Suuritiheyksinen PCB-piirilevykokoonpano BGA-paketilla

Fanwayn High-Density PCB Circuit Board Assembly with BGA Package -palvelu soveltuu tekoälyprosessoreille, tietoliikennelaitteille, lääketieteellisille laitteille ja teollisuuden ohjaimille. BGA-paketit on rakennettu piisuulakkeella käsittelyä varten, liitäntäkerroksella, joka yhdistää muotin alustaan, ja juotospallomatriisin alapuolella, joka kiinnittyy piirilevyyn. Tämä rakenne tarjoaa korkean liitäntätiheyden, lyhyet signaalireitit paremman sähköisen suorituskyvyn, tehokkaan lämmönsiirron levylle ja itsekohdistusominaisuuden juottamisen aikana, joka korjaa pienet sijoitussiirtymät. Palvelumme hallitsee koko työnkulun piirilevyasettelutuesta kokoonpanoon ja lopputarkastukseen asti.

Kuinka BGA toimii?

BGA-paketit liitetään piirilevyyn komponentin alapuolella olevan juotospallojärjestelmän kautta. Reflow-prosessin aikana kaikki juotospallot kuumennetaan samanaikaisesti sulamispisteeseen. Sulan juotteen pintajännitys vetää komponentin tarkasti kohdakkain PCB-tyynyjen kanssa muodostaen samanaikaisesti sähköisiä, mekaanisia ja lämpöliitoksia. Tämä itsekohdistusvaikutus kompensoi pienet sijoitusvirheet ja on syy siihen, että BGA-kokoonpanot voivat saavuttaa korkean tuoton pienistä jakokooista huolimatta.

Mitkä ovat BGA-pakkauksen edut?

BGA-pakkaus on yleisin valinta huippuluokan siruille seuraavien etujen vuoksi.

Korkea tiheys 

Se tukee satoja tai tuhansia liitäntöjä pienellä jalanjäljellä, mikä mahdollistaa monimutkaisen suunnittelun.

Ylivoimainen sähköinen suorituskyky 

Se tulee lyhyistä liitäntäreiteistä, jotka vähentävät induktanssia ja resistanssia ja minimoivat tehokkaasti suurtaajuisen signaalin vääristymisen RF- ja suurnopeuksissa sovelluksissa.

Parempi lämmönhallinta 

Se johtuu siitä, että juotospallot johtavat lämpöä PCB:hen tehokkaammin kuin perinteiset johdot.

Itsesäätyvä vaikutus 

BGA-piirilevyt PCB:n pinta-asennuskokoonpano tarkoittaa, että sulan juotteen pintajännitys korjaa automaattisesti pienet sijoittelupoikkeamat uudelleenvirtauksen aikana, mikä parantaa kokoonpanon tuottoa.

BGA:n kokoonpanoprosessi

Suuritiheyksinen PCB-piirilevykokoonpano BGA-paketilla on SMT-kokoonpanon vaativin segmentti. Jokainen vaihe vaatii tarkan hallinnan luotettavien liitosten saavuttamiseksi.

1. PCB Pad Design 

Vaihtoehtoja on kaksi. NSMD-tyynyissä ei ole juotosmaskia tyynyn reunojen yli, mikä takaa yhtenäiset mitat ja vahvemmat mekaaniset liitokset. SMD-tyynyissä on juotosmaski, joka peittää tyynyn reunat, keskittää lämpörasituksen ja pienentää tehokkaan juotosalueen. Nopeille digitaalisille piireille NSMD on edullinen. Kun BGA-väli laskee 0,5 mm:iin tai sen alle, via-in-pad tulee välttämättömäksi, koska perinteinen koiranluun tuuletin ei mahdu. Täytön ja pinnoituksen tasaisuus on kriittistä. Epätasaiset pinnat luovat tyhjiöitä uudelleenvirtauksen aikana.

2. Kaavainsuunnittelu 

Kaavainmuotoilu määrittää juotospastan määrän. Hienojakoisia BGA-kokoonpanoja varten tarvitaan laserleikatut ja sähkökiillotetut stensiilit, joissa on aukon koon kompensointi. 0,4 mm:n BGA:n stensiilin paksuus on tyypillisesti 0,1 mm. Aukon kokoa ja muotoa säädetään oikean tahnan tilavuuden saavuttamiseksi kullekin BGA-pallon koolle.

