BGA-Versammlung

Heute lernen Sie die Ball-Grid-Array-Bestückung als beliebtes SMT in der Leiterplattenbestückung kennen.

Ich werde Sie durch die Definition, den Hintergrund, die Vor- und Nachteile, die Klassifizierung und den Montageprozess führen.

Wir werden auch sehen, wie Sie BGA-Leiterplatten testen können.

Und das ist nicht alles ...

Sie erfahren auch, wie Sie eine BGA-Montagemaschine auswählen und die wichtigsten Anwendungen der BGA-Montagetechnik.

Beginnen wir also mit der Definition von Ball Grid Array.

Kapitel 1: Was ist Ball Grid Array?

Ball Grid Array ist eine oberflächenmontierte Verpackungsart. Es wird in integrierten Schaltkreisen verwendet, um Geräte wie Mikroprozessoren dauerhaft zu montieren.

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BGA-Versammlung

1.1. Hintergrund

BGA stammt aus dem Jahr 1989, als Motorola und Citizen entwickelte ein Kunststoff-BGA.

Später wurden sie verwendet, um unter anderem Schmuck und einige andere elektronische Geräte wie Radios und Mobiltelefone zu verpacken.

BGA hatte einige Herausforderungen, genau wie viele neue Technologien, obwohl im Laufe der Zeit Lösungen für diese Herausforderungen gefunden wurden.

Die Entdeckung der Antworten auf diese Herausforderungen hat die Zuverlässigkeit von BGA-Gehäusen gefördert, da nun eine qualitativ hochwertige Inspektion gewährleistet ist.

Kapitel 2: Vorteile von Ball Grid Array.

Was ist der Vorteil der Verwendung von Ball Grid Array?

Wie jede andere Leiterplattenmontage Paket hat BGA seine Vor- und Nachteile. Wenn Sie sich für BGA entscheiden, müssen Sie dessen Vor- und Nachteile berücksichtigen.

Nachfolgend sind einige Hauptgründe aufgeführt, warum wir uns für die Entwicklung eines Geräts mit BGA-Montagetechnik entscheiden können.

BGA-Leiterplattenbestückung

• Hohe Packungsdichte

Da bei der Ball Grid Array Assembly mehr Lötkugeln verwendet werden, erhöht sich die Verbindung zwischen den Kugeln, wodurch eine höhere Verbindungsdichte entsteht.

Es werden zahlreiche Lotkugeln verwendet, was wiederum den Platz auf der Leiterplatte verringert.

Dies verleiht BGA eine hervorragende Fähigkeit, Wärme zu leiten; daher wird durch BGA eine bessere Qualität der Geräte geschaffen.

Die hohe Packungsdichte des BGA-Gehäuses ermöglicht die Verwendung beim Zusammenbau von Geräten, die eine Hochgeschwindigkeitsleistung aufweisen müssen.

• Einfach zu montieren und zu verwalten

Es ist einfacher, BGA auf der Leiterplatte zu montieren und zu verwalten als bei anderen PCB-Montagetechniken.

Denn die Lötkugeln werden direkt zum Löten des Gehäuses auf die Leiterplatte verwendet.

Wir platzieren einfach die Lötkugeln und schmelzen sie gleichzeitig mit dem Lötkolben. Innerhalb weniger Sekunden entsteht eine Fuge.

• Lötkugeln richten sich aus

Beim Löten richten sich die Lötkugeln während des Lötvorgangs aus.

Durch die hohe Platzausnutzung auf der Leiterplatte richten sich Lötkugeln unter der Platine aus.

Wir können es besser sehen, wenn wir die Leiterplatte von der gegenüberliegenden Seite betrachten.

Bei BGA wird die gesamte Leiterplatte genutzt. Da die Durchgangslöcher auf dem Brett aufgereiht sind, erscheinen alle Kugeln ausgerichtet.

• Geringerer Wärmewiderstand

Darüber hinaus haben das BGA-Gehäuse und die Leiterplatte einen geringeren thermischen Widerstand.

Dies ermöglicht eine Ableitung, die dazu beiträgt, eine Überhitzung des Geräts zu verhindern.

Eine BGA-Überhitzung ist nicht gut, da sie manchmal andere Platinenkomponenten als die Lötkugeln beschädigen kann.

Die niedrigere Wärmewiderstandsqualität von BGA trägt dazu bei, diesen besonderen Schaden zu minimieren.

• Bessere elektrische Leitfähigkeit

Aufgrund eines kürzeren Weges zwischen dem Chip und der Leiterplatte bietet BGA eine bessere elektrische Leitfähigkeit. Beim Löten der Kugeln bleibt kein Durchgangsloch übrig.

Dies bedeutet, dass die Lötkugeln und andere Komponenten die gesamte Leiterplatte einnehmen. Daher werden freie Plätze reduziert.

Kapitel 3: Nachteile von BGA

Ball Grid Array Assembly hat auch seine Nachteile wie jede andere Montagetechnik.

Die Nachteile der Verwendung von BGA werden unten erläutert.

BGA-Komponentenmontage

· Negative Reaktion

Wenn sich eine BGA-Leiterplatte biegt, erfährt sie eine negative Reaktion von der Leiterplatte. Diese negativen Reaktionen werden manchmal als Stress bezeichnet.

Wenn die Verbindungen belastet werden, können sie einige Risse entwickeln, die einige Komponenten auf der Platine beschädigen können.

Daher ist viel Sorgfalt erforderlich, um die Kugeln so genau wie möglich zu löten, wenn wir gute Ergebnisse wünschen.

Um diese Belastung zu reduzieren, beginnt das Löten damit, dass die Lötkugeln lose angebracht werden, bis nach der Inspektion eine Verbindung von guter Qualität bestätigt wurde.

