Zespół płytki drukowanej z siatką kulkową Micro BGA o wysokiej precyzji

Usługa montażu płytek PCB o wysokiej precyzji Micro BGA Ball Grid Array firmy Fanway łączy w sobie precyzyjny sprzęt do umieszczania, kontrolowane profilowanie termiczne i kontrolę rentgenowską 2D/3D w celu uzyskania niezawodnych połączeń lutowanych pod korpusem komponentu. Dokładność umieszczania obsługuje układy BGA o drobnej podziałce do 0,25 mm, a profile rozpływu są skalibrowane tak, aby zapobiegać powstawaniu pustych przestrzeni, wypaczeniu i defektom „głowa w poduszce”. Usługa produkcji obwodów drukowanych BGA obejmuje optymalizację układu PCB pod kątem trasowania BGA, pozyskiwanie komponentów za pośrednictwem autoryzowanych łańcuchów dostaw oraz kontrolę po montażu pod kątem kryteriów akceptacji IPC-A-610. W przypadku płyt wymagających wymiany lub modernizacji komponentów usługa obejmuje demontaż BGA, czyszczenie podkładek, reballing i ponowne podłączenie przy użyciu kontrolowanych profili termicznych.

Co to jest montaż PCB BGA?

Montaż PCB BGA (Ball Grid Array) to proces montażu komponentów Ball Grid Array na płytce drukowanej przy użyciu technologii montażu powierzchniowego. W przeciwieństwie do tradycyjnych pakietów z przewodami na obwodzie, komponenty BGA mają szereg kulek lutowniczych ułożonych w siatkę na spodzie urządzenia. Podczas montażu układ BGA umieszcza się na polach lutowanych i przepuszcza przez piec rozpływowy, w którym kulki lutownicze topią się, tworząc połączenia elektryczne i mechaniczne. Ponieważ złącza są ukryte pod korpusem komponentu, standardowa kontrola wzrokowa nie jest w stanie zweryfikować jakości lutowania; Wymagana jest kontrola rentgenowska.

Typy pakietów BGA i zastosowania

Proces montażu BGA

Proces montażu PCB z matrycą kulkową Micro BGA o wysokiej precyzji przebiega według kontrolowanej sekwencji, aby zapewnić niezawodność połączenia:

1. Przygotowanie PCB i aplikacja pasty lutowniczej

Pasta lutownicza jest drukowana na podkładkach PCB za pomocą szablonu. Objętość i wyrównanie pasty są krytyczne; niewystarczająca ilość pasty prowadzi do pęknięć, natomiast nadmiar pasty powoduje mostkowanie.

2. Umiejscowienie BGA

Komponent BGA jest umieszczany na podkładkach lutowanych za pomocą zautomatyzowanego sprzętu typu pick-and-place z wyrównaniem obrazu. Dokładność umieszczenia musi mieścić się w mikronach, aby zapewnić, że każda kulka lutownicza zrówna się z odpowiadającą jej płytką.

3. Lutowanie rozpływowe 

Zmontowana płyta przechodzi przez piec rozpływowy o kontrolowanym profilu termicznym. Profil obejmuje stopnie podgrzewania, namaczania, rozpływu i chłodzenia, każdy skalibrowany pod kątem konkretnego pakietu BGA i stopu lutowniczego (bezołowiowy SAC305 lub eutektyk Sn63Pb37). Właściwe wyprofilowanie zapobiega powstawaniu pustych przestrzeni, wypaczeń i wad typu „głowa w poduszce”.

4. Chłodzenie i zestalanie 

Płyta jest chłodzona z kontrolowaną szybkością, aby zestalić połączenia lutowane. Szybkie ochłodzenie może wywołać stres; powolne chłodzenie może powodować wzrost ziaren. Szybkość chłodzenia jest dostosowana do materiałów płyty i komponentów.

5. Kontrola 

Kontrola rentgenowska jest obowiązkowa w przypadku zespołów BGA, ponieważ złącza są optycznie ukryte. Rentgen 2D umożliwia obrazowanie z góry na dół kształtu i wyrównania stawów; Rentgen 3D (CT) zapewnia widoki przekrojowe do analizy pustych przestrzeni i wykrywania defektów. Procent pustych przestrzeni jest mierzony zgodnie z kryteriami akceptacji IPC-A-610.

