Anahtar Kelimeler: BGA montajı

Aşırı büyük ölçekli entegre devrelerin (IC'ler) hızlı büyümesiyle birlikte, mevcut paket tipleri elektronik montaj taleplerini karşılayamaz hale gelmiştir ve daha yüksek bütünleşme, daha düşük kart alanı ve daha fazla G/Ç sayısı talebinin artması sonucunda yeni paketler ortaya çıkmıştır. Yukarıda tartışılan tüm yeni paket formları arasında, BGA (top ızgara dizisi) paketi, çeşitliliği sayesinde eski paketlerde görülen birçok kısıtlamanın üstesinden geldiği için en geniş uygulama alanlarına sahip başlıca tiptir. Lehimleme teknolojisi açısından, BGA paketi, QFP (dört yassı paket) gibi önceki paketlere oldukça benzer. Bununla birlikte, bacakların lehim toplarıyla değiştirilmesi, elektronik montajda bir devrim yaratmış ve CSP gibi türev paketlerin ortaya çıkmasını sağlamıştır. BGA montajı lehimleme, geleneksel SMT (yüzey montaj teknolojisi) ile entegre edilmiştir ve standart SMT montaj ekipmanları kullanılarak gerçekleştirilebilir.

Top Izgara Dizisi (BGA), bileşenin altında lehim topu bağlantılarına sahip bir yüzey montaj paketlemesidir. BGAlar, diğer paketleme yöntemlerine göre daha yüksek bağlayıcı yoğunluğuna sahiptir, ancak yüzey montaj teknolojisi (SMT) montajında başarıyla lehimlenmeleri zor olabilir.

SMT (yüzey montaj teknolojisi) / SMD (yüzey montaj cihazı) uygulayıcıları, 0.3mm aralıklı QFP'nin (dört yassı paket) SMT kalite başarısına ulaşamadığını keşfettiklerinde, BGA (top ızgara dizisi) kullanımı montaj hatalarını önemli ölçüde azaltır. Sistem teorisine göre, süreç teknolojisinin zorluk seviyesinin düşürülmesi, sorunların mümkün olan en kısa sürede çözülmesine ve ürün kalitesinin daha kolay kontrol edilmesine yol açar; bu, BGA bileşen incelemesinin uygulanması zor olsa da, modern üretim konseptiyle tutarlıdır. Bu blog, gerçek hacimli üretim kullanarak BGA bileşenleri için SMT montaj yöntemini her yönden inceleyip analiz edecektir.

BGA Paketlerine Genel Bakış

Avantajlar

BGA bileşenleri çeşitli avantajlar sunar:

• Çevresel bacaklı bileşenlere göre daha fazla ara bağlantı
• Çevresel bacaklı bileşenlere göre daha küçük ayak izi
• Kısa bağlantı uzunlukları
• Çip ve tel bağlantıları için koruma.

Zorluklar

Ancak, BGA lehimleme süreç sorunları sunar

• Lehim eklemleri bileşenin altında gömülüdür.
• Yoğun paket ayak izi, lehim macunu baskısını kısıtlar
• Büyük BGAların termal kütlesi, profil oluşturmayı etkiler.
• Kart eğrilmesine ve düzlemselliğe karşı hassas
• Sağlam BGA lehim bağlantıları, dikkatli süreç kontrolü gerektirir.

BGA Bileşenleri için SMT Montaj Sürecinin Temel Özellikleri

Ön İşlem

Bazı BGA bileşenleri neme karşı daha az duyarlı olsa da, düşük sıcaklıkta ısıtmanın herhangi bir zararlı etkisi olmadığı kanıtlanmadığından, tüm bileşenler 125°C'de ısıtılmalıdır. Bu, SMT montajına hazır çıplak baskılı devre kartları (PCB'ler) için de geçerlidir. Sonuçta, nem öncelikle ele alınabilir, bu da daha az lehim topu kusuru ve gelişmiş lehimlenebilirlik ile sonuçlanır.

Lehim Macunu Baskısı

Montaj uzmanlığıma göre, lehim macunu baskısı genellikle 0.8mm'den büyük aralıklı BGA bileşenlerinde ve 0.5mm aralıklı QFP bileşenlerinde uygulamak basittir. Ancak, bazı lehim topları yeterli lehim macunu baskısı almadığı için lehimleme yer değiştirmesi veya kısa devrelere yol açtığında, kalayın manuel olarak düzeltilmesi gereken durumlar olabilir.

Yine de, 0.8mm aralıklı BGA bileşenleri üzerine lehim pastası basmanın, 0.5mm aralıklı QFP bileşenlerine kıyasla daha kolay olduğuna inanılmamaktadır. 0.5mm aralıklı QFP üzerinde yatay ve dikey baskı arasındaki farkın birçok mühendis tarafından mekanik olarak açıklanabilecek şekilde farkında olunduğuna inanılmaktadır. Bu nedenle, bazı baskı makineleri 45 derecede baskı yapabilir. Baskı işleminin SMT montajında önemli bir rol oynadığı fikrine göre, yeterli dikkat gösterilmelidir.

