Rigid Flex PCB Assembly

What Is Rigid Flex PCB Assembly

With the development of electronic technology, especially the continuous progress of electronic assembly technology, in many occasions, it is difficult for general rigid printing plate making to meet the requirements of „light“, „thin“, „short“ and „small“ of electronic products. . However, flexible printed boards have the characteristics of „light and thin“ and „bendable“. Rigid-flex printed boards not only have the supporting role of rigid printed boards, but also have the characteristics of flexible boards. A good deal can meet this trend. . So what is a rigid-flex board?

Rigid-flex board is a combination of soft board and hard board. It is a circuit board formed by combining a thin layered flexible bottom layer and a rigid bottom layer, and then laminating them into a single component.

 Advantages OF Rigid Flex PCB Assembly

(1) The traditional flat design concept is changed and expanded to a three-dimensional three-dimensional space concept.
(2) The rigid-flex board can replace multiple connectors and multiple cables with a single component to optimize the available space.
(3) Stronger performance and higher stability. Can prevent electrostatic interference, less noise, and high reliability.
(4) It can be bent and folded without affecting the signal transmission function.
(5) The rigid-flex board can effectively reduce the overall thickness and weight, which is conducive to product miniaturization.

 Application Of Rigid Flex PCB Assembly

In the civilian product market, consumer terminals are developing in the direction of being short, small, light and thin. Communications, automobiles, and medical equipment have all encountered design bottlenecks and have begun to adopt this design in large numbers. Technology can be widely used in aerospace, medical, industrial control, automotive, communications, handheld terminals and other fields.

FiledApplication
ComputerDisk drive, Laptop, Transmission line, Printer
CommunicationCell phone, Facetime, Fax machine
CarControl dashboard, Short circuit switch system,Exhaust hood controller
Consumer electronics productsCamera, Video camera, VCD, DVD, Radio
Industrial ControlLaser controller, Sensor, Heating coil
InstrumentationNuclear magnetic analyzer,Infrared analyzer
Medical machineryPacemaker,Endoscope, Ultrasonic probe
AerospaceArtificial satellite, Radar system,Radio communication

Selection Of The Rigid Flex PCB Assembly Material

Rigid-flex board mainly requires rigid and flexible materials, and the choice of materials is mainly based on the purpose of the printed board.

(1) Selection of rigid materials


The most commonly used rigid materials in the industry are PI and epoxy substrates and corresponding prepregs. PI has a good glass transition temperature, good dimensional stability, and a small expansion coefficient in Z, but it has the shortcomings of high water absorption and poor mechanical properties, which cannot meet the use under some harsh conditions. From the perspective of prepregs, PI prepregs have high fluidity, short gel time, and process control is too difficult. Therefore, epoxy resin press plates and corresponding prepregs are selected as the rigid part of the material.

(2) Selection of flexible materials


The choice of flexible materials should have good flexibility, excellent electrical properties, appropriate thickness and excellent heat resistance. Flexible materials include flexible dielectric films, flexible adhesive sheets, copper foils, and covering layers. The commonly used dielectric films are mainly PET, PI and PTFE.

Although the cost of rigid-flex board is more expensive than traditional rigid board, it provides an ideal solution for the project. The interconnection of flexible substrates is used instead of the connection equipment of multiple PCBs. This is the key to reducing space and weight, which is exactly what many designs require.

The rigid-flex board has the characteristics of bendable and foldable, so it can be used to make customized circuits to maximize the use of the available indoor space. Using this point, the space occupied by the entire system is reduced, and the overall cost of the rigid-flex board It will be relatively high, but as the industry continues to mature and develop, the overall cost will continue to decrease, and it will be more cost-effective and competitive.

Was ist eine starre flexible Leiterplattenmontage?

Mit der Entwicklung der elektronischen Technologie, vor allem der kontinuierliche Fortschritt der elektronischen Montage-Technologie, in vielen Fällen ist es schwierig für die allgemeine starre Druckplatte machen, um die Anforderungen der „leicht“, „dünn“, „kurz“ und „klein“ von elektronischen Produkten zu erfüllen. . Flexible Leiterplatten haben jedoch die Eigenschaften „leicht und dünn“ und „biegbar“. Starrflexible Leiterplatten haben nicht nur die unterstützende Funktion von starren Leiterplatten, sondern auch die Eigenschaften von flexiblen Leiterplatten. Ein gutes Geschäft kann diesem Trend gerecht werden. . Was ist eine starr-flexible Leiterplatte?