• Inspektionsschwierigkeiten

Eine der Herausforderungen bei der Verwendung von BGA ist die Schwierigkeit bei der Inspektion des BGA-Gehäuses. Dies liegt daran, dass Lötkugeln sehr nahe beieinander platziert werden.

Wenn sie so nahe beieinander liegen, ist es schwierig, eine ordnungsgemäße gemeinsame Inspektion von BGA-Gehäusen durchzuführen.

Aus diesem Grund ist es nicht einfach zu erkennen, ob das zusammengebaute Gerät einige Rückschläge aufweist.

Ohne den Einsatz fortschrittlicher Geräte wie Röntgengeräte ist die Inspektion schwierig.

• BGA ist teuer

Die Ausrüstung zum Verpacken von BGA ist kostspielig. Beispielsweise ist eine Röntgenmaschine, die zum Inspizieren von BGA-Gehäusen verwendet wird, sehr teuer.

Löten mit den Händen kann verwendet werden, obwohl es sich als sehr schwierig und unzuverlässig erwiesen hat.

Sollten wir uns dafür entscheiden, eine Leiterplatte im BGA-Gehäuse zu montieren, müssen wir bereit sein, die Kosten zu tragen.

Es erfordert, dass Sie einen Lötkolben mit Thermostat verwenden, was auch sehr teuer ist.

Für bessere, feinere und qualitativ hochwertigere Geräte werden die Herstellungskosten also höher.

Daher ist die BGA-Montage für Hersteller im Allgemeinen teuer; obwohl Geräte, die damit verpackt sind, eine bessere Leistung haben.

• BGA-Verbindungen sind manchmal möglicherweise nicht zuverlässig

Da sich Lötkugeln nicht biegen, entwickeln Lötstellen bei Vibrationen Risse zwischen den Verbindungen.

Aus diesem Grund sollten Sie die Kugeln zunächst locker fixieren und später in der Endphase des Lötens fest und stark machen.

Darüber hinaus können BGA-Verbindungen aufgrund der komplizierten Art der Inspektion als unzuverlässig angesehen werden.

Derzeit sind jedoch verschiedene Maschinen vorhanden, um die Fehler auf der Platine, falls vorhanden, gründlich zu untersuchen.

Kapitel 4: Arten von BGAs

Es gibt verschiedene Arten von BGAs.

Diese Unterschiede ergeben sich aus der Entwicklung des BGA-Baugruppenpakets.

Nachfolgend sind einige der Arten von BGA-Baugruppen aufgeführt, die häufig verwendet werden.

4.1. Geformte Array-Prozess-Kugelgitter-Array

Mit MAPBGAwerden Lötkugeln verwendet, um ein elektrisches Netzwerk auf der Oberfläche der Leiterplatte zu montieren.

Dies ermöglicht eine Ausrichtung der Lötkugeln auf der Leiterplatte, wo sie zusammengeformt sind.

MAPBGA

Diese einmal platzierten Lotkugeln werden dann durch Sägen getrennt. MAPBGA ermöglicht, dass die Lotkugeln nach Abschluss der Montage ausgerichtet erscheinen.

Eine bessere Ansicht kann erreicht werden, wenn Sie es von der gegenüberliegenden Seite der Tafel betrachten. Es verwendet eine Lötkugel für die elektrische Verbindung.

Denken Sie daran, dass Lötstellen unter dem Gehäuse gebildet werden.

Es wird empfohlen, dass die Inspektion mit einem von beiden durchgeführt werden sollte Röntgengerät or Optische Lupe.

Dies hilft bei der Feststellung, ob es einen Kurzschluss an der Verpackung gibt.

Es gibt einige der Mängel, die festgestellt wurden, wenn ein BGA im Moulded-Array-Verfahren verwendet wird.

Beispielsweise können einige Lötpasten und Lötkugeln schmelzen, sich aber nicht verbinden.

Ein weiterer Fehler, der bei MAPBGA entdeckt wurde, besteht darin, dass sich Lötpaste und Lötkugel während des Reflows aufgrund eines schlechten Pastendrucks vermischen

MAPBGA wird nicht zur Reparatur empfohlen, da dies zur Beschädigung anderer Komponenten auf der Platine führen kann.

Stattdessen können wir nacharbeiten. Hier wird das gesamte Gerät entfernt und danach durch ein neues ersetzt.

Eine gute Überarbeitung für MAPBGA besteht aus sechs Stufen, damit wir gute Gelenke bekommen.

Diese Phasen umfassen die Vorbereitung der Werkzeuge, das Entfernen des gesamten Gehäuses, das Nachrichten der Stelle, das Drucken der Lötpaste, das erneute Montieren des Gehäuses und das Reflow-Löten.

4.2. Ball Grid Array aus Kunststoff

Dies ist eine standardisierte gedruckte Karte oder Leiterplatte, die zum Aufbau von Modulen verwendet wird. Seine Oberfläche ist dünn. Es ist ungefähr > als 0.03 Zoll.

Ball Grid Array aus Kunststoff

Ein Chip und die Oberfläche, auf der das Löten stattfindet, werden mit Drähten verbunden. Obwohl dies so ist, kann ein Würfel mit sechs Seiten des Flip-Chips immer noch direkt mit PBGA verbunden werden.

Es können entweder 2 oder 4 Substratschichten sein. Es wird normalerweise unter Verwendung von Kupfersubstraten laminiert

4.3. Band-Ball-Gitter-Array

Anders als die alten BGA lassen sich TBGA leicht biegen, sind leichter und bieten Elektroherstellern besseren Inhalt.