Yerleştirme ve montaj

Gerçek montaj tecrübesine göre, fiziksel özellikler yüksek üretilebilirliğe yol açtığından, BGA bileşenlerinin montajı 0.5mm aralıklı QFP bileşenlerine kıyasla daha kolaydır. Ancak, SMT montaj süreci boyunca karşılaştığımız en büyük sorun, 30mm'den büyük devre kartları üzerine bileşenleri konumlandırmak için lastik halkalı büyük ölçekli bir nozul kullanıldığında bileşenlerde oluşan titreşimdir. Çalışmalara dayanarak, bunun aşırı montaj kuvveti nedeniyle nozul içindeki fazla basınçtan kaynaklandığı ve uygun değişikliklerle ortadan kaldırılabileceği düşünülmektedir. BGA bileşenleri, lehimin yüzey gerilimi nedeniyle lehimleme sürecinde belirgin bir kendi kendine merkezleme etkisine sahiptir, bu nedenle bazı tasarımcılar BGA pad tasarımında dört köşedeki padleri kasıtlı olarak büyüterek kendi kendine merkezleme etkisini daha belirgin hale getirir, böylece montaj pozisyonları kaydığında BGA bileşenlerinin kendi kendine sıfırlanmasını sağlar.

Lehimleme

Sıcak hava kullanarak reflow lehimleme, SMT montaj sürecinde alışılmadık bir prosedürdür veya benzersiz bir teknoloji olarak sınıflandırılabilir. Her ne kadar BGA montaj bileşenleri standart eğri ile eşit zaman ve sıcaklık eğrisine sahip olsa da, reflow lehimleme açısından geleneksel SMD'lerin çoğundan farklılık gösterirler. BGA bileşenlerinin lehim bağlantıları, bileşen gövdesi ile baskılı devre kartı arasında, bileşenlerin altında yer alır, bu da BGA bileşenlerinin, bacakları bileşen gövdesinin çevresinde bulunan tipik SMD'lere kıyasla lehim bağlantılarından önemli ölçüde daha fazla etkilendiği anlamına gelir. En azından, bunlar doğrudan ısıtılmış havaya maruz kalır. Termal direnç hesaplamaları ve uygulamaları, BGA bileşen gövdesinin orta kısmındaki lehim toplarının termal gecikme, ılımlı sıcaklık artışı ve düşük maksimum sıcaklık yaşadığını göstermektedir.

İnceleme

BGA bileşenlerinin fiziksel yapıları nedeniyle, görsel inceleme gizli lehim bağlantılarının inceleme ihtiyaçlarını karşılayamaz, bu nedenle hava boşlukları, boşluklar, kısa devreler ve eksik lehim topları gibi lehimleme hatalarını tespit etmek için X-ışını incelemesi gereklidir. X-ışını incelemesinin tek dezavantajı yüksek maliyetidir.

Yeniden çalışma

BGA bileşenlerinin yaygın kullanımı ve kişisel telefon için elektronik ürünlerin benimsenmesi nedeniyle BGA yeniden çalışmasının önemi artmıştır. Ancak, QFP bileşenlerinin aksine, BGA bileşenleri devre kartından söküldükten sonra yeniden kullanılamaz.

Artık BGA paketleme teknolojisi SMT montajında norm haline geldiğinden, teknolojik karmaşıklık seviyesi asla hafife alınmamalı ve bu makalede tartışılan ana hususlar kapsamlı ve doğru bir şekilde değerlendirilmeli, endişeler mantıklı bir şekilde çözülmelidir. Bir elektronik sözleşmeli üretici veya montajcı seçerken, profesyonel bir üretim hattının yanı sıra tam kapsamlı montaj yetenekleri ve ekipmanları arayın.

BGA montaj sürecinde, statik koruma ve BGA bileşeni ön ısıtma dikkate alınması gereken ek faktörlerdir. BGA bileşenleri genellikle statik koruma sağlayan özel kaplar gerektirir. Baskılı devre kartı montaj süreci boyunca, ekipman topraklaması, personel yönetimi ve çevre yönetimi dahil olmak üzere katı statik koruma önlemleri uygulanmalıdır.

Sonuç

Özetlemek gerekirse, Ball Grid Array ürünleri önemli bağlantı yoğunluğu iyileştirmeleri sunar ancak benzersiz lehimleme süreci sorunlarına sahiptir. Kaliteli BGA lehim bağlantıları, hassas baskı, doğru montaj, optimum yeniden akış, esnek devre kartı tasarımı, taşıma kontrolleri ve kapsamlı denetim için belirlenen yedi adım izlenerek elde edilebilir. Gelişmiş paketler büyüdükçe, kabul edilebilir verim ve güvenilirliğe ulaşmak için daha fazla süreç yeniliği gerekli olacaktır. EFPCB, küresel müşterilerden gelen PCB Montaj taleplerini yönetmedeki uzun yıllara dayanan uzmanlığıyla, BGA montaj bileşenleri de dahil olmak üzere hemen hemen her tür parçayı devre kartlarına lehimleyebilir. Tüm yeni paket formları arasında, BGA (top ızgara dizisi) paketi, çeşitliliği nedeniyle en geniş uygulama alanlarına sahip ana türdür ve bu da eski paketlerde görülen birçok kısıtlamanın üstesinden gelir.