Was ist eine BGA-Montage?
BGA-Montage bezeichnet die Montage eines Ball Grid Arrays (BGA) auf einer Leiterplatte mittels Reflow-Lötverfahren. BGA ist ein oberflächenmontiertes Bauteil, das eine Anordnung von Lötkugeln zur elektrischen Verbindung nutzt. Beim Durchlaufen eines Reflow-Lötofens schmelzen diese Lötkugeln und bilden elektrische Verbindungen.
Definition von BGA
BGA: Ball Grid Array
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 Ball Grid-Säule
Schritte der BGA-Montage
Der BGA-Montageprozess umfasst typischerweise die folgenden Schritte:
Leiterplattenvorbereitung: Die Leiterplatte wird durch Auftragen von Lötpaste auf die Pads vorbereitet, auf denen das BGA montiert wird. Die Lötpaste ist eine Mischung aus Lötlegierungspartikeln und Flussmittel, die den Lötprozess unterstützt.
Platzierung von BGAs: Die BGAs, die aus dem integrierten Schaltkreischip mit Lötkugeln auf der Unterseite bestehen, werden auf die vorbereitete Leiterplatte platziert. Dies geschieht typischerweise mit automatisierten Bestückungsautomaten oder anderen Montagegeräten.
Reflow-Löten: Die bestückte Leiterplatte mit den platzierten BGAs wird anschließend durch einen Reflow-Ofen geführt. Der Reflow-Ofen erhitzt die Leiterplatte auf eine bestimmte Temperatur, wodurch die Lötpaste schmilzt. Dadurch schmelzen die Lötkugeln der BGAs und stellen elektrische Verbindungen mit den Leiterplattenpads her.
Abkühlung und Prüfung: Nach dem Reflow-Lötprozess wird die Leiterplatte abgekühlt, um die Lötstellen zu verfestigen. Anschließend wird sie auf Defekte wie Fehlausrichtung, Kurzschlüsse oder offene Verbindungen geprüft. Hierzu kann eine automatisierte optische Prüfung (AOI) oder eine Röntgenprüfung 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 fertigen Produkts sicherzustellen.
Vorteile der BGA-Montage
BGA-Ball-Grid-Array
EBGA 680L
LBGA 160L
PBGA 217L Kunststoff-Ball-Grid-Array
SBGA 192L
TSBGA 680L
CLCC
CNR
CPGA Keramik-Pin-Grid-Array
DIP Dual Inline-Paket
DIP-Lasche
FBGA
1. Geringer Platzbedarf
BGA-Gehäuse bestehen aus dem Chip, den Verbindungselementen, einem dünnen Substrat und einer Kapselung. Es gibt nur wenige freiliegende Komponenten und das Gehäuse verfügt über eine minimale Anzahl an Pins. Die Gesamthöhe des Chips auf der Leiterplatte kann bis zu 1,2 Millimeter betragen.
2. Robustheit
BGA-Gehäuse sind äußerst robust. Im Gegensatz zu QFP mit 20-mil-Rastermaß haben BGAs keine Pins, die sich verbiegen oder brechen können. Die Entfernung von BGAs erfordert in der Regel den Einsatz einer BGA-Reworkstation bei hohen Temperaturen.
3. Geringere parasitäre Induktivität und Kapazität
Mit kurzen Pins und geringer Bauhöhe weist das BGA-Gehäuse eine geringe parasitäre Induktivität und Kapazität auf, was zu einer hervorragenden elektrischen Leistung führt.
4. Mehr Speicherplatz
Im Vergleich zu anderen Verpackungsarten hat die BGA-Verpackung nur ein Drittel des Volumens und etwa die 1,2-fache 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 Chipmitte im BGA-Gehäuse werden die Übertragungswege für verschiedene Signale effektiv verkürzt, die Signaldämpfung reduziert und die Reaktionsgeschwindigkeit sowie die Entstörungsfähigkeit verbessert. Dies erhöht die Stabilität des Produkts.
6. Gute Wärmeableitung
BGA bietet eine hervorragende Wärmeableitungsleistung, wobei sich die Chiptemperatur während des Betriebs der Umgebungstemperatur annähert.
7. Praktisch für Nacharbeiten
Die Stifte der BGA-Verpackung sind übersichtlich auf der Unterseite angeordnet, sodass beschädigte Bereiche leicht zu finden und zu entfernen sind. Dies erleichtert die Nacharbeit von BGA-Chips.
8. Vermeidung von Verkabelungschaos
BGA-Gehäuse ermöglichen die Platzierung vieler Strom- und Masseanschlüsse im Zentrum, während die E/A-Anschlüsse am Rand positioniert sind. Das Vorverdrahten kann auf dem BGA-Substrat erfolgen, wodurch eine chaotische Verdrahtung der E/A-Anschlüsse vermieden wird.
RichPCBA BGA-Montagefunktionen
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Als PCB-Dienstleister mit 20 Jahren Erfahrung in der Herstellung, Fertigung und Montage von Leiterplatten verfügt RICHPCBA über einen umfassenden Hintergrund. Bei Bedarf an BGA-Montage kontaktieren Sie uns gerne!