Das Aufkommen von BGAs (Ball Grid Arrays) verringert eindeutig Montagefehler, wenn SMT- (Surface-Mount-Technologie) bzw. SMD- (Surface-Mount-Device) Anwender feststellen, dass QFPs (Quad Flat Packages) mit einem Pitch von 0,3 mm nicht in der Lage sind, die geforderte SMT-Qualität sicherzustellen. Aus Sicht der Systemtheorie führt die Verringerung des Schwierigkeitsgrads der Prozesstechnologie dazu, dass Probleme so schnell wie möglich gelöst werden und die Produktqualität leichter beherrschbar wird, was mit dem Konzept der modernen Fertigung vereinbar ist, obwohl die Inspektion von BGA-Bauteilen nicht leicht umzusetzen ist. Dieser Artikel wird den SMT-Montageprozess von BGA-Bauteilen auf der Grundlage praktischer Serienfertigung in allen Aspekten diskutieren und analysieren.
• Vorbehandlung
Obwohl einige Bauteile mit BGA-Gehäusen nicht so empfindlich auf Feuchtigkeit reagieren, wird empfohlen, alle Bauteile bei einer Temperatur von 125 °C zu backen, da bei Niedertemperatur-Backprozessen keine negativen Auswirkungen festgestellt wurden. Das gilt auch für nackte Leiterplatten (Printed Circuit Boards), die für die SMT-Bestückung bereit sind. Schließlich kann die Feuchtigkeit zunächst entfernt werden, wodurch Fehler an Lotkugeln reduziert und die Lötbarkeit verbessert werden.
• Lotpastendruck
Entsprechend meiner Montageerfahrung lässt sich das Schablonendruckverfahren für Lotpaste im Allgemeinen problemlos bei BGA-Bauteilen mit einem Pitch von mehr als 0,8 mm und bei QFP-Bauteilen mit einem Pitch von 0,5 mm umsetzen. Manchmal tritt jedoch das Problem auf, dass Zinn manuell nachgearbeitet werden muss, da einige Lotkugeln nicht ausreichend Lotpaste erhalten haben, was dazu führt, dass es zu Lötversatz oder Kurzschlüssen kommt.
Dennoch glaube ich nicht, dass Lotpaste auf BGA‑Bauteilen mit einem Pitch von 0,8 mm leichter zu drucken ist als auf QFP‑Bauteilen mit einem Pitch von 0,5 mm. Meiner Ansicht nach ist vielen Ingenieuren der Unterschied zwischen horizontalem und vertikalem Drucken auf QFP mit einem Pitch von 0,5 mm bewusst, was sich aus mechanischer Sicht erklären lässt. Daher sind einige Drucker in der Lage, eine 45°‑Druckfunktion bereitzustellen. Ausgehend von der Auffassung, dass der Druckvorgang eine wesentliche Rolle in der SMT‑Bestückung spielt, wird empfohlen, diesem ausreichend Aufmerksamkeit zu schenken.
• Platzierung und Montage
Basierend auf praktischen Montageerfahrungen sind BGA-Bauteile aufgrund ihrer physikalischen Eigenschaften und der damit verbundenen hohen Fertigbarkeit leichter zu bestücken als QFP-Bauteile mit einem Pitch von 0,5 mm. Das Hauptproblem, dem wir uns jedoch im SMT-Bestückungsprozess stellen müssen, besteht darin, dass es bei Bauteilen zu Vibrationen kommt, wenn eine großformatige Düse mit Gummiring verwendet wird, um Bauteile mit einer Größe von mehr als 30 mm auf die Leiterplatte zu platzieren. Nach durchgeführter Analyse kann davon ausgegangen werden, dass dies auf einen zu hohen Druck in der Düse infolge übermäßiger Bestückkraft zurückzuführen ist und dass es nach geeigneten Anpassungen beseitigt werden kann.
• Löten
Das Reflow-Löten mit Heißluft ist ein nicht intuitiver Prozess während des SMT-Montageprozesses oder kann als eine spezielle Technologie definiert werden. Obwohl BGA-Bauteile hinsichtlich der Lötzeit- und Temperaturkurve der Standardkurve entsprechen, unterscheidet sich ihr Reflow-Lötprozess von dem der meisten herkömmlichen SMDs. Die Lötstellen von BGA-Bauteilen befinden sich unter den Bauteilen, zwischen dem Bauteilkörper und der Leiterplatte, was dazu führt, dass BGA-Bauteile in Bezug auf ihre Lötstellen wesentlich stärker beeinflusst werden als herkömmliche SMDs, deren Pins sich am Rand des Bauteilkörpers befinden. Zumindest sind sie direkt der Heißluft ausgesetzt. Berechnungen des thermischen Widerstands und praktische Erfahrungen zeigen, dass die Lotkugeln im zentralen Bereich des BGA-Bauteilkörpers unter thermischer Verzögerung, einem langsamen Temperaturanstieg und einer niedrigen Maximaltemperatur leiden.
• Inspektion
Aufgrund der physikalischen Struktur von BGA‑Bauteilen kann die Sichtprüfung die Inspektionsanforderungen für die verdeckten Lötstellen von BGA‑Bauteilen nicht erfüllen, sodassRöntgeninspektionist erforderlich, um Lötfehler wie Hohlräume, Kurzschlüsse, fehlende Lötperlen, Lunker usw. zu erkennen. Der einzige Nachteil der Röntgeninspektion sind ihre hohen Kosten.
• Überarbeitung
Zusammen mit einem breiten Spektrum an Anwendungen von BGA‑Bauteilen und der wachsenden Beliebtheit elektronischer Produkte für die persönliche Telekommunikation ist BGA‑Rework zunehmend bedeutender geworden. Im Vergleich zu QFP‑Bauteilen können BGA‑Bauteile jedoch nach dem Auslöten von der Leiterplatte nicht wiederverwendet werden.
Da die BGA-Gehäusetechnologie inzwischen zum Mainstream in der SMT-Bestückung geworden ist, darf ihr technischer Schwierigkeitsgrad keinesfalls vernachlässigt werden, und die in diesem Artikel genannten Schlüsselpunkte sollten sorgfältig und korrekt analysiert und die Probleme rational gelöst werden. Bei der Auswahl einesElektronikvertragsherstelleroder Montagearbeiter sollte eine professionelle Fertigungslinie zusammen mit umfassenden Montagekapazitäten und Montageausrüstung eingerichtet werden.
PCBCart verfügt über eine spezialisierte SMT-Fertigungslinie mit Lotpastendrucker, Bestückungsautomat, Online- und Offline-AOI-Ausrüstung, Reflow-Lötanlage, AXI-Ausrüstung und BGA-Nacharbeitsstation. Das von PCBCart bereitgestellte automatische Bestückungsverfahren ist in der Lage, BGA-Bauteile mit einem Pitch von nur 0,4 mm zu verarbeiten. Alle von uns angebotenen Dienstleistungen und Produkte entsprechen den Vorschriften des ISO9001:2008-Systems, das eine solide Grundlage für die Erfüllung der Kundenerwartungen bildet.Kontaktieren Sie unsum weitere Informationen über unsere SMT-Fähigkeiten für BGA-Bauteile zu erhalten. Oder klicken Sie auf die Schaltfläche unten, um ein KOSTENLOSES und unverbindliches PCBA-Angebot anzufordern!
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Hilfreiche Ressourcen
•Vier Schritte, um BGA kennenzulernen
•Eine Einführung in die BGA-Verpackungstechnologie
•Eine kurze Einführung in BGA-Gehäusetypen
•Faktoren, die die Qualität der BGA-Bestückung beeinflussen