Tape Ball Grid Array – Foto mit freundlicher Genehmigung: PCB CART

Tape-Ball-Grid-Array-Leiterplatten bilden keinen Bruch, da sie keine Spannungen entwickeln. Sie sind flexibel und lassen sich leicht biegen.

Aufgrund dieser Eigenschaft wird es von Elektrogeräteherstellern bevorzugt, die leichtere Geräte zusammenbauen.

4.4. Paket zu Paket BGA

Hier sind die zugehörigen Verbindungen auf der Leiterplatte vergossen. Die abgelöste Logik wird dann zusammen mit dem Ball Grid Array vertikal vergossen.

Paket auf Paket BGA – Foto mit freundlicher Genehmigung: Wikimedia

Mehr als ein Paket kann aufeinander montiert und unter Verwendung einer standardisierten Oberfläche getrennt werden, um Signale zwischen den Paketen anzuzeigen.

Integrierte Schaltungen werden verwendet, um vertikale diskrete Logik- und Speicher-BGA-Pakete zusammenzusetzen.

Beispielsweise werden Digitalkameras, Mobiltelefone und persönliche digitale Assistenten unter Verwendung der Package-on-Package-BGA-Montagetechnik verpackt.

PBGA wurde weit verbreitet in nur zwei Konfigurationen verwendet. Diese schließen ein:

• Reines Speicherstapeln, bei dem nur zwei oder mehr Speicherpakete miteinander verbunden werden
• Gemischtes Logikpaket, bei dem das Speicherpaket oben platziert ist und die Logik, die die CPU ist, sich unten befindet.

Der Vorteil von Package to Package besteht darin, dass es die Vorteile herkömmlicher Verpackungen und Chip-Stacking-Techniken besitzt.

Dies hilft bei der Verringerung der Mängel von Paket zu Paket.

Paket-zu-Paket-Technik kann in kleineren Paketen mit kürzeren elektrischen Verbindungen nützlich sein.

Die meisten fortgeschrittenen Halbleitertechnikunternehmen bevorzugen die Package-to-Package-Technologie.

4.5. Thermisch verbesserte Ball Grid Arrays aus Kunststoff

Diese Art von BGA hat einen eingebauten Kühlkörper, der für Geräte mit hoher Wärmeableitung sehr wichtig ist.

Wärmeleitfähiges BGA – Foto mit freundlicher Genehmigung: Elektronikkühlung

Zum Beispiel Fernsehen, Automobil und andere Industrieelektronik.

Dieses thermisch verbesserte Ball Grid Array aus Kunststoff hilft bei der Regulierung der Wärme, sodass die Lötkugeln nicht überhitzen können.

Überhitzung kann zu trockenen Verbindungen, Rissen in den Verbindungen und Schäden an anderen Komponenten auf der Platte führen.

4.6. Mikro-BGA

Dies ist auch eine der Arten von Ball Grid Array-Verpackungen. In erster Linie besteht es aus 0.04-Millimeter-Abmessungen zwischen den Lotkugeln.

Manchmal sind die Maße zwischen den Kugeln kleiner als 0.04 mm.

Wegen dieser dichteren Packung der Kugeln wird die Gesamtpackung minimiert.

Mikro-BGA-Gehäuse, die näher beieinander platziert sind, erhöhen die Effizienz bei der Verwendung der Leiterplatte.

Kapitel 5: Wie funktioniert der BGA-Montageprozess?

Der BGA-Montageprozess kann auch als thermisches Profiling bezeichnet werden. Das Wärmeprofil ist im Leiterplattenmontageprozess sehr kritisch.

Ein effektives thermisches Profil wird durch die Berücksichtigung der BGA-Größe und der BGA-Kugeln erreicht. Diese können entweder verbleit oder bleifrei sein.

BGA-Montageprozess

Wenn das Wärmeprofil intern auf lokaler Ebene optimiert wird, wird eine BGA-interne Erwärmung verhindert. Dies reduziert die Verbindungsbelastung und potenzielle Leiterplattenbestückungsfehler.

Wenn Qualitätsmanagementverfahren befolgt werden, wird jeder Hohlraum unter 25 % gehalten.

Für bleifreie BGAs kann ein spezielles bleifreies Wärmeprofil verwendet werden, um Probleme mit offenen Kugeln zu reduzieren, die bei niedrigen Temperaturen auftreten.

Andererseits werden bleihaltige BGAs auch einem speziellen bleihaltigen Prozess unterzogen, der eine hohe Temperatur verhindert. Durch die hohen Temperaturen werden die Stifte kürzer als erwartet.

Derzeit driftet die Entwicklung der Elektronik weg von denen, die schwerer, dicker und weniger fortschrittlich waren. Sie sind leichter, dünner und leistungsfähiger geworden.

Hersteller standen früher vor Herausforderungen wie garantierter Zuverlässigkeit, Qualität und Prüfmethode des Geräts.

Diese Herausforderungen beeinträchtigten die Qualität von BGA-Montagepaketen, bis Lösungen für diese Herausforderungen gefunden wurden.

Daher wollen alle Hersteller diese Lösungen kennen, die für den Herstellungserfolg aller Geräte entscheidend sind.

Die Montage von BGA umfasst:

• BGA-Nachbearbeitung
• BGA-Reballing

Ehrlich gesagt erfordert die BGA-Montage eine hohe Präzision.

Denn einmal montiert sind sie dauerhaft und können nur noch nachbearbeitet werden. Lassen Sie mich Sie durch den BGA-Montageprozess führen.

Die BGA-Montage erfolgt durch BGA-Rework und BGA-Reballing. Betrachten wir sie separat genauer.

5.1. BGA-Überarbeitung

Die Überarbeitung von BGAs ist keine leichte Aufgabe, es sei denn, Sie haben Zugriff auf die richtige Ausrüstung. Wenn ein Problem in einem BGA entdeckt wird, erfordert dies eine Nachbesserung.

