BGA (Ball Grid Array) ist eine Verpackungstechnologie für integrierte Schaltungen, die hauptsächlich zur Herstellung von Hochleistungs-Elektronikprodukten verwendet wird und bei der kugelförmige Lötstellen zur Verbindung von Chip und Leiterplatte verwendet werden.
Derzeit beliebte BGA-Gehäuse
FPGA (Field Programmable Gate Array)
FC-BGA (Flip-Chip-Kugellaserarray)
WLCSP (Wafer Level Chip Scale Package)
Vorteile der BGA-Verpackung
Hohe Dichte und Vielseitigkeit
Auch wenn die Anzahl der I/O-Pins im BGA-Gehäuse gestiegen ist, ist der Pinabstand relativ groß, was die Montageausbeute verbessert. Dadurch wird BGA zur optimalen Wahl für hochdichte und leistungsstarke, multifunktionale Gehäuse mit hoher I/O-Pin-Zahl.
Höhere Signalübertragungsgeschwindigkeit
Die Signalübertragungsverzögerung wird aufgrund kleinerer parasitärer Parameter minimiert, wodurch die Betriebsfrequenz erheblich gesteigert wird.
Hohe Zuverlässigkeit
Beim Zusammenbau wird von BGA-Verpackungen das Coplanar-Löten verwendet, was die Zuverlässigkeit erhöht.
Exzellente elektrische und thermische Leistung
Gleiche Kapazität, aber BGA-Verpackung ist ein Drittel der Größe der TSOP-Verpackung, im Vergleich zu traditionellen Verpackungsmethoden (QFN, QFP, SOP). Es bietet einen direkten, kürzeren Pfad für die Wärmeableitung, was zu hervorragender elektrischer und thermischer Leistung führt.
BGA Produktbezogene Standards
Um eine einfache Integration und Zuverlässigkeit von BGA (Ball Grid Array) zu gewährleisten, erfüllt PCBCart die allgemein anerkannten Industriestandards. Die folgenden sind die wichtigsten Rahmenwerke, die unseren Prozess leiten:
IPC-7351B: Printed Circuit Board Design Guidelines
Der Standard ist in erster Linie ein Leitfaden für die Leiterplatten (PCB)-Entwicklung. Für BGA-Komponenten bietet IPC-7351B explizite Richtlinien für:
Tastaturlayout: Anforderungen an das Design für die Formen und Größen der Pads, damit sie sich effizient mit den Lotkugeln des BGAs ausrichten und in Kontakt treten.
Abstände und Toleranzen: Spezifikationen für die Aufrechterhaltung eines angemessenen Abstands der Pads und das Festlegen akzeptabler Toleranzen, um Probleme wie Überbrückung und Fehlausrichtung während der Montage zu verhindern.
Entwurfsoptimierung: Methoden zur Anpassung von Leiterplattendesigns zur Aufnahme verschiedener Arten von BGA-Gehäusen, wodurch Lötfehler und die Zuverlässigkeit der gesamten elektronischen Baugruppe optimiert werden.
IPC-A-610: Abnahmekriterien für Baugruppen
Verpflichtet zu hochwertiger elektronischer Baugruppenmontage, beschreibt dieser Standard strenge Abnahmekriterien für das Löten von BGA, einschließlich:
Lötstellenintegrität: Bewertung der Form, Größe und Lage des Gelenks.
Defektidentifikation: Kriterien zur Identifizierung von Hohlräumen, Rissen oder Fehlausrichtung.
Visuelle und mechanische Inspektion: Kriterien für die langfristige Funktionskonformität.
IPC-7095: Beste Praktiken für das Reflowlöten von BGA
Dieser Standard vereinfacht die Reflow-Lötprozesse für BGA-Bauteile und legt besonderen Wert auf:
Temperaturprofilierung: Präzise Steuerung von Vorwärmbereichen, Spitzentemperaturen und Abkühlraten.
