Egy innovatív Többrétegű PCBA gyártó

Egyedi PCBA gyártási szolgáltatás!

Banner

BGA összeszerelés: A folyamatlépésektől a hibák megelőzéséig

Tartalomjegyzék

Az elektronika gyorsan fejlődő területén gyártás, a bonyolult folyamat BGA (Ball Grid Array) összeszerelés kulcsszerepet játszik. A nagy sűrűségű összekapcsolási képességének köszönhetően a BGA-csomagolás előnyöket kínál más megközelítésekkel szemben.
Tanuljon a ELEPCB, betekintést nyerhet ebbe az innovatív technikába, beleértve a folyamatot, a típusokat és a BGA-összeszerelés kihívásait.

Mi a BGA a nyomtatott áramköri lapokban?

Ball Grid Array egy innovatív felületszerelési technológia, amely forradalmasította az elektronikus alkatrészek nyomtatott áramköri lapokra történő felszerelésének módját. 

A hagyományos átmenő lyuk alkatrészek, a BGA-k egy forraszgolyók tömbje az alkatrész alá helyezve, egy rácsszerű mintázat.

Tipikus BGA PCB
1. ábra: Tipikus BGA NYÁK

Minden forraszgolyó egy-egy csatlakozási pont a integrált áramkör és a PCB. Ez az elrendezés nemcsak kompaktabb kialakítást kínál, hanem javítja a chip és a lapka közötti elektromos kapcsolatot is. A forraszgolyók jellemzően a következőkből készülnek ólomalapú vagy ólommentes forraszanyaga környezetvédelmi előírásoktól és az egyedi alkalmazási követelményektől függően.

BGA csomagtípusok

A BGA-csomagok több típusba sorolhatók:
PBGA (műanyag BGA): a legelterjedtebb típus, amely műanyag hordozót használ.
CBGA (kerámia BGA): kerámia hordozót használ, megbízhatóbb és nem érzékeny a nedvességre
TBGA (Tape BGA): a legvékonyabb BGA-csomagolás, a TAB technológiát használja az IC-k összekapcsolására.
Flip-Chip Ball Grid Array (FCBGA): a Flip-chip technológiát használja, amelyben a chipet megfordítják és közvetlenül a hordozóhoz csatlakoztatják forraszgömbökön keresztül, ami javítja a termikus és elektromos teljesítményt.
Micro BGA (µBGA): a forraszgolyó mérete és a távolsága apró, korlátozott térben alkalmas.
bga típusok

BGA csomagok összehasonlítása: Kritikus specifikációk

ParaméterPBGACBGATBGAFCBGAµBGA
Működési tartomány0.8-1.0mm1.0-1.27mm0,5-0,8 mm0.4-1.0mm0,3-0,4 mm
AlátétMűanyagKerámiaPoliimidSzerves/lamináltFlex szalag
Termikus Perf.15-20°C/W8-12°C/W18-25°C/W5-10°C/W22-30°C/W
Nedvességérzékelő.Magas (L3)Nincs (L0)Közepes (L2)Alacsony (L1)Magas (L3)
I/O sűrűségKözepesKözepesMagasNagyon magasExtreme

Lépésről lépésre történő BGA összeszerelési folyamat

BGA összeszerelési folyamat
BGA csomagolási folyamat
A BGA (Ball Grid Array) összeszerelés a félvezetőcsomagolás, a golyócsatlakozás és a felületi szerelés integrációját jelenti. Minden egyes szakasz nagyfokú pontosságot igényel a robusztus elektromos csatlakozások és a hosszú távú megbízhatóság biztosítása érdekében. A következő szakaszok ismertetik a folyamat kritikus lépéseit, a chipkötéstől a végső kötésig. reflow forrasztás.

1. A szerszámkészítési folyamat

A Die attach (szerszámok rögzítése) kezdi a folyamatot, amelyben a szilícium chipet forrasztóanyaggal vagy vezető epoxival egy szubsztrátra vagy hordozóra rögzítik. A megfelelő termikus és elektromos kapcsolat érdekében gondos, precíz die elhelyezés szükséges.

2. Drótkötés

A szerszámrögzítést követően a drót ragasztás vékony arany- vagy rézhuzalok segítségével köti a chipbetéteket a szubsztrát belső vezetékeihez. A termoszónikus vagy ultrahangos kötési módszerek széles körben használatosak. Ez a lépés biztosítja a hatékony jelátvitelt a szubsztrátum és a chip.

