Sklop PCB BGA

Komponente BGA se pogosto uporabljajo v komunikacijski opremi, industrijskih nadzornih ploščah, medicinski elektroniki, avtomobilskih modulih, prehodih IoT, vgrajenih sistemih, računalniških modulih, potrošniški elektroniki in drugih elektronskih izdelkih z visoko-gostoto. V primerjavi s standardnimi vodilnimi komponentami paketi BGA omogočajo več V/I povezav na manjšem prostoru, zaradi česar so primerni za kompaktne in-visoko zmogljive zasnove PCB.

NašStoritev sestavljanja tiskanega vezja BGAje zasnovan za stranke, ki potrebujejo zanesljivo podporo za sestavljanje plošč z BGA, QFN, LGA, IC-ji z ​​majhnim-razmerjem in drugimi naprednimi paketi. Za stranke glavna skrb ni le, ali je komponento BGA mogoče namestiti na tiskano vezje. Želijo vedeti, ali spajkalne kroglice lahko tvorijo zanesljive spoje, ali je mogoče pregledati skrite napake pri spajkanju, ali je profil reflowa primeren, ali je zasnova PCB izdelljiva in ali je mogoče isti postopek ponoviti v prihodnjih serijah.

Sestavljanje BGA zahteva natančnejši nadzor postopka kot standardni SMT. Napake pod čipom ni mogoče videti z običajnim vizualnim pregledom. Težave, kot so nezadostno spajkanje, premostitev, praznine, slabo vlaženje, hladni spoji, premik komponent ali zvijanje tiskanega vezja, lahko povzročijo odprta vezja, kratke stike, nestabilno delovanje ali občasne okvare. Zato projekti BGA zahtevajo natančno postavitev, nadzorovano tiskanje spajkalne paste, pravilno reflow spajkanje, rentgenski pregled in inženirski pregled pred proizvodnjo.

Največja težava kupca pri sestavljanju BGA je zanesljivost skritih spajkalnih spojev. Ker se spajkalne kroglice nahajajo pod ohišjem komponente, običajni vizualni pregled ne more neposredno potrditi kakovosti spajkanja. Plošča je lahko od zunaj videti popolna, vendar ima še vedno skrite napake pod paketom BGA. Te napake se lahko pojavijo samo med električnim testiranjem, funkcionalnim testiranjem, temperaturnimi spremembami, vibracijami ali dolgotrajnim-delovanjem.

Kakovost spajkanja BGA je odvisna od več dejavnikov. Zasnova plošče tiskanega vezja se mora ujemati z odtisom komponente. Odprtina za spajkalno masko mora biti primerna. Količina spajkalne paste mora biti nadzorovana. Položaj namestitve mora biti natančen. Profil reflowa mora omogočati pravilno taljenje spajke brez pregrevanja komponente ali tiskanega vezja. Plošča mora ostati tudi dovolj ravna med reflowom, da preprečite slab stik ali ločevanje spajkalnih spojev.

Veliko težav z BGA se začne v fazi načrtovanja. Stranke se lahko soočijo s težavami, kot so napačen odtis, neprimerna velikost ploščice, slaba zasnova v-in-ploščice, manjkajoče testne točke, neustrezna zasnova spajkalne maske, težave s površinsko obdelavo ali tveganje zvitosti tiskanega vezja. Te težave lahko otežijo sestavljanje in povečajo možnost neuspešnega spajkanja.

Ustrezen pregled DFM pred proizvodnjo lahko pomaga zmanjšati ta tveganja. Pregled lahko vključuje preverjanje odtisa BGA, pregled zasnove blazinice, oceno odpiranja maske za spajkanje, pregled končne obdelave površine, preučitev via-in-blaznice, pregled debeline plošče in tveganja zvitosti, predlog panelizacije in dostopnost preskusne točke. To strankam pomaga izboljšati uspešnost sestavljanja, preden plošče vstopijo v proizvodnjo.

ZanesljivBGA PCBA Proizvodnjapostopek ne sme dokončati le namestitve komponent. Strankam naj bi pomagal prepoznati tveganja pri načrtovanju, nadzorovati pogoje spajkanja, pregledati skrite spoje in vzdrževati ponovljivo kakovost od prototipa do masovne proizvodnje.

Kakovost spajkanja BGA je tesno povezana s stabilnostjo procesa. Tiskanje spajkalne paste mora biti nadzorovano, da preprečite nezadostno spajkanje, premoščanje spajk ali neenakomerno količino spajke. Pomembna je tudi natančnost namestitve, saj lahko celo majhna neusklajenost vpliva na povezavo spajkalne krogle. Reflow spajkanje je treba skrbno upravljati, ker temperaturni profil določa, ali se spajkalne kroglice stopijo in tvorijo zanesljive spoje.

