BGA PCB Montage Dienstleistungen, High-End Kugelgitter Array Montage

DuxPCB bietet hochwertige Ball Grid Array (BGA)-Montagedienstleistungen an und ist auf die anspruchsvollsten Footprint-Technologien spezialisiert. Von Standard-FPGAs bis hin zu komplexen Micro-BGAs (0,2 mm Raster) und Package-on-Package (PoP) Stapelung, wir verfügen über die Ausrüstung und den Prozessreife, um zuverlässige Verbindungen zu gewährleisten.

Die Herausforderung bei der BGA-Technologie ist die Sichtbarkeit. Da die Lötstellen unter dem Gehäuse verborgen sind, ist eine Sichtprüfung unmöglich. Die Zuverlässigkeit hängt vollständig von der Prozesskontrolle ab. DuxPCB verwendet Stickstoff (N2)-Reflow, 3D-Röntgeninspektion und proprietäre thermische Profilierung, um versteckte Risiken wie Voiding und Head-in-Pillow-Defekte zu mindern.

Bei der BGA-Montage kann das, was Sie nicht sehen, Ihr Produkt zerstören. Wir gehen die drei häufigsten BGA-Fehler durch rigoroses Engineering an.

Vakuum in BGA-Kugeln reduzieren die Wärmeleitfähigkeit und mechanische Festigkeit.

• Der Industriestandard: IPC-A-610 Klasse 2 erlaubt bis zu 25 % Vakuumfläche.

• Der DuxPCB-Standard: Wir optimieren unsere Reflow-Profile, um < 15 % Vakuum (Klasse 3-Anforderung) anzustreben. Wir verwenden Vakuum-Reflow Öfen und Stickstoffatmosphäre um Oxidation und Ausgasung zu minimieren und solide, vakuumfreie Verbindungen zu gewährleisten.

HiP tritt auf, wenn die Lötkugel auf der Paste aufliegt, aber nicht verschmilzt, wodurch ein offener Stromkreis entsteht, der oft elektrische Tests besteht, aber später unter Vibrationen ausfällt.

• Unsere Lösung: Wir führen regelmäßige Lötpasteninspektionen (SPI) durch und verwenden hochaktive Flussmittelchemikalien. Am wichtigsten ist, dass wir die Koplanarität der Bauteile überprüfen, um sicherzustellen, dass die Kugel während der flüssigen Phase perfekt in der Paste sitzt.

Große BGA-Gehäuse verziehen sich während des Erhitzens, heben Ecken an und verursachen offene Stromkreise.

• Unsere Lösung: Wir verwenden kundenspezifische Magnetische Stützvorrichtungen im Reflow-Ofen, um die Leiterplatte perfekt flach zu halten. Für extrem dünne Platinen entwerfen wir spezielle Paletten, um ein Durchhängen zu verhindern.

Wir sind ausgestattet, um das gesamte Spektrum der Area Array-Gehäuse zu handhaben.

Die BGA-Montage erfordert ein engeres Prozessfenster als Standard-SMT.

Schritt 1: DFM- und Pad-Design-Überprüfung
Vor der Herstellung überprüfen wir die BGA "Dog-bone"- oder "Via-in-Pad"-Designs. Wir prüfen, ob die Lötstopplack-Damm ausreichend ist, um Lötbrücken zwischen den Pads zu verhindern.

Schritt 2: Präzisionsschablonendruck
Für Feinraster-BGAs versagen Standardschablonen. Wir verwenden Elektropolierte oder Nanobeschichtete Edelstahlschablonen mit optimierten Aperturverhältnissen (typischerweise 0,9:1), um eine perfekte Pastenfreisetzung zu gewährleisten.

Schritt 3: Bauteilplatzierung
Unsere Bestückungsautomaten verwenden hochauflösende Visionsysteme, um die BGA-Lötkugeln (nicht nur die Körperkontur) zur Ausrichtung zu erkennen, wodurch sichergestellt wird, dass das Bauteil genau auf den Pads zentriert ist.

Schritt 4: Stickstoff-Reflow-Löten
Die Platine tritt in einen 10-Zonen-Reflow-Ofen ein. Wir injizieren Stickstoff (N2), um den Sauerstoff-PPM-Wert zu senken. Dies verbessert die Benetzungsleistung und reduziert den "Grape Effect" (nicht verschmolzenes Lot) auf Micro-BGAs erheblich.