Eine starrflexible Leiterplatte ist eine Kombination aus einer weichen und einer harten Leiterplatte. Es handelt sich um eine Leiterplatte, die durch die Kombination einer dünnschichtigen flexiblen Unterlage und einer starren Unterlage gebildet wird, die dann zu einem einzigen Bauteil laminiert werden.

 Vorteile der Rigid Flex PCB Montage

(1) Das traditionelle flache Designkonzept wird geändert und zu einem dreidimensionalen Raumkonzept erweitert.
(2) Die starrflexible Leiterplatte kann mehrere Anschlüsse und mehrere Kabel durch ein einziges Bauteil ersetzen, um den verfügbaren Platz zu optimieren.
(3) Stärkere Leistung und höhere Stabilität. Kann elektrostatische Störungen verhindern, weniger Rauschen und hohe Zuverlässigkeit.
(4) Sie kann gebogen und gefaltet werden, ohne die Signalübertragung zu beeinträchtigen.
(5) Die starr-flexible Leiterplatte kann die Gesamtdicke und das Gewicht effektiv reduzieren, was der Produktminiaturisierung förderlich ist.

 Anwendung der Rigid Flex PCB Montage

Auf dem zivilen Produktmarkt entwickeln sich die Endgeräte der Verbraucher in Richtung kurz, klein, leicht und dünn. In der Kommunikationsbranche, in der Automobilindustrie und in der Medizintechnik ist man auf Engpässe bei der Konstruktion gestoßen und hat damit begonnen, dieses Design in großer Zahl zu übernehmen. Die Technologie kann in der Luft- und Raumfahrt, in der Medizin, in der industriellen Steuerung, in der Automobilindustrie, in der Kommunikation, in Handheld-Terminals und in anderen Bereichen eingesetzt werden.

BereichApplication
ComputerFestplattenlaufwerk, Laptop, Übertragungsleitung, Drucker
KommunikationMobiltelefon, Facetime, Faxgerät
AutoSteuerung des Armaturenbretts, Kurzschluss-Schaltsystem, Steuerung der Abzugshaube
Produkte der UnterhaltungselektronikKamera, Videokamera, VCD, DVD, Radio
Industrielle SteuerungLasersteuerung, Sensor, Heizspirale
InstrumentierungKernmagnetischer Analysator, Infrarot-Analysator
Medizinische MaschinenHerzschrittmacher, Endoskop, Ultraschallsonde
Luft- und RaumfahrtKünstlicher Satellit, Radarsystem, Funkkommunikation

Auswahl des Materials für die starrflexible Leiterplatte

Rigid-Flex-Board erfordert vor allem starre und flexible Materialien, und die Wahl der Materialien ist vor allem auf den Zweck der Leiterplatte basiert.

(1) Auswahl der starren Materialien


Die in der Industrie am häufigsten verwendeten starren Materialien sind PI und Epoxid-Substrate sowie entsprechende Prepregs. PI hat eine gute Glasübergangstemperatur, eine gute Dimensionsstabilität und einen kleinen Ausdehnungskoeffizienten in Z, aber es hat die Nachteile einer hohen Wasseraufnahme und schlechter mechanischer Eigenschaften, die dem Einsatz unter einigen rauen Bedingungen nicht gerecht werden. Aus der Sicht der Prepregs haben PI-Prepregs eine hohe Fließfähigkeit und eine kurze Gelierzeit, und die Prozesskontrolle ist zu schwierig. Daher werden Epoxidharzpressplatten und entsprechende Prepregs als starrer Teil des Materials ausgewählt.

(2) Auswahl der flexiblen Materialien

Die Auswahl der flexiblen Materialien sollte eine gute Flexibilität, hervorragende elektrische Eigenschaften, eine angemessene Dicke und eine ausgezeichnete Wärmebeständigkeit aufweisen. Zu den flexiblen Materialien gehören flexible dielektrische Folien, flexible Klebefolien, Kupferfolien und Deckschichten. Als dielektrische Folien werden vor allem PET, PI und PTFE verwendet.