Beim BGA-Rework wird wie folgt vorgegangen:

Abbildung 10 BGA-Nachbearbeitung – Foto mit freundlicher Genehmigung: Circuit Technology Center

• Das Erhitzen von BGA kann durchgeführt werden, um die Lote darunter zu schmelzen. Sie sollten sicherstellen, dass andere Komponenten auf der Platine beim Erhitzen des BGA wenig oder gar keinen Einfluss haben. Wenn sie erhitzt werden, können sie zerstört werden.
• Bevor Sie mit dem Zusammenbau des BGA beginnen, müssen Sie zunächst alle Elemente entfernen.
• Stellen Sie sicher, dass die Site für die neue Arbeit bereit ist
• Tragen Sie nach dem Freimachen der Stelle die Lötpaste auf die Oberfläche der Leiterplatte auf, wo Sie die neuen Kugeln löten möchten.
• Tauschen Sie alle alten BGAs aus und verwenden Sie stattdessen die neuen.

Sie müssen alle notwendigen Werkzeuge für die Nacharbeit haben. Dazu gehören eine Platine, Lötkolben, Handhelfer, Drahtschneider, Dünnzange und Lötsauger.

Alle diese Werkzeuge müssen verfügbar sein, damit Nacharbeiten erfolgreich durchgeführt werden können. Zu diesen Werkzeugen gehören:

5.2. Werkzeuge zum Löten

Zum Löten müssen spezielle Werkzeuge vorhanden sein, die verwendet werden müssen, um die gewünschten Verbindungen zu erhalten.

Aus diesem Grund setzen wir beim Lötprozess unterschiedliche Werkzeuge ein. Darunter sind:

Lötkolben

Es gibt sie in verschiedenen Größen und für unterschiedliche Spezifikationen. Ihre Kosten sind auch unterschiedlich. So können Sie diejenige auswählen, die Sie sich leisten können, um sie zu kaufen.

Die Wahl eines Lötkolbens kann auch von der Art der Arbeit beeinflusst werden, die Sie ausführen möchten. Ein weiterer Faktor ist die Oberfläche und die Größe der Arbeit, die Sie ausführen möchten.

Für feine und kleinere Geräte können Sie beispielsweise kleinere Lötkolben verwenden.

Einige Lötkolben haben einen eingebauten Temperaturregler, während andere diese Komponente nicht haben.

Für diejenigen, die keinen Temperaturregler haben, tritt der Kühleffekt auf, wenn Lötstellen der Luft ausgesetzt sind.

Auf der anderen Seite hat ein Lötkolben mit eingebautem Temperaturregler einen Thermostat, der die Temperatur regelt.

Lötkolbenspezifikationen.

Da es viele Lötkolben auf dem Markt gibt, ist es schwierig geworden, einen auszuwählen. Einige sind kostspielig, während andere weniger kostspielig sind.

Andere sind groß, während andere klein sind.

Trotzdem müssen Sie sich für eine entscheiden, die Sie verwenden möchten. In einen guten Lötkolben sind bestimmte Eigenschaften eingraviert. Im Folgenden sind einige der Funktionen aufgeführt:

eine Größe

Die Wahl der passenden Bügeleisengröße ist abhängig vom Gerät und der Beschaffenheit der zu bearbeitenden Brettoberfläche.

Zum Beispiel erlaubt Feinarbeit nur die Verwendung kleinerer Bügeleisen. Andererseits können weniger empfindliche Geräte mit großen Lötkolben hergestellt werden.

b) Machtgebrauch

Bei 40 Watt sind Bügeleisen ohne Temperaturregelung in der Lage, gute Verbindungen zu erzeugen.

Dies kann für schwere Geräte durchgeführt werden. Für kleine feine Arbeiten kann ein Watt zwischen 15 und 25 auch eine gute Verbindung erzeugen.

c) Spannung

Großbritannien und die USA stellen Lötkolben mit 230 VAC bzw. 115 VAC her. Einige Bügeleisen können jedoch nur 12 V verwenden.

d) Temperaturkontrolle

Wie wir bereits gesehen haben, haben billigere Bügeleisen keine eingebaute Fähigkeit, die Temperatur zu kontrollieren.

Teure Bügeleisen haben ein eingebautes Thermostat, das die Hitze abhängig von den Einstellungen des Benutzers reguliert. Sie können die gewünschte Wärmestufe einstellen.

e) Antistatischer Schutz

Statische Aufladung kann einige Komponenten während des Lötens zerstören. Es ist daher wichtig zu wissen, ob das Bügeleisen, das Sie kaufen, über einen Antistatikschutz verfügt.

f) stehen

Beim Löten sollte man einen Ständer haben. Dieser Stand sollte gut geschützt sein.

g) Wartung

Es ist sehr wichtig, einen Lötkolben mit Ersatzteilen zu kaufen, damit der Kolben in Zukunft repariert werden kann.

Das Lötbit muss regelmäßig ausgetauscht werden, da es nicht lange hält, obwohl das Bügeleisen selbst viele Jahre in Gebrauch sein kann.

Auch bei teuren Lötkolben ist es wichtig, die Ersatzteile sicher zu bekommen, sobald ein Austausch angefordert wird.

Drahtschneider

Drahtschneider können je nach Einsatzort ausgewählt werden. Kleinere Drahtschneider werden hauptsächlich für feinere Leiterplattenarbeiten verwendet.

Im Gegensatz dazu werden größere Fräser für allgemeine Arbeiten verwendet. Kleine Drahtschneider werden beschädigt, wenn sie zum Schneiden von Drähten bei großen allgemeinen Arbeiten verwendet werden.