3. Sijoitus 

BGA-komponentit sijoitetaan automaattisella poiminta-asenta-laitteistolla, jossa on näkökohdistus. +/- 0,03 mm:n sijoitustarkkuus varmistaa, että jokainen juotospallo on kohdistettu vastaavaan tyynyään.

4. Reflow-juotto 

Reflow-profiili on kriittisin parametri BGA-kokoonpanossa. Profiili koostuu neljästä vaiheesta. Esilämmitys käyttää 1–3 °C:n ramppinopeutta, mikä vähentää BGA:n ja PCB:n välistä lämpötilaeroa vääntymisen estämiseksi. Liotus pysyy 150-200°C:ssa 60-90 sekuntia aktivoiden juoksutteen ja poistaen oksideja. Reflow saavuttaa lyijyttömän SAC305:n huippulämpötilan 235–245 °C, ja aika ylittää likviditeetin 60–90 sekuntia. Jäähdytys käyttää jäähdytysnopeutta 2–4 ​​°C sekunnissa, jalostaa raerakennetta pidentääkseen väsymisikää. Alle minimilämpötilat aiheuttavat kylmiä liitoksia. Maksimilämpötilan yläpuolella olevat lämpötilat vahingoittavat BGA-komponentin sisäistä rakennetta.

Fanwayn tekniset ominaisuudet

Fanwayn High-Density PCB Circuit Board Assembly with BGA Package -palvelu sisältää seuraavat tekniset ominaisuudet.

BGA-kokoalue: BGA-komponenttien kokoaminen 1x1mm - 50x50mm, kannettavien laitteiden mikro-BGA:t ja suurirunkoiset FCBGA:t suorituskykyisille prosessoreille.

Pinnan koko: Minimiväli 0,4 mm ja sijoitustarkkuus +/- 0,03 mm. Alle 0,4 mm:n jakovälit arvioidaan tapauskohtaisesti.

Lautakerrosten määrä: Asennustuki 1–108-kerroksisille levyille, joka kattaa yksinkertaiset kaksipuoliset levyt monimutkaisten korkean kerrosmäärän taustalevyjen kautta.

Lautan paksuus: Tukee levyn paksuutta 0,2–10,0 mm, peittäen taipuiset piirit jäykkien taustalevyjen läpi.

Passiivikomponenttien tuki: Kokoaa passiiviset komponentit 01005:een ja 0201:een asti BGA-pakettien rinnalle samalle levylle.

Juotospallot: Tukee sekä lyijyllisiä että lyijyttömiä juotosseoksia.

Sertifikaatit: ISO9001, ISO14001, ISO13485, RoHS, IPC.

Sovellukset

BGA-piirilevykokoonpano on välttämätön sovelluksissa, jotka vaativat suurta I/O-tiheyttä, signaalin eheyttä ja lämpötehoa. BGA-paketilla varustettu High-Density PCB Circuit Board -kokoonpano palvelee näitä avainsektoreita.

Tekoäly ja korkean suorituskyvyn tietojenkäsittely: GPU:t, tekoälykiihdyttimet ja palvelinprosessorit käyttävät suuria FCBGA-paketteja, joissa on tuhansia yhteyksiä.

Tietoliikenne: 5G-kantataajuussirut, verkkoprosessorit ja kytkettävät ASIC:t vaativat hienojakoisen BGA:n nopeaan tiedonsiirtoon.

Lääketieteelliset laitteet: Diagnostiset kuvantamislaitteet, potilasmonitorit ja kannettavat lääketieteelliset instrumentit käyttävät BGA:ta kompaktin ja luotettavan elektroniikan luomiseen.

Teollinen ohjaus: PLC:t, moottorikäytöt ja automaatioohjaimet käyttävät BGA:ta käsittely- ja viestintätoimintoihin.

Kulutuselektroniikka: Älypuhelimet, tabletit ja puettavat laitteet käyttävät micro BGA:ta tiukkaa tilaa varten.

Miksi työskennellä Fanwayn kanssa BGA-piirilevykokoonpanossa?

Tarkkuusasennuslaitteet 

+/- 0,03 mm:n sijoitustarkkuus tukee hienojakoista BGA:ta 0,4 mm:iin asti.

Hallittu uudelleenvirtausprofilointi 

Monivyöhykkeiset reflow-uunit mahdollistavat tarkat lämpöprofiilit eri BGA-pakkaustyypeille ja juotosseoksille.