6. Procesy wtórne 

W zależności od wymagań, po montażu BGA płytki mogą zostać poddane czyszczeniu, lakierowaniu ochronnemu lub testom funkcjonalnym.

Jak kontrolujemy i sprawdzamy jakość?

Zespół PCB o wysokiej precyzji z siatką kulkową Micro BGA stwarza wyjątkowe wyzwania inspekcyjne, ponieważ złącza lutowane są ukryte. Fanway wykorzystuje wiele metod kontroli w celu sprawdzenia integralności złącza:

Kontrola rentgenowska (2D i 3D) 

Rentgen pozwala na nieniszczące obrazowanie wszystkich połączeń lutowanych BGA. Dobre połączenia wydają się stale okrągłe i mają jednakowy rozmiar w całym układzie. Rentgen wykrywa puste przestrzenie, mostki, pęknięcia, wady typu „głowa w poduszce” i niewystarczające zwilżenie. Obliczany jest procent ubytków i porównywany z limitami akceptacji IPC-A-610.

Zautomatyzowana inspekcja optyczna (AOI) 

Chociaż AOI nie może przejrzeć korpusu BGA, sprawdza wyrównanie komponentów, współpłaszczyznowość i otaczające połączenia lutowane. Sprawdza także obecność i prawidłową orientację BGA.

Testowanie w obwodzie (ICT) 

ICT weryfikuje łączność elektryczną BGA z płytką PCB, sprawdzając zwarcia, przerwy i prawidłowe wartości komponentów.

Testy funkcjonalne 

Zmontowana płytka jest testowana w warunkach roboczych, aby potwierdzić, że BGA działa zgodnie ze specyfikacją.

Przeróbka BGA i reballing

Gdy element zespołu płytki PCB o wysokiej precyzji Micro BGA z siatką kulkową jest uszkodzony lub wymaga wymiany, przeróbka BGA jest wykonywana przy użyciu specjalistycznego sprzętu i kontrolowanych profili termicznych. Proces obejmuje:

1. Usuwanie komponentów: Płyta jest wstępnie podgrzewana od dołu, aby zapobiec wypaczeniu. Górna grzałka stosuje zlokalizowany profil termiczny w celu stopienia kulek lutowniczych. Próżniowa rura ssąca unosi element po stopieniu lutowia. Aby zapobiec uszkodzeniu podkładki, należy unikać naciskania lub podważania elementu.

2. Czyszczenie padów– Resztki lutowia usuwa się z płytek PCB za pomocą oplotu rozlutowującego i topnika. Klocki są czyszczone i sprawdzane pod kątem uszkodzeń.

3. Reballing– W przypadku komponentów, które będą ponownie użyte, stare kulki lutownicze są usuwane i mocowane nowe kulki lutownicze za pomocą szablonu do reballingu i ponownego przepływu. Element jest topiony, dopasowywany do szablonu i podgrzewany w celu zamocowania nowych kulek.

3. Wymiana podzespołów– Zrekultywowany lub nowy komponent jest dopasowywany do płytek PCB i ponownie przepływany przy użyciu kontrolowanego profilu termicznego.

4. Kontrola po przeróbce– Kontrola rentgenowska potwierdza, że ​​przeróbka przebiegła pomyślnie, a nowe złącza spełniają kryteria akceptacji.

Aplikacje

Zespół PCB o wysokiej precyzji Micro BGA Ball Grid Array jest niezbędny w zastosowaniach wymagających dużej gęstości we/wy, integralności sygnału i wydajności termicznej:

Sztuczna inteligencja i obliczenia o wysokiej wydajności: Procesory graficzne, akceleratory AI i procesory serwerowe korzystają z dużych pakietów FCBGA z tysiącami połączeń.

Telekomunikacja: Chipy pasma podstawowego 5G, procesory sieciowe i przełączające układy ASIC wymagają BGA o drobnej podziałce do szybkiej transmisji danych.

