Was ist BGA-Montage?
Unter BGA-Montage versteht man den Prozess der Montage eines Ball Grid Array (BGA) auf einer Leiterplatte mithilfe der Reflow-Löttechnik. BGA ist eine oberflächenmontierte Komponente, die eine Reihe von Lötkugeln für die elektrische Verbindung nutzt. Wenn die Leiterplatte einen Löt-Reflow-Ofen durchläuft, schmelzen diese Lötkugeln und bilden elektrische Verbindungen.
Definition von BGA
BGA:Kugelgitteranordnung
Klassifizierung von BGA
PBGA:plasticBGA Kunststoffgekapseltes BGA
CBGA:BGA für keramische BGA-Verpackungen
CCGA:Keramiksäule BGA-Keramiksäule
BGA in Form verpackt
TBGA:Band-BGA mit Kugelgittersäule
Schritte der BGA-Montage
Der BGA-Montageprozess umfasst normalerweise die folgenden Schritte:
PCB-Vorbereitung: Die PCB wird vorbereitet, indem Lötpaste auf die Pads aufgetragen wird, auf denen das BGA montiert werden soll. Die Lotpaste ist eine Mischung aus Lotlegierungspartikeln und Flussmittel, die den Lötprozess unterstützt.
Platzierung der BGAs: Die BGAs, die aus dem integrierten Schaltkreischip mit Lotkugeln auf der Unterseite bestehen, werden auf der vorbereiteten Leiterplatte platziert. Dies erfolgt in der Regel mithilfe automatisierter Bestückungsautomaten oder anderer Montagegeräte.
Reflow-Löten: Die bestückte Leiterplatte mit den platzierten BGAs wird dann durch einen Reflow-Ofen geleitet. Der Reflow-Ofen erhitzt die Leiterplatte auf eine bestimmte Temperatur, die die Lötpaste schmilzt, wodurch die Lötkugeln der BGAs aufschmelzen und elektrische Verbindungen mit den Leiterplatten-Pads herstellen.
Kühlung und Inspektion: Nach dem Löt-Reflow-Prozess wird die Leiterplatte abgekühlt, um die Lötstellen zu verfestigen. Anschließend wird es auf Mängel wie Fehlausrichtung, Kurzschlüsse oder offene Verbindungen untersucht. Zu diesem Zweck können automatisierte optische Inspektion (AOI) oder Röntgeninspektion eingesetzt werden.
Sekundärprozesse: Abhängig von den spezifischen Anforderungen können nach der BGA-Montage zusätzliche Prozesse wie Reinigung, Prüfung und Schutzbeschichtung durchgeführt werden, um die Zuverlässigkeit und Qualität des Endprodukts sicherzustellen.
Vorteile der BGA-Montage
BGA Ball Grid Array
EBGA 680L
LBGA 160L
PBGA 217L Kunststoff-Kugelgitter-Array
SBGA 192L
TSBGA 680L
CLCC
CNR
CPGA-Keramik-Pin-Grid-Array
DIP Dual Inline-Paket
DIP-Tab
FBGA
1. Geringer Platzbedarf
Das BGA-Gehäuse besteht aus dem Chip, den Verbindungen, einem dünnen Substrat und einer Kapselungsabdeckung. Es gibt nur wenige freiliegende Komponenten und das Gehäuse verfügt über eine minimale Anzahl von Pins. Die Gesamthöhe des Chips auf der Leiterplatte kann bis zu 1,2 Millimeter betragen.
2. Robustheit
BGA-Verpackungen sind äußerst robust. Im Gegensatz zu QFP mit einem 20-mil-Abstand hat BGA keine Stifte, die sich verbiegen oder brechen können. Im Allgemeinen erfordert die BGA-Entfernung den Einsatz einer BGA-Nachbearbeitungsstation bei hohen Temperaturen.
3. Geringere parasitäre Induktivität und Kapazität
Mit kurzen Stiften und geringer Bauhöhe weist das BGA-Gehäuse eine geringe parasitäre Induktivität und Kapazität auf, was zu einer hervorragenden elektrischen Leistung führt.
4. Erhöhter Speicherplatz
Im Vergleich zu anderen Verpackungsarten hat die BGA-Verpackung nur ein Drittel des Volumens und etwa das 1,2-fache der Chipfläche. Speicher- und Betriebsprodukte mit BGA-Verpackung können eine mehr als 2,1-fache Steigerung der Speicherkapazität und Betriebsgeschwindigkeit erreichen.
5. Hohe Stabilität
Durch die direkte Verlängerung der Pins aus der Mitte des Chips im BGA-Gehäuse werden die Übertragungswege für verschiedene Signale effektiv verkürzt, wodurch die Signaldämpfung reduziert und die Reaktionsgeschwindigkeit sowie die Anti-Interferenz-Fähigkeiten verbessert werden. Dies erhöht die Stabilität des Produkts.
6. Gute Wärmeableitung
BGA bietet eine hervorragende Wärmeableitungsleistung, wobei sich die Chiptemperatur im Betrieb der Umgebungstemperatur annähert.
7. Praktisch für Nacharbeiten
Die Stifte der BGA-Verpackung sind übersichtlich auf der Unterseite angeordnet, sodass beschädigte Stellen zum Entfernen leicht lokalisiert werden können. Dies erleichtert die Nacharbeit von BGA-Chips.
8. Vermeidung von Verkabelungschaos
Das BGA-Gehäuse ermöglicht die Platzierung vieler Strom- und Erdungsstifte in der Mitte, während die I/O-Stifte an der Peripherie positioniert sind. Das Vorrouting kann auf dem BGA-Substrat erfolgen, wodurch eine chaotische Verdrahtung der I/O-Pins vermieden wird.
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