3. Overmold / tokozás

A kényes drótkötések és a szerszámok védelme érdekében a mechanikai igénybevétel és a környezeti hatásoknak való kitettséget, egy réteg borítással vagy tokozással (a legtöbb esetben epoxigyanta) látják el. Ez egy zárt, kemény csomagot hoz létre a golyó rögzítéséhez.

4. Ball Attach folyamat

Ezután a forraszgolyókat a hordozó aljára helyezik. Minden egyes lapkára egy réteg folyósítószert nyomtatnak, majd pontosan elhelyezett forraszgolyókat - általában Sn-Ag-Cu ólommentes ötvözetet - alkalmaznak. Ezután a szerelvényt felmelegítik, hogy a forraszanyag újraolvadjon, és jó kapcsolat alakuljon ki a golyók és a pads között.

5. Szinguláció és tesztelés

A csomagolt alkatrészeket az újraolvasztást követően szingulálják (levágják a panelt), és elektromos és szemrevételezéses vizsgálatnak vetik alá. Minden BGA-t a szállítás előtt folytonossági, ellenállás- és rövidzárlat-vizsgálatnak vetnek alá. PCB összeszerelés.
bga folyamat

Gyakori BGA szerelési hibák és megelőzésük

Bár a BGA-összeszerelés számos előnnyel jár, nem mentes a kihívásoktól sem.
  • Forrasztási közös Üregek
    • Ok: Túl sok fluxus, nem megfelelő újraforrasztási profil, vagy forrasztás közben beszorult gáz.
    • Megoldás: Az üregek kialakulásának megakadályozása érdekében használjon vákuumos újraolvasztást vagy nitrogén környezetet.
  • Fej a párnában (HiP) hiba
    • Ok: Oxidált forraszgolyók vagy egyenlőtlen hőmérséklet, ami nem teljes nedvesedést eredményez.
    • Megoldás: Tartsa fenn az alkatrészek tárolási környezetét, ellenőrizze az újraolvasztás egyenletességét, és használjon friss forraszpasztát.
    • Ok: Helytelen forrasztás vagy rossz elhelyezés.
    • Megoldás: Állítsa be a sablon vastagságát, optimalizálja a forraszpaszta mennyiségét, és biztosítsa a megfelelő igazítást az elhelyezés során.
  • Hideg vagy nem nedves ízületek
    • Ok: Nem megfelelő újraolvasztási hőmérséklet vagy tisztátalan párnák.
    • Megoldás: Tisztítsa meg a NYÁK felületeit, ellenőrizze a fluxus aktivitását és a helyes reflow-profilokat.
  • Repedt vagy törött forraszgolyók
    • Ok: Hőciklusos stressz vagy a nyomtatott áramköri lap vetemedése.
    • Megoldás: (hőtágulási együttható) anyagokat használjon, és a feszültség korlátozása érdekében szabályozza a hűtési sebességet.

Esettanulmány: BGA Hot Tear

Repedéseket fedeztek fel a BGA forraszgömbökön. Megfigyeléskor:

A forrasztógömbök a chip vége felett helyezkednek el. A repedések a forraszgolyó és a belső szubsztrátrétegek közötti delaminációt jelentik (a szubsztrát vagy a lapka rögzítése között). Ez belső termikus szakadás (hőterhelés okozta belső interfész meghibásodás), amely különbözik a tipikus NYÁK-lapkák leválásától vagy forrasztás hideg forrasztás.

A chip oldalának felső határfelületén megjelenő repedések arra utalnak, hogy ez a jelenség a BGA-csomag szerkezetében a hősokk során keletkezett feszültségekből ered. Ez a "chipoldali termikus szakadás" klasszikus eseteként azonosítható, amely különösen nagyméretű chipek, nagyméretű csomagok és vastag szubsztrátokkal rendelkező BGA-k esetében fordulhat elő.

A BGA termikus szakadásának kezelése:
  • Ellenőrizze a A BGA belső szerkezete a beszállítókkal - különösen az üregek jelenlétére vagy a feszültségcsökkentő kialakításokra vonatkozóan. 
  • Optimalizálja az újraforrasztási forrasztási paramétereket a csúcshőmérsékletek csökkentésével és a tartózkodási idő meghosszabbításával, hogy megelőzze a hőfeszültség felhalmozódását a csomagban.

