Услуги по сборке печатных плат BGA, сборка высококачественных микросхем BGA

DuxPCB предоставляет высококачественные услуги по сборке Ball Grid Array (BGA), специализируясь на самых сложных технологиях с использованием различных корпусов. От стандартных FPGA до сложных Micro-BGAs (шаг 0,2 мм) и Package-on-Package (PoP) стекирования, мы располагаем оборудованием и отработанными процессами для обеспечения надежных межсоединений.

Сложность технологии BGA заключается в видимости. Поскольку паяные соединения скрыты под корпусом, визуальный контроль невозможен. Надежность полностью зависит от контроля процесса. DuxPCB использует пайку в среде азота (N2), 3D рентгеновский контроль и запатентованное термическое профилирование для снижения скрытых рисков, таких как образование пустот и дефекты Head-in-Pillow.

В сборке BGA то, что вы не видите, может убить ваш продукт. Мы устраняем три наиболее распространенные причины отказов BGA с помощью тщательной инженерной проработки.

Пустоты в шариках BGA снижают теплопроводность и механическую прочность.

• Отраслевой стандарт: IPC-A-610 Class 2 допускает до 25% площади пустот.

• Стандарт DuxPCB: Мы оптимизируем наши профили оплавления, чтобы ориентироваться на < 15% пустот (требование Class 3). Мы используем печи вакуумного оплавления и атмосферу азота для минимизации окисления и выделения газов, обеспечивая прочные соединения без пустот.

HiP возникает, когда шарик припоя опирается на пасту, но не сплавляется, создавая разомкнутую цепь, которая часто проходит электрические испытания, но выходит из строя позже при вибрации.

• Наше решение: Мы проводим регулярный контроль паяльной пасты (SPI) и используем химические составы флюса с высокой активностью. Самое главное, мы проверяем соосность компонентов, чтобы убедиться, что шарик идеально располагается в пасте во время жидкой фазы.

Большие корпуса BGA деформируются при нагревании, приподнимая углы и вызывая разрывы цепей.

• Наше решение: Мы используем специальные магнитные опорные приспособления в печи оплавления, чтобы плата оставалась идеально плоской. Для чрезвычайно тонких плат мы разрабатываем специальные поддоны для предотвращения провисания.

Мы оснащены для работы со всем спектром корпусов Area Array.

Сборка BGA требует более узкого окна процесса, чем стандартный SMT.

Шаг 1: DFM и проверка конструкции площадок
Перед производством мы проверяем конструкции BGA «Dog-bone» или «Via-in-Pad». Мы проверяем, достаточно ли маски для пайки, чтобы предотвратить образование мостиков припоя между площадками.

Шаг 2: Точная трафаретная печать
Для BGA с мелким шагом стандартные трафареты не подходят. Мы используем электрополированные или нанопокрытые трафареты из нержавеющей стали с оптимизированными коэффициентами апертуры (обычно 0,9:1), чтобы обеспечить идеальное нанесение пасты.

Шаг 3: Размещение компонентов
Наши автоматы установки компонентов используют системы машинного зрения высокого разрешения для распознавания шариков припоя BGA (а не только контура корпуса) для выравнивания, гарантируя, что компонент центрирован точно на площадках.

Шаг 4: Пайка оплавлением в среде азота
Плата входит в печь оплавления с 10 зонами. Мы вводим азот (N2), чтобы снизить уровень PPM кислорода. Это улучшает смачиваемость и значительно уменьшает «эффект винограда» (несплавленный припой) на micro-BGA.

Шаг 5: Рентгеновская проверка
Каждая плата BGA проходит рентгеновский контроль. Мы анализируем:

• Мостики/Короткие замыкания: Проверка наличия припоя, соединяющего две площадки.

• Процент пустот: Расчет точной площади пустот.

• Выравнивание: Проверка центрирования шарика на площадке.

Технология PoP устанавливает микросхему памяти непосредственно поверх процессора для экономии места и повышения скорости (распространено в смартфонах). DuxPCB является одним из немногих поставщиков EMS с отработанными возможностями сборки PoP.

• Процесс: Мы используем специальное «устройство для окунания», чтобы окунуть шарики верхнего компонента во флюс или пасту, прежде чем поместить его поверх нижнего компонента.

• Контроль: Это требует предельной точности в контроле высоты по оси Z и профилировании оплавления, чтобы обеспечить одновременную пайку обоих слоев без разрушения.

Ошибки случаются (например, неправильная версия прошивки внутри BGA или ошибка проектирования). DuxPCB предлагает профессиональные услуги по переделке BGA.

• Удаление припоя: Использование программируемого сопла горячего газа для расплавления припоя без перегрева соседних деталей.

• Обработка площадки: Очистка площадок печатной платы с помощью вакуумного инструмента для удаления припоя, оставляя плоскую поверхность.

• Перепайка: Нанесение новых шариков припоя на удаленный компонент BGA, если его необходимо использовать повторно.

• Замена: Размещение нового BGA с использованием оптики разделенного обзора для выравнивания шариков с площадками печатной платы.

В: Используете ли вы паяльную пасту типа 3 или типа 4 для BGA?
О: Для стандартных BGA (шаг > 0,5 мм) достаточно типа 3. Однако для Micro-BGA (шаг < 0,5 мм) DuxPCB стандартизирует пасту типа 4 или типа 5. Меньший размер частиц порошка обеспечивает равномерное нанесение пасты из крошечных отверстий трафарета.

В: Как вы обрабатываете конструкции Via-in-Pad для BGA?
О: Если в вашей конструкции используется Via-in-Pad (распространено для шага 0,4 мм), мы требуем, чтобы переходные отверстия были закрыты и покрыты гальваническим покрытием (VIPPO) или заполнены смолой. Открытые переходные отверстия будут отводить припой от соединения, вызывая пустоты или разрывы цепей.

В: Можете ли вы нанести компаунд на BGA?
О: Да. Для портативных устройств или автомобильных плат с высокой вибрацией мы рекомендуем заполнение компаундом. Мы наносим жидкую эпоксидную капиллярную жидкость под BGA после оплавления, которая затвердевает, чтобы зафиксировать BGA на месте, значительно улучшая показатели выживаемости при испытаниях на падение.

В: Какова ваша частота выборки рентгеновского излучения?
О: Для прототипов мы проверяем 100% BGA. Для массового производства мы выполняем 100% контроль первого изделия, а затем следуем плану выборки AQL (приемлемый уровень качества) или поддерживаем 100% контроль в зависимости от требований клиента.

Не позволяйте сложным корпусам ограничивать ваш проектный потенциал. Сотрудничайте с производителем, который понимает физику сборки с мелким шагом.

Отправьте свои файлы Gerber и детали стека DuxPCB. Наши CAM-инженеры предоставят бесплатный DFM-обзор для оптимизации вашего BGA fan-out и конструкции трафарета.