láser se puede seleccionar según el tamaño específico de la bola y las propiedades de la soldadura.
2. Alta compatibilidad y precisión
El proceso sin contacto es cuidadoso con las superficies sensibles de las obleas. La alineación CCD de alta resolución garantiza una precisión de colocación submicrónica, crucial para los nodos de empaquetado avanzados.
3. Velocidad y consistencia
Capaz de lograr hasta 3 colocaciones por segundo, el sistema mantiene un volumen de soldadura constante y la fiabilidad de la unión. El proceso repetible garantiza un reballing de alta calidad con mínima intervención del operador.
4. Impacto térmico mínimo
El láser aplica energía únicamente al punto objetivo, eliminando así la necesidad de calentamiento global. Esta entrada térmica localizada evita daños a las estructuras y materiales cercanos, preservando así la integridad general de la oblea o el paquete.
Conclusión
La tecnología de bolas de soldadura láser aporta un valor significativo a la reparación y el reballing de BGA a nivel de oblea, ofreciendo tanto una mejora del rendimiento como la consistencia del proceso. Con el sistema totalmente automatizado Han’s Laser, los fabricantes pueden lograr una colocación precisa, eficiente y de alta calidad de las bolas de soldadura en una variedad de tipos de encapsulado y materiales. El diseño modular del sistema, su amplia compatibilidad de materiales y su capacidad de doble estación lo convierten en la solución ideal para líneas de fabricación de semiconductores avanzadas que buscan reducir la tasa de defectos y aumentar la eficiencia de la producción.
Ya sea que esté reparando circuitos integrados de alto valor o realizando un golpeteo de obleas de paso fino, la tecnología de bola de soldadura láser brinda la confiabilidad y flexibilidad que exige la industria electrónica actual.
¿Busca mejorar la precisión y el rendimiento en sus procesos de reballing BGA o empaquetado a nivel de oblea? Han’s Laser ofrece sistemas de bolas de soldadura láser líderes en la industria, diseñados para aplicaciones de alta confiabilidad.