Im Gegensatz dazu machen größere Cutter keine sauberen Zuschnitte für Leiterplatten.

Kabelschneider

Daher wird empfohlen, kleine Drahtschneider für kleine und feine Arbeiten zu verwenden, während große Drahtschneider für große allgemeine Arbeiten verwendet werden.

Wenn dies befolgt wird, werden Qualitätsgeräte hergestellt und die Wartung der Löt-BGA-Werkzeuge langfristig verwaltet.

Zange

Kleinere Zangen mit dünner Spitze werden verwendet, um an allgemeinen Leiterplatten zu arbeiten. Wenn Sie eine schwere Arbeit haben, sollten Sie eine größere Zange mit dünner Nase verwenden.

Zange

Dies fördert die Qualität und saubere Arbeit. Verwenden Sie keine kleinen Zangen für schwere Arbeiten oder vice vasa, da dies die Qualität eines Geräts beeinträchtigt.

Abisolierzangen

Das Abisolieren von Drähten kann mit Drahtschneidern erfolgen, obwohl Abisolierzangen speziell für diese Arbeit gedacht sind.

Abisolierzange

Manchmal können Sie Drahtschneider verwenden, da Abisolierzangen teuer sind.

Sie sind zwar teuer in der Anschaffung, erleichtern aber die Arbeit ungemein. Es ist viel einfacher, Drähte mit Abisolierzangen abzuisolieren als mit Drahtschneidern.

Lötsauger

Dieses Werkzeug wird verwendet, um ein fehlerhaftes Lötmittel von einer Verbindung zu entfernen, damit eine Nacharbeit durchgeführt werden kann.

Wenn Sie Nacharbeiten durchführen möchten, ist eines der Werkzeuge, die zu diesem Zeitpunkt sehr kritisch sind, Lötsauger.

Lötsauger

Es hilft, alle fehlerhaften Lötkugeln sauber und genau abzuziehen, um sie für die Nacharbeit vorzubereiten. Ohne diesen Lötsauger kann es schwierig sein, die Kugeln nach dem Einbau zu entfernen.

Holder

Dies ist ein Werkzeug, das verwendet wird, um einen Draht beim Löten an Ort und Stelle zu halten. Es wird manchmal als „helfende Hand“ bezeichnet.

Es besteht aus einem verstellbaren Krokodilverschluss und einer Krokodilklemme an den beiden Enden. Andere haben ein Glas, das die Drähte vergrößert, damit sie beim Löten richtig angezeigt werden.

Holder

Ohne diesen Halter sind drei Hände erforderlich, um Lötzinn, Bügeleisen und Platine zu halten. Es ist daher entscheidend, einen Halter zu haben, um genau und erfolgreich zu löten.

5.3. Arbeitsbereich des Lötens

Dies ist ein entscheidender Faktor, den Sie berücksichtigen sollten, wenn Sie eine Nachbearbeitung beabsichtigen. Die Lötstelle muss ausreichend beleuchtet sein.

Dies soll es dem Benutzer ermöglichen, die Lötstellen und Komponenten klar zu sehen.

Außerdem sollte für eine ausreichende Belüftung gesorgt werden. Eine hohe Belüftung lässt Lötdämpfe aus dem Raum entweichen.

Es ist notwendig, einen relativ kleinen Ventilator zu verwenden, um die Dämpfe aus dem Arbeitsbereich zu entfernen.

Arbeiten Sie nicht im Dunkeln, in schlecht belüfteten Bereichen und in der Nähe von jüngeren Kindern.

Kapitel 6: Vorbereitung für den Lötprozess

Wenn Sie zum Löten bereit sind, müssen Sie einige Vorbereitungen treffen, bevor Sie beginnen können.

Kugelgittermontage – Foto mit freundlicher Genehmigung: ThomasNet

• Die Reinigung sowohl der Lötstelle als auch der Lötkomponenten ist von größter Bedeutung, bevor Sie mit dem Lötprozess beginnen können.

Es ist sehr wichtig, dass die Oberflächen sauber sind.

Wischen Sie die Leiterplatte mit einem Lösungsmittel ab, um alle Verunreinigungen zu entfernen, die sich möglicherweise auf der Leiterplattenoberfläche befinden.

In der Zwischenzeit sollten Sie es vermeiden, die Oberfläche der Platte zu berühren, da dies diese verunreinigen kann. Verunreinigungen beeinträchtigen die Qualität der Verbindungen.

• Zweitens entfernen Sie mit einer Zange jegliche Oxidation von der Plattenoberfläche. Wenn die Oxidation nicht entfernt wird, sind die Lötstellen möglicherweise nicht gut genug.
• Machen Sie die Oberfläche der Steckverbinder rau. Es hilft bei der Reinigung.

Die Sauberkeit aller BGA-Komponenten ist unerlässlich, da sie eine ordnungsgemäße Fugenbildung gewährleistet.

• Reinigen Sie zuletzt die Lötwerkzeuge wie Lötspitze, indem Sie sie mit einem feuchten Schwamm mit Lösungsmittel abwischen.

6.1. Lötstellen herstellen

Bei regelmäßiger Lötpraxis ist es einfacher, erfolgreich Lötverbindungen herzustellen.

Wenn Sie den Prozess verstehen, können Sie sicherstellen, dass sich alle erforderlichen Komponenten an einem zugänglichen Ort befinden.

Das heißt, eine Stelle, an der Sie sie während des Lötvorgangs leicht erreichen können.

Stellen Sie sicher, dass Sie Komponenten dort platzieren, wo sie kontaminationsfrei sind. Nur so erhält man qualitativ hochwertige Fugen.