Schritt 5: Röntgenverifizierung
Jede BGA-Platine wird einer Röntgeninspektion unterzogen. Wir analysieren:

• Brücken/Kurzschlüsse: Überprüfung, ob Lot zwei Pads verbindet.

• Vakuumprozentsatz: Berechnung der genauen Vakuumfläche.

• Ausrichtung: Überprüfung, ob die Kugel auf dem Pad zentriert ist.

Die PoP-Technologie stapelt einen Speicherchip direkt auf einem Prozessor, um Platz zu sparen und die Geschwindigkeit zu verbessern (häufig in Smartphones). DuxPCB ist einer der wenigen EMS-Anbieter mit ausgereiften PoP-Montage Fähigkeiten.

• Prozess: Wir verwenden eine spezielle "Tauchvorrichtung", um die Kugeln des oberen Bauteils in Flussmittel oder Paste zu tauchen, bevor wir es auf das obere Bauteil legen.

• Kontrolle: Dies erfordert extreme Präzision bei der Z-Achsen-Höhenkontrolle und Reflow-Profilierung, um sicherzustellen, dass beide Schichten gleichzeitig gelötet werden, ohne einzuklappen.

Fehler passieren (z. B. falsche Firmware-Version in einem BGA oder ein Designfehler). DuxPCB bietet professionelle BGA-Nacharbeitsdienste.

• Entlöten: Verwendung einer programmierbaren Heißgasdüse, um das Lot zu schmelzen, ohne angrenzende Teile zu überhitzen.

• Site Dressing: Reinigen der Leiterplattenpads mit einem Vakuum-Entlötwerkzeug, wodurch eine flache Oberfläche entsteht.

• Reballing: Auftragen neuer Lötkugeln auf das entfernte BGA-Bauteil, wenn es wiederverwendet werden muss.

• Ersatz: Platzieren eines neuen BGA unter Verwendung von Split-Vision-Optik, um die Kugeln mit den Leiterplattenpads auszurichten.

F: Verwenden Sie Lötpaste vom Typ 3 oder Typ 4 für BGAs?
A: Für Standard-BGAs (Raster > 0,5 mm) ist Typ 3 ausreichend. Für Micro-BGAs (Raster < 0,5 mm) standardisiert DuxPCB jedoch auf Typ 4 oder Typ 5 Paste. Die kleinere Partikelgröße des Pulvers gewährleistet eine gleichmäßige Pastenfreisetzung aus winzigen Schablonenöffnungen.

F: Wie gehen Sie mit Via-in-Pad-Designs für BGAs um?
A: Wenn Ihr Design Via-in-Pad verwendet (üblich für 0,4 mm Raster), benötigen wir, dass die Vias abgedeckt und überplattiert (VIPPO) oder mit Harz gefüllt werden. Offene Vias ziehen Lot vom Anschluss weg, wodurch Vakuum oder offene Stromkreise entstehen.

F: Können Sie Underfill auf BGAs auftragen?
A: Ja. Für Handheld-Geräte oder hochvibrationsfeste Automobilplatinen empfehlen wir Underfill. Wir geben nach dem Reflow ein flüssiges Epoxidkapillar unter dem BGA ab, das aushärtet, um den BGA zu fixieren, wodurch die Überlebensraten beim Falltest drastisch verbessert werden.

F: Wie hoch ist Ihre Röntgen-Stichprobenrate?
A: Für Prototypen inspizieren wir 100 % der BGAs. Für die Massenproduktion führen wir eine 100 %-Inspektion am ersten Artikel durch und befolgen dann einen AQL-Stichprobenplan (Acceptable Quality Level) oder behalten eine 100 %-Inspektion bei, abhängig von den Kundenanforderungen.

Lassen Sie sich nicht von komplexen Footprints in Ihrem Designpotenzial einschränken. Arbeiten Sie mit einem Hersteller zusammen, der die Physik der Feinraster-Montage versteht.

Senden Sie Ihre Gerber-Dateien und Stack-up-Details an DuxPCB. Unsere CAM-Ingenieure stellen eine kostenlose DFM-Überprüfung zur Verfügung, um Ihr BGA-Fan-out und Schablonendesign zu optimieren.