A BGA összeszerelés kihívásainak megoldása: ELEPCB bevált megközelítése

Ahogy az elektronikus eszközök egyre összetettebbé és miniatürizáltabbá válnak, a BGA-összeszerelés bonyolultsága egyre kritikusabbá válik.

A fejlett technológia, a szakképzett mérnöki munka és a szigorú minőségellenőrzés, Az ELEPCB BGA összeszerelési folyamata a kiválóság iránti elkötelezettségünk bizonyítéka. 

Rézzel bevont BGA
2. ábra: Rézzel bevont BGA

Termikus megfontolások

Hatékony hőelvezetés a BGA-technológia egyik jellemzője. A hőeloszlás kezelése az összeszerelési folyamat során azonban kulcsfontosságú a forrasztási kötések meghibásodásának megelőzése és az eszköz hosszú távú megbízhatóságának biztosítása érdekében. Az újraforrasztás során fellépő egyenetlen melegedés olyan hőfeszültségekhez vezethet, amelyek veszélyeztetik a forrasztási kapcsolatokat, és elektromos meghibásodásokat eredményeznek.

Elengedhetetlen, hogy gondosan ellenőrizzük a reflow forrasztás folyamat az egyenletes hőeloszlás és a megfelelő forraszanyag-nedvesítés elérése érdekében, ami erős és tartós csatlakozásokat biztosít.

ELE PCBmérnöki csapata aprólékosan felülvizsgálja a tervezési követelmények és elrendezési előírások az optimális BGA elhelyezés biztosítása érdekében. Olyan tényezők, mint például a hőkezelést, a jelintegritást és a gyárthatóságot gondosan figyelembe veszik ebben a fázisban.. Célunk egy olyan terv létrehozása, amely nemcsak a projekt műszaki követelményeinek felel meg, hanem a BGA elrendezés és összeszerelés legjobb gyakorlatának is megfelel.

Ellenőrzés és utómunka kihívások

A BGA forrasztott kötések rejtett jellege kihívást jelent az ellenőrzés és az utómunka során. A hagyományos, látható kivezetésekkel rendelkező csomagokkal ellentétben a BGA forrasztási kötések a csomag alatt rejtőznek, ami megnehezíti a vizuális ellenőrzést. Röntgenellenőrzés döntő fontosságúvá válik a forrasztási kapcsolatok minőségének értékelése és a lehetséges hibák, például az üregek, a forraszanyag elégtelensége vagy a helytelen igazítás azonosítása.

Ezenkívül hibás csatlakozások esetén a BGA-csomagok átdolgozása speciális felszerelést és szakértelmet igényel, hogy elkerülhető legyen a szomszédos alkatrészek károsodása. 

röntgenellenőrzés
Az ELEPCB alkalmazza Röntgenfelvétel vizsgálat, amely a csomag alá néz, és értékeli a forrasztási kötések minőségét, felismeri az üregeket, a helytelen igazodást vagy a nem megfelelő forrasztást. Funkcionális tesztelés is elvégzik annak biztosítása érdekében, hogy a összeszerelt PCB megfelel a teljesítményelvárásoknak és rendeltetésszerűen működik. Továbbá, ELEPCB a szakképzett technikusok jól ismerik a BGA-újrafeldolgozási technikákat, precíziós szerszámokat és technikákat alkalmazva, hogy minden problémát kijavítson anélkül, hogy a NYÁK integritását veszélyeztetné.

A forraszgolyók integritása

A BGA-összeszerelés számos kis forraszgolyó bonyolult forrasztását jelenti. Az egyes forraszgömbök integritásának biztosítása és az egész csomagban történő egyenletes forrasztás elérése kihívást jelenthet. Az olyan tényezők, mint például forraszpaszta minőség, a pontos elhelyezés és az ellenőrzött újraforrasztási profilok létfontosságú szerepet játszanak a megbízható forrasztási kapcsolatok elérésében. 

ELEPCB nagy hangsúlyt fektet a kiváló minőségű forraszpaszta, fejlett pick-and-place gépek és gondos újraforrasztási folyamatok használatával az egyenletes és megbízható forrasztási kapcsolatok biztosítása érdekében.