Lötstelle – Foto mit freundlicher Genehmigung: EE Times

Platzieren Sie die Bleikomponenten in einem Durchgangsloch in einer Leiterplatte, bevor Sie mit dem Löten beginnen.

• Beginnen Sie damit, die Lötkugeln zunächst locker zu fixieren. So haben Sie genügend Zeit, wenn Sie feststellen, dass ein Fehler vorliegt und Sie ihn beseitigen möchten.

Wenn sie fest angebracht sind, ist es schwierig, diejenigen zu entfernen, die nicht richtig befestigt wurden. Daher wird in der Anfangsphase eine lockere Befestigung empfohlen.

Eine feste Fixierung führt zu einer Beschädigung anderer Komponenten auf der Leiterplattenoberfläche, wenn defekte entfernt werden.

• Der nächste Schritt besteht darin, ein Lot auf ein Lötstück zu nehmen und es mit einem nassen Schwamm abzuwischen. Wenn beim Löten der Lötkolben heiß ist, wird er leicht schmutzig.

Regelmäßiges Abwischen des Lötkolbens ist entscheidend.

• Platzieren Sie das Bit mit dem Lot auf dem Gelenk und schmelzen Sie genug Lot auf das Gelenk. Wenn Sie nicht genug Lot auf die Verbindung schmelzen, wird die Verbindung nicht gut genug sein.
• Das Löten dauert etwa ein paar Sekunden. Übermäßiges Schmelzen von Lotkugeln erzeugt auch eine zähe und trockene Verbindung, was ebenfalls nicht gut ist.

Dies kann passieren, wenn der Lötkolben längere Zeit auf der Lötstelle steht.

• Nehmen Sie nach dem Löten den Lötkolben ab und warten Sie, bis die Lötstelle abgekühlt ist. Auf diese Weise können Sie mehrere Lötstellen auf der Leiterplatte herstellen.

6.2. Löten Goldene Regeln

Es gibt beim Löten goldene Regeln, die beachtet werden sollten.

Beim Löten müssen Sie einige besondere Regeln beachten.

Diese Regeln sind sehr wichtig, da sie Ihre Sicherheit als Einzelperson gewährleisten und auch qualitativ hochwertige Verbindungen garantieren.

Sie müssen verschiedene Überlegungen anstellen, um die gewünschten Ergebnisse zu erzielen. Nehmen Sie zum Beispiel; Lötkolben ist sehr heiß.

Verwenden Sie beim Lötkolben immer Halterungen. Achten Sie während des Lötvorgangs darauf, Personen, die sich möglicherweise in Ihrer Nähe befinden, nicht mit dem Bügeleisen zu verbrennen.

Es wird empfohlen, das Löten zu vermeiden, wenn kleine Kinder in der Nähe der Baustelle sind.

Sauberkeit für Lötkolben ist sehr wichtig. Wenn das Bügeleisen heiß ist, wird es sehr leicht verschmutzt.

Reinigen Sie das Bügeleisen regelmäßig mit einem feuchten Schwamm.

Die gleichzeitige Anwendung von Lot und Eisen ist sehr wichtig, um bessere Verbindungen zu erhalten.

Das Platzieren des Lötmittels auf dem Bit und das Tragen desselben zur Verbindung ergibt keine guten Verbindungen. Daher ist es ratsam, dass Bit und Lot gleichzeitig aufgetragen werden.

Die Verwendung von zu viel Lot beeinträchtigt die Qualität der Verbindungen. Einfach genug Lötzinn an der Verbindungsstelle schmelzen. Denken Sie daran, dass jede Versuchung, mehr Lot aufzutragen, zu einer schlechten Verbindungsbildung führt.

Das Aufbewahren eines Bügeleisens an einem bestimmten Ort führt zu einer starren und trockenen Fugenbildung. Sobald sich eine Fuge gebildet hat, löse das Bügeleisen von der Fuge, damit die Fuge abkühlen kann.

Nicht zuletzt ist es für jeden, der sich für das Löten elektronischer Geräte interessiert, sehr wichtig, sich Fähigkeiten zum Löten anzueignen.

Stellen Sie sicher, dass jedes Mal gute Verbindungen erstellt werden. Es ist ein sicherer Weg, um sicherzustellen, dass Ihre Schaltkreise effizient arbeiten.

Außerdem werden Ihre Gelenke gut aussehen.

Das Befolgen dieser Regeln fördert die Zuverlässigkeit von BGA-bestückten Geräten.

6.3. Arten von Lötkolben

Es gibt zwei Hauptkategorien von Lötkolben. Sie sind wie unten dargestellt:

Einfaches luftgesteuertes Bügeleisen

Diese Art von Bügeleisen hat keinen Temperaturregler. Es ist auf die Luft zur Temperaturregelung angewiesen.

Das Aussetzen der gelöteten Verbindung an die Luft unterstützt die Kühlung der Verbindungen während des Lötprozesses.

Außerdem ist diese Art von Eisen sehr billig und kann zum Löten einer Vielzahl von Geräten verwendet werden.

Temperaturgeregeltes Bügeleisen

Dieser Typ hat einen eingebauten Temperaturregler. Es verwendet einen Thermostat, um die Bittemperatur zu steuern.

Sie können die Hitze auf das gewünschte Niveau einstellen.

Es ergibt eine gute Verbindung. Allerdings ist es im Vergleich zum Basic sehr teuer.

6.4. BGA Reballing

Beim BGA-Re-Balling werden alte Lötkugeln entfernt und dann durch neue ersetzt. Es gibt zahlreiche Gründe für das Reballing.