Röntgentarkastus 

2D- ja 3D-röntgenjärjestelmät varmistavat jokaisen levyn jokaisen BGA:n liitoksen laadun.

BGA Rework ja Reballing 

Erityiset työstöasemat, joissa on kontrolloidut lämpöprofiilit, suorittavat BGA:n poiston, tyynyn puhdistuksen, uudelleenpallon ja vaihdon IPC-7711/7721-standardien mukaisesti.

Suunnittelun tuki 

PCB-asettelukonsultointi BGA-reitityksen optimointia varten, mukaan lukien alustan suunnittelusuositukset ja via-in-pad -strategiat.

Täydellinen palvelu 

Piirilevyasettelun optimoinnista komponenttien hankintaan, kokoonpanoon, tarkastukseen ja uudelleenkäsittelyyn, kaikki yhden yhteyspisteen kautta.

Sertifikaatit 

ISO9001, ISO14001, ISO13485, RoHS, IPC, kokoonpanoprosessit IPC-A-610 ja IPC-7095 standardien mukaiset.

Räätälöidyt BGA-kokoonpanopalvelut

Fanway tarjoaa räätälöityjä High Density PCB Circuit Board -kokoonpanoja BGA-pakettipalveluilla, jotka on räätälöity erityisiin suunnittelu- ja tuotantovaatimuksiin.

Suunnittelun tukiSuunnittelutiimimme työskentelee kanssasi piirilevyn asetteluvaiheessa optimoidakseen alustan suunnittelun, sijoittelun ja BGA-pakettien tuuletusreitityksen, mikä vähentää kokoonpanoongelmien riskiä ennen tuotannon aloittamista.

Komponenttien hankintaHoidamme BGA-komponenttien hankinnan valtuutettujen toimitusketjujen kautta varmistaen aitouden ja jäljitettävyyden. Annamme vaihtoehtoisia suosituksia komponenteille, joilla on pitkät toimitusajat tai käyttöiän lopussa.

KokoonpanovaihtoehdotPalvelut sisältävät prototyyppien kokoonpanon, volyymituotannon, uudelleentyöskentelyn, uudelleenpallottamisen ja komponenttien vaihdon. Räätälöimme projektisi vaiheen ja aikataulun vaatimuksiin.

Räätälöity testausTestiprotokollat ​​määritellään projektikohtaisesti, eikä niitä sovelleta yhtenäisesti. Räätälöimme tarkastukset ja testaukset tietyn BGA-pakettityypin, kortin monimutkaisuuden ja sovellusvaatimusten mukaan.

Pakkaus ja toimitusLevyt puhdistetaan, pinnoitetaan tarvittaessa, pakataan ESD-standardien mukaisesti ja toimitetaan täydellisten jäljitettävyysasiakirjojen kanssa määritettyyn paikkaan.

FAQ

K: Mikä on pienin BGA-korkeus, jonka Fanway voi koota?
V: Fanway tukee vakiona BGA-kokoonpanoa 0,4 mm:n jakoon asti. Alle 0,4 mm:n jakovälit arvioidaan tapauskohtaisesti.

K: Tarjoaako Fanway suunnittelutukea BGA-kokoonpanolle?
V: Kyllä. Fanway tarjoaa PCB-asetteluneuvontaa BGA-reitityksen optimointia varten, mukaan lukien suositukset alustan suunnittelusta, via-in-pad -täytöstä ja tuuletusstrategioista.

K: Mikä on BGA-kokoonpanon tyypillinen läpimenoaika?
V: Prototyyppi BGA -kokoonpanot toimitetaan yleensä 5–7 työpäivän kuluessa. Volyymitilaukset ajoitetaan komponenttien saatavuuden ja kortin monimutkaisuuden mukaan. Nopeat palvelut ovat saatavilla.

K: Voiko Fanway muokata BGA:ta, joka on epäonnistunut?
V: Kyllä. Fanway tarjoaa BGA:n poiston, tyynyn puhdistuksen, uudelleenpallon ja vaihdon käyttämällä erityisiä korjausasemia, joissa on kontrolloidut lämpöprofiilit. Uudelleentyöstö suoritetaan IPC-7711/7721-standardien mukaisesti.

K: Mitä BGA-pakettityyppejä Fanway tukee?
V: Fanway tukee PBGA-, CBGA-, FCBGA-, Micro BGA- ja LGA-paketteja sekä µBGA-, CTBGA-, CABGA-, CVBGA- ja VFBGA-paketteja.