Igazítás és elhelyezés pontossága

A BGA-csomagok pontos elhelyezése a NYÁK-on kritikus fontosságú az optimális elektromos csatlakozások eléréséhez. Az akár a milliméter töredékével is hibás igazítás rossz csatlakozást vagy rövidzárlatot eredményezhet. A szükséges igazítási pontosság eléréséhez elengedhetetlenek a fejlett automatizált összeszerelő berendezések és a pontos elhelyezési algoritmusok. 

ELEPCB's automatizált összeszerelő sorok élvonalbeli technológiával vannak felszerelve a BGA-csomagok pontos elhelyezésének biztosítása érdekében. Mi a legmodernebb pick-and-place gépeket alkalmazzák, látórendszerekkel felszerelve, amelyek segítik a csomagok pontos igazítását. Az automatizált berendezések biztosítják, hogy minden egyes forraszgolyó tökéletesen illeszkedjen a hozzá tartozó padhoz, minimalizálva a hibás illesztés kockázatát és optimalizálva az elektromos csatlakozást.
Gondos alkatrész elhelyezés BGA PCB-ben
3. ábra: Gondos alkatrész elhelyezés BGA PCB-ben
A címen. ELE PCB, a minőség a legfontosabb. Minőségbiztosítási csapatunk a BGA-összeszerelési folyamat minden egyes lépését ellenőrzi, hogy biztosítsa az ipari szabványoknak és az ügyfél specifikációinak való megfelelést. A tervezés kezdeti felülvizsgálatától a végső ellenőrzésig szigorú minőségellenőrzéseket hajtanak végre a legmagasabb szintű kézműves munka fenntartása érdekében.

Következtetés

A BGA NYÁK-összeszerelés forradalmasította az elektronikai gyártást, lehetővé téve a kompakt, nagy teljesítményű eszközök gyártását különböző iparágakban. ELEPCB'A BGA-összeszerelés terén szerzett szakértelme, amelyet fejlett technológia és szakképzett csapat támogat, biztosítja a megbízható, kiváló minőségű BGA NYÁK-ok szállítását, amelyek az innovációt előremozdítják. Lépjen kapcsolatba velünk még ma hogy megbeszélje BGA NYÁK-összeszerelési igényeit, és az ELEPCB-vel az elektronikai gyártás jövőjének tanúja legyen.

GYIK

A1: A hagyományos alkatrészekkel ellentétben a BGA forrasztási kötések a csomagolás alatt vannak elrejtve, ami lehetetlenné teszi a vizuális ellenőrzést. A röntgenvizsgálat elengedhetetlen az olyan hibák, mint az üregek, az elégtelen forraszanyag, a helytelen igazodás vagy az áthidalások felderítéséhez, biztosítva minden egyes csatlakozás integritását és megbízhatóságát a végső tesztelés előtt.
A2: Az egyenetlen melegítés az újraforrasztás során hőfeszültséget és forrasztási kötéshibákat okozhat. Az egyenletes hőeloszlás és a megfelelő forraszanyag-nedvesítés eléréséhez elengedhetetlen a precíz hőmérsékletprofilozás korszerű berendezésekkel. Ez biztosítja az erős, tartós kötéseket és az eszköz hosszú távú megbízhatóságát.

További információk a BGA-ról:

A Ball Grid Array (BGA) csomagok útmutatója

A BGA-csomagolás használata, típusai és előnyei.
ELEPCB

Mi a BGA elektronika a NYÁK-ban?

A BGA elektronika jelentősége, alkatrészek, alkalmazások és különböző kapcsolódó teljesítmény-összehasonlítások.
ELEPCB

KAPCSOLATFELVÉTEL

 

Technikai szakértelmet biztosítunk a prototípustól a gyártásig, növelve a piacra jutás sebességét 20%-vel.

                   Vegye fel velünk a kapcsolatot az alábbiakban, hogy még ma elkezdhesse megvitatni projektjét műszaki szakértőinkkel.

                   Akár már rendelkezik Gerber fájlokkal, küldjön gyors árajánlatot az ingyenes becsléshez.

huang
Benjaminról

Benjamin az ELE PCB, egy vezető kínai székhelyű, nyomtatott áramköri lapokat tervező és gyártó vállalat vezérigazgatója. Több mint 10 éves tapasztalattal rendelkezik a NYÁK-iparban, és számos projektben vett részt.

Kérjen árajánlatot
Legutóbbi hozzászólások