Folgendes kann ein Grund für ein Reballing sein:

• Wenn ein Gerät versehentlich von einer Leiterplatte abgezogen wird, muss es wieder auf die Platine gesetzt werden.
• Wenn das Gerät in der falschen Legierung gelötet wurde, können Sie ein Re-Balling durchführen, um Lötkugeln zu wechseln.
• Ein weiterer Grund für das Re-Balling besteht darin, eine Fehleranalyse zu ermöglichen.

Die Methode des Re-Balling ist abhängig von:

• Umfang der durchzuführenden Arbeiten
• Art des Pakets
• Legierung wird auf das Brett gelegt.

Für kleine Pakete sollten kleine Werkzeuge verwendet werden. Auf der anderen Seite sind größere Werkzeuge relevant, wenn es sich um schwere Arbeiten handelt.

reballing

Daher beinhalten sowohl die Nacharbeit als auch das Reballing alle grundlegenden BGA-Montageprozesse.

Kapitel 7: BGA-Montagefähigkeit

Die Möglichkeiten von BGA sind vielfältig. Dies sind einige der Fähigkeiten, die es von anderen Verpackungstechniken abheben.

Schaltkreise mit hoher Dichte werden erzeugt, wenn die Lötkugeln ohne Überkreuzung genau in die Durchgangslöcher gelötet werden.

Zwischen den Kugeln ist weniger Platz. Aus diesem Grund gibt es eine hohe Schaltungsdichte auf Geräten, die durch BGA zusammengebaut wurden.

Wärmeleitung

BGA-Gehäuse haben eine reduzierte Überhitzung. Dies liegt daran, dass BGA Wärme von der integrierten Schaltung nach außen passieren lässt.

Wärmeleitung in BGA-Leiterplatten

Aufgrund dieser einzigartigen Eigenschaft wird BGA zu den zuverlässigen Paketen gezählt.

Außerdem sind Probleme im Zusammenhang mit Interferenzen mit Schaltungen begrenzt, wenn es um die Verwendung von BGA-Gehäusen geht.

Dies liegt hauptsächlich daran, dass Lötkugeln kleiner sind. Als Ergebnis besitzt es eine Eigenschaft niedrigerer Induktivität.

BGA-Löten

Ein Lot ist ein Material, das um eine Verbindung herum schmilzt und nach dem Abkühlen Wärme leiten kann.

Löten ist einer der kritischen Prozesse bei der Herstellung elektronischer Geräte. Es ermöglicht das elektronische Zusammenfügen elektronischer Bauteile.

Das Löten erfordert eine genau kontrollierte Lotmenge, die beim Erhitzen schmilzt.

Sie sollten eine Lotlegierungszusammensetzung und -temperatur wählen. Nur so kann eine gute Trennung zwischen den Lotkugeln gefördert werden.

Und wenn Sie die richtigen Verbindungen wünschen, ist es natürlich wichtig, geeignete Werkzeuge und Zubehörteile auszuwählen.

Einige der gängigsten Tools sind:

• Lötkolben
• Drahtschneider
• Spitzzange
• Abisolierzange
• Lötsauger
• Drahthalter ua

Außerdem muss der Arbeitsbereich während des Lötvorgangs ausreichend hell und gut belüftet sein.

BGA Nacharbeit

Die Überarbeitung von BGAs ist keine leichte Aufgabe, es sei denn, Sie haben Zugriff auf die richtige Ausrüstung. Wenn ein Problem in einem BGA entdeckt wird, erfordert dies eine Nachbesserung.

Beim BGA-Rework wird wie folgt vorgegangen:

• Das Erhitzen von BGA kann durchgeführt werden, um die Lote darunter zu schmelzen. Sie sollten sicherstellen, dass andere Komponenten auf der Platine beim Erhitzen des BGA wenig oder gar keinen Einfluss haben.

Die Komponenten können zerstört werden.

• Bevor Sie mit dem Zusammenbau des BGA beginnen, müssen Sie zunächst alle Elemente entfernen.
• Stellen Sie sicher, dass die Site für die neue Arbeit bereit ist.
• Tragen Sie nach dem Freimachen der Stelle die Lötpaste auf die Oberfläche der Leiterplatte auf, wo Sie die neuen Kugeln löten möchten.
• Tauschen Sie alle alten BGAs aus und verwenden Sie stattdessen die neuen.
• Führen Sie den Reflow-Prozess durch.

BGA Reballing

Das bedeutet, dass alte Lotkugeln entfernt und stattdessen durch neue ersetzt werden.

Folgendes kann ein Grund für ein Reballing sein:

• Wenn ein Gerät versehentlich von einer Platine abgezogen wird, muss es wieder auf die Platine gesetzt werden.
• Auch wenn das Gerät in der falschen Legierung gelötet wurde, können Sie ein Re-Balling durchführen, um Lötkugeln zu wechseln.
• Ein weiterer Grund für das Re-Balling besteht darin, eine Fehleranalyse zu ermöglichen.

Das Reballing-Verfahren ist abhängig vom Umfang der auszuführenden Arbeit, der Art der Verpackung und der Legierung, die auf der Platte platziert wird.

Kapitel 8: Wie testen wir BGA Assembly Board?

Nach jeder PCB-Bestückung und Designarbeit ist die Qualitätsprüfung und -bewertung wichtig.

Sie können verschiedene Maschinen verwenden, um Probleme zu erkennen und rechtzeitig zu beheben.

Zum Beispiel haben wir ein Röntgengerät, industrielle CT-Scanner, spezielle Mikroskope und Endoskope.

Mit diesen Inspektionsmaschinen können alle Probleme im Zusammenhang mit übermäßigem Löten, Diebstahl von Lötmitteln, Fehlausrichtung von Komponenten, Brückenbildung und fehlenden Lötkugeln identifiziert werden.

Dies liegt daran, dass diese Maschinen durch Lötkugeln sehen können.

