BGA-översikt
BGA är en typ av chipkapsel, förkortning för Ball Grid Array på engelska. Kapselstiften är kulformade rutnätsmatriser längst ner på kapseln, och stiften är sfäriska och arrangerade i ett rutnätsliknande mönster, därav namnet BGA.
Många moderkortsstyrkretsar använder den här typen av paketeringsteknik, och materialen är mestadels keramiska. Minne paketerat med BGA-teknik kan öka minneskapaciteten med två till tre gånger utan att ändra volymen. Jämfört med TSOP har BGA en mindre volym, bättre värmeavledning och elektrisk prestanda.
BGA-paketets pad-routingdesign
1. Kabeldragning mellan BGA-plattor
Under konstruktionen är avståndet mellan BGA-plattorna mindre än 10 mm, och fräsning är inte tillåten mellan två BGA-enheter, eftersom linjebredden för fräsningen överstiger produktionsprocessens kapacitet. Om fräsning ska utföras kan BGA-plattan endast minskas. Vid tillverkning av produktionsutkastet kommer tillräckligt avstånd att skära av BGA-plattan. Plattan skärs till en speciell form, vilket kan orsaka felaktig svetsposition vid efterföljande svetsning.
2. Fyllning av viaen i dynan med hartspluggning
När avståndet mellan plattorna i BGA-kapslingen är litet och tråden inte kan dras, måste en via i plattan utformas, det vill säga att hålet stansas i plattan och tråden dras från det inre lagret eller det undre lagret. Vid detta tillfälle måste via i plattan fyllas med hartspluggning och elektroplätering. Om via i plattan inte använder hartspluggningsprocessen kommer det att leda till dålig svetsning under svetsningen, eftersom det finns ett hål i mitten av plattan och svetsområdet är litet, och tenn kommer att läcka ut från hålet.
3. BGA-område via pluggning
Viorna i BGA-plattans område behöver generellt pluggas. För provet, med tanke på kostnaden och produktionssvårigheter, täcks de grundläggande viaerna med olja. Pluggningsmetoden är bläckpluggning. Fördelen med pluggning är att förhindra främmande föremål i hålet eller förlänga viaens livslängd. Dessutom, när SMT-patchen omflödas, kommer via-tennet att orsaka en kortslutning på andra sidan.
4. Via i dynan, HDI-design
För BGA-chip med relativt litet stiftavstånd, när stiftplattan inte kan dirigeras på grund av processen, rekommenderas det att designa en via direkt i plattan. Till exempel är BGA-chipet på mobiltelefonkortet relativt litet, med många stift och litet stiftavstånd, så det är omöjligt att dra ledningarna från mitten av stiften. Endast HDI-metoden för blinda hål kan användas för att designa kretskortet. BGA-plattan stansas med ett hål i plattan, det inre lagret stansas med ett nedgrävt hål, och det inre lagret är kopplat och anslutet.
BGA-svetsprocesskvalitet
1. Lödpasta för tryckning
Syftet med lödpastatryckning är att applicera en lämplig mängd lödpasta jämnt på kretskortets plattor för att säkerställa att patchkomponenterna och motsvarande plattor på kretskortet är omlödda för att uppnå god elektrisk anslutning och tillräcklig mekanisk hållfasthet. För att trycka lödpasta behöver vi göra ett stålnät. Lödpastan passerar genom motsvarande öppningar på varje platta på stålnätet, och tennet beläggs jämnt på varje platta under skrapans inverkan för att uppnå god svetsning.
2. Placering av enheten
Enhetsplacering är patching, vilket innebär att man använder en placeringsmaskin för att noggrant placera chipkomponenter på motsvarande position på PCB-ytan som är tryckt med lödpasta eller patchlim. Höghastighetsplaceringsmaskiner är lämpliga för montering av små och stora komponenter: såsom kondensatorer, motstånd etc., och kan även montera vissa IC-komponenter. Allmänna placeringsmaskiner är lämpliga för montering av heterogena eller högprecisionskomponenter: såsom QFP, BGA, SOT, SOP, PLCC, etc.
3. Återflödeslödning
Reflowlödning innebär att smälta lödpastan på kretskortsplattan för att uppnå en mekanisk och elektrisk förbindelse mellan den ytmonterade komponentens lödände och PCB-plattan för att bilda en elektrisk krets. Reflowlödning är en viktig process i SMT-produktion. Rimlig temperaturkurvinställning är nyckeln till att säkerställa kvaliteten på reflowlödningen. Felaktig temperaturkurva orsakar svetsfel som ofullständig lödning, kalllödning, komponentböjning, för många lödbollar etc. på kretskortet, vilket påverkar produktkvaliteten.