Urządzenia medyczne: Sprzęt do diagnostyki obrazowej, monitory pacjenta i przenośne instrumenty medyczne wykorzystują BGA w celu uzyskania kompaktowej i niezawodnej elektroniki.

Sterowanie przemysłowe: Sterowniki PLC, napędy silnikowe i sterowniki automatyki wykorzystują BGA do przetwarzania i komunikacji.

Elektronika użytkowa: Smartfony, tablety i urządzenia do noszenia wykorzystują mikro BGA w projektach o ograniczonej przestrzeni.

Dlaczego Fanway do montażu PCB BGA?

Możliwość precyzyjnego rozmieszczenia

Sprzęt do rozmieszczania Fanway obsługuje układy BGA o drobnej podziałce aż do 0,25 mm, a wyrównanie obrazu zapewnia, że ​​każda kulka lutownicza jest dopasowana do podkładki. Dokładność umieszczenia jest utrzymywana dzięki automatycznej kalibracji i informacjom zwrotnym w czasie rzeczywistym.

Kontrolowane profilowanie rozpływu

Piece rozpływowe z wielostrefową regulacją temperatury umożliwiają precyzyjne profile termiczne dla różnych typów obudów BGA i stopów lutowniczych. Profile są opracowywane i sprawdzane dla każdego zespołu, aby zapobiec powstawaniu pustych przestrzeni i wypaczeniu.

Kontrola rentgenowska 

Systemy kontroli rentgenowskiej 2D i 3D weryfikują jakość połączeń dla każdego BGA na każdej płytce. Mierzy się i dokumentuje procent mikcji.

Przeróbka BGA i reballing 

Fanway świadczy usługi usuwania BGA, czyszczenia podkładek, reballingu i wymiany przy użyciu dedykowanych stacji naprawczych z optyką dzieloną i kontrolowanymi profilami termicznymi. Przeróbki są wykonywane zgodnie ze standardami IPC-7711/7721.

Kompleksowa obsługa 

Od optymalizacji układu PCB do trasowania BGA, poprzez pozyskiwanie komponentów, montaż, kontrolę i przeróbki, Fanway zapewnia kompletne usługi montażu PCB BGA za pośrednictwem jednego punktu kontaktowego.

Certyfikaty 

Fanway posiada certyfikaty ISO9001, ISO13485 i IATF16949, a procesy montażu są zgodne z normami IPC-A-610 i IPC-7095.

Często zadawane pytania

P: Jaki jest minimalny rozstaw BGA, jaki Fanway może zamontować?
Odp.: Fanway obsługuje montaż BGA o rozstawie do 0,25 mm. Standardowe podziałki obejmują 1,0 mm, 0,8 mm, 0,65 mm, 0,5 mm i 0,4 mm.

P: Jakie kontrole przeprowadza się na zespołach BGA?
Odp.: Kontrola rentgenowska (2D i 3D) jest obowiązkowa w przypadku wszystkich zespołów BGA. Procent pustych przestrzeni mierzony jest zgodnie z kryteriami IPC-A-610. W razie potrzeby przeprowadzane są również testy AOI, ICT i funkcjonalne.

P: Czy Fanway może przerobić BGA, który uległ awarii?
O: Tak. Fanway zapewnia usuwanie BGA, czyszczenie podkładek, reballing i wymianę przy użyciu dedykowanych stacji naprawczych z kontrolowanymi profilami termicznymi. Przeróbki są wykonywane zgodnie ze standardami IPC-7711/7721.

P: Jaki jest typowy czas realizacji montażu PCB BGA?
Odp.: Prototypowe zespoły BGA są zwykle wysyłane w ciągu 5 do 7 dni roboczych. Zamówienia zbiorcze są planowane w oparciu o dostępność komponentów i złożoność płytki.

P: Jakie typy pakietów BGA obsługuje Fanway?
Odp.: Fanway obsługuje pakiety PBGA, CBGA, FCBGA i micro BGA. Aby zapewnić autentyczność, pozyskiwanie komponentów odbywa się za pośrednictwem autoryzowanych łańcuchów dostaw.