Denken Sie daran, dass Inspektionsgeräte dabei helfen, zu überprüfen, ob jedes Lot richtig platziert ist.

Es stellt auch sicher, dass jeder Kontakt mit dem Board intakt bleibt.

Obwohl die Inspektionsmaschinen gut sind, gibt es einige Rückschläge.

Beispielsweise ist es schwierig geworden, zwischen Teilen zu unterscheiden, die an der gleichen Stelle platziert sind.

Diese Ausnahme gilt natürlich bei Betrachtung der Tafel von der gegenüberliegenden Seite.

Werkzeuge, die für die Inspektion verwendet werden, helfen bei der Ergänzung der Genauigkeit der Platzierung des Balls. Es trägt auch dazu bei, die Qualität des Geräts sicherzustellen.

Sehen wir uns einige der gebräuchlichsten Inspektionstechniken an:

Röntgeninspektion der BGA-Baugruppe

Manchmal kann Lötpaste falsch aufgetragen werden. Außerdem kann es zu einem teilweisen Schmelzen der Kugeln kommen.

All dies sind Probleme, die während der Montage auftreten und durch eine Röntgenuntersuchungsmaschine identifiziert werden könnten.

Röntgeninspektion

Der Abstand zwischen den Bällen kann durch die Berechnungen bestimmt werden, die unter Verwendung eines Röntgen-Software-Analyserechners durchgeführt werden.

Normalerweise hilft diese Berechnung beim Löten der Kugeln innerhalb des empfohlenen IPC-Bereichs.

Optimale Lötstelleninspektion

Dieses Gerät prüft die Position, das Vorhandensein, die Polarität und die Lötstelle. Sie bewertet die Qualität eines Geräts nach der Herstellung.

PCB-Inspektion

In diesem Fall wird eine Maschine verwendet, um das gelötete Gerät zu visualisieren.

Kapitel 9: So wählen Sie BGA-Bestückungsmaschinen aus

Die Auswahl der richtigen BGA-Bestückungsmaschine erfordert Erfahrung, handwerkliches Geschick und individuelle Begabung.

Es ist wichtig, einen erfahrenen Bediener zu haben, der Ihre BGA-Nachbesserung durchführen kann.

Die Wahl der BGA-Bestückungsmaschinen hat Manager, Planer, Ingenieure und Rework-Techniker vor Herausforderungen gestellt.

In den Anfängen, als die BGA-Techniken gerade innovativ waren, wurden einfache Werkzeuge wie Entlötwerkzeuge und Lupen verwendet.

Außerdem wurde ein Entlötwerkzeug verwendet, um alle Nacharbeiten durchzuführen, während Lupen verwendet wurden, um die Qualität des verpackten Geräts zu prüfen.

Diese waren nicht gut genug, und die Qualität der hergestellten Geräte war nicht gut.

Anstelle einer anfänglich eingesetzten einfachen Rework-Station empfiehlt sich derzeit eine BGA-Maschine.

Außerdem empfiehlt sich für die gemeinsame Inspektion ein Röntgengerät anstelle des einfachen Mikroskops oder der Lupe, die vor den Entdeckungen verwendet wurden.

Anfänglich wurde ein Assembler der höheren Ebene verwendet. Aufgrund der technologischen Entwicklung benötigen Sie jedoch einen erfahrenen Bediener.

Dieses Personal muss über Computerkenntnisse verfügen.

Er oder sie muss in der Lage sein, die Problematik von Lötpaste zu verstehen.

BGA-Maschine

Außerdem muss er/sie über gute Geschicklichkeit verfügen. Außerdem können Sie bei der Inspektion von Lötstellen ein Röntgengerät bedienen.

Außerdem sollte der Bediener über Kenntnisse in der Interpretation von Röntgenbildern verfügen. So kann er in der Lage sein, Fehler beim Lötprozess zu erkennen.

Holen Sie sich zuerst die Experten, die die BGA-Maschinen bedienen können. Dann können Sie sich jetzt für die BGA-Bestückungsmaschine entscheiden.

Sie nutzen in der Regel ihre bisherige Erfahrung, um festzustellen, welche BGA-Bestückungsmaschine bei ihrer vorherigen Bestückung gute Ergebnisse erzielt hat.

Kapitel 10: Anwendung von BGA-Montagetechniken

BGA-Montagetechniken sind heute in vielen Anwendungen üblich.

Wie bereits erwähnt, erzeugen BGA-Gehäuse starke Verbindungen. Wenn Sie die BGA mit einem Röntgengerät inspizieren, liefern sie gute Ergebnisse von Lötstellen.

Zu den Hauptanwendungen der BGA-Technik gehören:

• Ein integrierter Schaltkreis in Computern, Fernsehern, Mobiltelefonen und vielen anderen elektronischen Geräten.
• Duale Inline- oder flache elektronische Systeme
• Militärische Anwendungen in der Luft
• Automobilindustrie
• Unterhaltungselektronik, ,

Kurz gesagt, die Kugelgittermontage spielt in vielen Elektro- und Elektronikindustrien eine wichtige Rolle.

Schlussfolgerung

Das BGA-Montagepaket ist sehr wichtig für die technologische Entwicklung in der heutigen Welt.

Auch wenn es einige Mängel aufweist, hat sich sein Beitrag zur Industrie, die Elektrogeräte herstellt, als zuverlässig, effizient und von hoher Qualität erwiesen.

Mit fortschreitender Technologie besteht daher die Hoffnung, dass auch BGA-Montagepakete weiter voranschreiten werden.

Dies liegt daran, dass in den meisten Elektrofertigungsindustrien Interesse an der Verwendung der BGA-Montagetechnologie besteht