Postopek reflowa mora upoštevati debelino tiskanega vezja, velikost komponente, vrsto spajkalne paste, površinsko obdelavo plošče, toplotno maso in občutljivost komponente. Če je temperatura prenizka, spajkalni spoji morda ne bodo pravilno oblikovani. Če je temperatura previsoka, se lahko poškoduje komponenta ali tiskano vezje. Če hlajenje ni nadzorovano, se lahko napetost spajkalnega spoja poveča.

Za projekte BGA je treba kontrolo procesa načrtovati pred proizvodnjo, namesto da bi jo popravljali po pojavu napak. To je še posebej pomembno za BGA z majhnim-naklonom, velike pakete BGA, večplastne plošče z visoko-gostoto in izdelke, ki zahtevajo dolgoročno-zanesljivost.

Predelava BGA je še ena velika skrb kupcev. Ker je komponente BGA težje odstraniti in zamenjati kot standardne dele SMT, je treba s predelavo ravnati previdno. Slaba predelava lahko poškoduje plošče PCB, vpliva na bližnje komponente, pregreje ploščo ali zmanjša zanesljivost. Pri prototipnih projektih lahko zmožnost predelave BGA pomaga zmanjšati odpadke vzorcev in razvojne zamude, če je treba komponento zamenjati ali popraviti.

Ponovna obdelava BGA lahko vključuje nadzorovano segrevanje, odstranitev komponent, čiščenje blazinic, pripravo spajk, natančno zamenjavo, reflow in pregled po -predelavi. Po predelavi je priporočljiv rentgenski pregled za potrditev stanja spajkalnega spoja. Čeprav je predelava lahko koristna, je najboljši pristop še vedno zmanjšanje napak z ustreznim pregledom DFM, natančno postavitvijo in stabilnim nadzorom ponovnega polnjenja.

Pomembno je tudi testiranje. X-ray lahko preveri kakovost skritega spajkanja, vendar je še vedno potrebno funkcionalno testiranje, da se potrdi, ali sestavljena plošča deluje v skladu z zahtevami kupca. Odvisno od izdelka lahko testiranje vključuje električne preglede, programiranje vdelane programske opreme, komunikacijsko testiranje, testiranje vklopa ali celotno funkcionalno testiranje.

Mnogi projekti BGA se začnejo s prototipi. V fazi prototipa se stranke običajno osredotočajo na potrditev zasnove odtisa, kakovosti spajkanja, rezultatov rentgenskih žarkov, delovanja vdelane programske opreme in funkcionalne zmogljivosti. Po odobritvi se lahko projekt premakne v malo-serijsko proizvodnjo, pilotne serije ali množično proizvodnjo.

Da bi podprli ta prehod, je treba jasno dokumentirati odobrene različice BOM, specifikacije komponent BGA, opombe o postopku preoblikovanja, standarde za pregled rentgenskih žarkov, metode preskušanja in zapise predelav. Če se med fazo prototipa odkrije težava s spajkanjem, je treba vzrok pregledati pred naslednjo gradnjo. Če se projekt premakne v množično proizvodnjo, postane doslednost procesa kritična.

Za stranke je stabilna serijska proizvodnja pomembna, ker je napake BGA težko odkriti brez ustreznega pregleda. Jasen nadzor nad procesom in zapisi o kakovosti pomagajo zmanjšati ponavljajoče se težave in izboljšajo dolgoročno-zanesljivost.

Nadzor kakovosti za sestavljanje BGA se mora začeti pred proizvodnjo. Pregled datoteke, preverjanje kosovnice, potrditev površinske obdelave tiskanega vezja, načrtovanje šablon, nadzor spajkalne paste, natančnost namestitve, nadzor profila reflowa, pregled z rentgenskimi žarki, funkcionalno testiranje in končna embalaža vplivajo na končno kakovost.

Pri projektih BGA je treba skrbno nadzorovati tudi pakiranje in ravnanje. Komponente so lahko-občutljive na vlago, zato je treba plošče zaščititi pred kontaminacijo, zvijanjem ali poškodbami med pošiljanjem. Ustrezen končni pregled in pakiranje pomagata zagotoviti, da sestavljene plošče prispejo pripravljene za testiranje pri strankah ali integracijo izdelka.

Cilj je dobaviti sestavljene plošče, ki niso samo dokončane, ampak tudi dovolj zanesljive za testiranje resničnih aplikacij in prihodnjo proizvodnjo.