4. Röntgeninspektion
Röntgen kan kontrollera nästan alla processfel. Genom röntgenteknikens perspektivegenskaper kan lödfogens form kontrolleras och jämföras med standardformen i datorbiblioteket för att bedöma lödfogens kvalitet. Detta är särskilt användbart för lödfogsinspektion av BGA- och DCA-komponenter. Röntgeninspektionens roll är oersättlig eftersom den inte kräver testformar. Nackdelen är dock att kostnaden för röntgeninspektion för närvarande är ganska hög.
Orsaker till dålig BGA-svetsning
1. Obearbetade BGA-plattahål
Det finns hål på BGA-svetsplattan. Under svetsprocessen kan lödkulorna gå förlorade tillsammans med lödmetallen. På grund av avsaknaden av en korrekt motståndssvetsningsprocess vid kretskortstillverkning kan lödmetallen och lödkulorna läcka ut genom hålen nära svetskortet, vilket resulterar i förlust av lödkulor.
2. Olika storlekar på dynor
Olika storlekar på BGA-lödplattor kan påverka kvaliteten på svetsprocessen. BGA-plattans utgående tråd bör inte överstiga 50 % av plattans diameter, och strömplattans utgående tråd bör inte vara mindre än 0.1 mm. Den bör också vara förtjockad för att förhindra att svetsplattan deformeras. Dessutom bör svetsblockeringsfönstret inte vara större än 0.05 mm, och öppningen på kopparytan bör matcha storleken på kretsplattan. Annars kommer BGA-plattorna att tillverkas i olika storlekar, vilket kan orsaka problem under svetsprocessen.
wonderfulpcb DFM-tjänster Om BGA-chipsvetsningslösningen
1. Förpackat hål för dyna i dyna
wonderfulpcb DFM Services enklicksanalys upptäcker om det finns ett pad-in-pad-hål i designfilen och uppmanar konstruktören att modifiera pad-in-pad-hålet. Utformningen av pad-in-pad-hål undviks ofta på grund av den höga tillverkningskostnaden. Om pad-in-pad-hålet kan ändras till ett vanligt hål kan produktkostnaden minskas. Dessutom varnar systemet den tillverkande kortfabriken att pad-in-pad-hålsdesignen måste fyllas med harts och att pad-in-pad-hålsproduktionsprocessen måste användas.
2. Förhållande mellan plattor och stift
wonderfulpcb DFM Services monteringsanalys detekterar storleksförhållandet mellan BGA-plattan och BGA-stiftets faktiska diameter i designfilen. Om plattans diameter är mindre än 20 % av BGA-stiftet kan det leda till dålig svetsning. Omvänt, om den är större än 25 %, blir ledningsutrymmet för litet. I sådana fall måste konstruktören justera förhållandet mellan plattan och BGA-stiftets diameter.
wonderfulpcb DFM Services tillhandahåller lösningar för lödbarhet av BGA-plattor och hjälper användare att granska lödbarheten hos BGA-designfiler före produktion. Detta hjälper till att undvika lödbarhetsproblem under montering och säkerställer att BGA-chip uppfyller lödbarhetskvalitetsstandarder.
BGA-svetsprocesskvalitet
1. Lödpasta för tryckning
Syftet med lödpastatryckning är att applicera en lämplig mängd lödpasta jämnt på kretskortets plattor för att säkerställa att patchkomponenterna och motsvarande plattor på kretskortet är omlödda för att uppnå god elektrisk anslutning och tillräcklig mekanisk hållfasthet. För att trycka lödpasta används ett stålnät. Lödpastan passerar genom motsvarande öppningar på varje platta på stålnätet, och tennet beläggs jämnt på varje platta under skrapans inverkan för att uppnå god svetsning.
2. Placering av enheten
Enhetsplacering är patching, vilket innebär att man använder en placeringsmaskin för att noggrant placera chipkomponenter på motsvarande position på PCB-ytan, som är tryckt med lödpasta eller patchlim. Höghastighetsplaceringsmaskiner är lämpliga för montering av små och stora komponenter, såsom kondensatorer, motstånd och vissa IC-komponenter. Allmänna placeringsmaskiner är lämpliga för montering av heterogena eller högprecisionskomponenter, såsom QFP, BGA, SOT, SOP, PLCC, etc.