Prozesskonsistenz: Richtlinien zur Vermeidung von thermischem Schock und Sicherstellung einer gleichmäßigen Lötstellenbildung.
Zuverlässigkeitsverbesserungen: Prävention von Head-in-Pillow- oder Brückenfehlern.
IPC-A-600: PCB-Herstellungsqualität
Dieser Standard legt die Qualitätsanforderungen an die Leiterplattenfertigung mit BGA-Vorgaben wie folgt fest:
Pad Surface Condition: Glätte, Widerstandsfähigkeit gegen Oxidation und Sauberkeit.
Blendentoleranzen: Bohrgenauigkeit innerhalb von Via-in-Pad oder Mikrovias.
Material Integrität: Fähigkeit des Substrats, Temperaturbelastungen standzuhalten und darüber liegende Schichten zu registrieren.
Qualitätssicherung bei der BGA-Inspektion
Da das Platzieren von Lötbällen in BGA-Paketen äußerst präzise ist, ist die Inspektion von BGA-Paketen mit grundlegenden optischen Methoden, die Einschränkungen beim Erkennen von Defekten haben, praktisch unmöglich. Die hohe Präzision beim Zusammenbau von BGAs für SMT beruht auf fortschrittlichen Technologien, die implementiert werden:
Elektrische Prüfung: Es ist ein Standardtest, der effektiv offene und Kurzschlüsse identifiziert, um korrekte Verbindungen sicherzustellen.
Grenzscan-Inspektion: Dies beinhaltet die Nutzung der Boundary-Scan-Inspektionsfunktion des Boundary-Scan-Designs und die Inspektion jeder Lötverbindung im Boundary-Steckverbinder, um Unterbrechungen und Kurzschlüsse zu erkennen.
Automatische Röntgeninspektion: Im Gegensatz zu AOI, das sichtbare Verbindungen untersucht, scannt diese Methode unter die Komponenten, um verborgene Probleme wie Blasen und Hohlräume aufzudecken. Sie ist in der Lage, typische BGA-Fehler wie Fehlanpassungen, lose Lötstellen, Unterbrechungen, kalte Lötstellen, Kurzschlüsse durch Überbrückung, Hohlräume, verschobene oder fehlende Lötperlen und Größenabweichungen zu identifizieren.
PCBCart ist ein zuverlässiger Experte für PCB-Montage und -Produktion mit speziellen BGA-Produktionsfähigkeiten als Teil ihrer Kernprodukte. PCBCart zeichnet sich in der PCB-Montage und im Design für BGA-Gehäusearten aus, bekannt für ihre komplexe Lötball-Anordnung, die ihnen ermöglicht, Hochdichte-Interconnects anzubieten. PCBCart bietet einen umfassenden Test- und Inspektionsprozess für BGA-PCB-Produkte, bevor sie zum Versand freigegeben werden.
Maßgeschneidert für den Einsatz im Elektronikzeitalter zielen PCBCarts BGA-Dienste darauf ab, unterschiedliche Anforderungen der Kunden zu erfüllen, wenn es darum geht, BGA-Pakete auf Leiterplattendesigns zu montieren, wobei der Schwerpunkt auf Genauigkeit und hochwertigen Ergebnissen liegt.
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Hilfreiche Ressourcen
• Design-Anforderungen an SMT-Leiterplatten Teil Eins: Pad-Design für einige gewöhnliche Bauteile
• Design-Anforderungen von SMT-PCBs, Teil Zwei: Einstellungen von Pad-Trace-Verbindung, Durchkontaktierungen, Testpunkt, Lötstoppmaske und Siebdruck
• Designanforderungen für SMT-Leiterplatten Teil Drei: Entwurfsplanung der Komponentenplatzierung
• Designanforderungen für SMT-Leiterplatten, Teil vier: Markierung
• Voll funktionsfähiger PCB-Fertigungsservice von PCBCart - Mehrere wertschöpfende Optionen
• Fortschrittlicher PCB-Montageservice von PCBCart - Ab 1 Stück