Obwohl die Kosten für starr-flexible Leiterplatten höher sind als für herkömmliche starre Leiterplatten, stellen sie eine ideale Lösung für das Projekt dar. Die Verbindung von flexiblen Substraten wird anstelle von Verbindungseinrichtungen für mehrere Leiterplatten verwendet. Dies ist der Schlüssel zur Verringerung des Platzbedarfs und des Gewichts, was genau das ist, was viele Designs erfordern.

Die starr-flexible Leiterplatte hat die Eigenschaft, biegbar und faltbar zu sein, so dass sie für die Herstellung von kundenspezifischen Schaltungen verwendet werden kann, um den verfügbaren Platz im Innenbereich optimal zu nutzen. Die Gesamtkosten der starrflexiblen Platine sind relativ hoch, aber mit zunehmender Reife und Entwicklung der Branche werden die Gesamtkosten weiter sinken und die Platine wird kostengünstiger und wettbewerbsfähiger.

Mixed Assembly

What Is Mixed Assembly

Mixed assembly requires the application of SMT components and THT components on the same board, and this type of PCB component does not use any solder paste, this technology is called mixed assembly.

Comparision Of Through-Hole Assembly And Surface Mounting Technology

(1) First, SMT components are soldered on the board by a reflow soldering machine, while THT assembly requires pre-drilling holes on the board and the use of leads to connect components and circuits.

(2) Second, reflow or wave soldering can be used for SMD components, but only wave soldering for TNT components. Therefore, the steps of mixed assembly will be more complicated. For mixed assembly, usually, the SMT process is performed first, and then the THT assembly is performed.

(3) Third, SMT is generally suitable for mass production and high-density small PCBs, and THT is generally suitable for prototype manufacturing and products that are prepared to withstand mechanical stress.

Our Capabilities Mixed Assembly

We are equipped with advanced automated production equipment for PCB assembly, which can meet the needs from PCB prototype assembly to mass assembly in a relatively short time. 

  • Complete automated assembly equipment
  • Automated flux distribution and laser aiming
  • Fast and accurate placement machine
  • Wave soldering and selective soldering machine
  • Reflow oven
  • Automated multi-stage water cleaning
  • Automatic optical inspection
  • X-ray inspection
  • Wave soldering machine
  • Chassis wiring and assembly
  • BGA semi-automatic rework station

Applications of Mixed Technology PCB AsseRmbly

Mixed assembly technology has a wide range of applications in life, the following are the most common applications in Mixed technology PCB components

  • Central processing unit
  • Smart phone accessories
  • LED products
  • Communication hardware
  • IoT hardware
  • Industrial controller components

Eckstein has complete and advanced automated assembly equipment and experienced employees. As an ISO-certified PCB manufacturer, we are committed to providing customers with unique services ranging from small quantities of prototype PCBA to batch PCBA production, and answering various questions for customers. We take full responsibility from procurement, assembly to final delivery. In Eckstein, a variety of first-class equipment and strict quality control system can help us provide you with high-quality PCB!

Was ist Mischbestückung?

Bei der Mischbestückung werden SMT-Bauteile und THT-Bauteile auf derselben Leiterplatte verwendet, und bei dieser Art von Leiterplattenbauteilen wird keine Lötpaste verwendet; diese Technologie wird als Mischbestückung bezeichnet.

Vergleich von Durchsteckmontage und Oberflächenmontagetechnologie

(1) Erstens werden SMT-Bauteile mit einer Reflow-Lötmaschine auf die Leiterplatte gelötet, während bei der THT-Bestückung Löcher auf der Leiterplatte vorgebohrt werden müssen und die Bauteile und Schaltkreise mit Leitungen verbunden werden.

(2) Zweitens kann Reflow- oder Wellenlöten für SMD-Bauteile verwendet werden, aber nur Wellenlöten für TNT-Bauteile. Daher sind die Schritte der Mischbestückung komplizierter. Bei der gemischten Bestückung wird in der Regel zuerst der SMT-Prozess und dann die THT-Bestückung durchgeführt.

(3) Drittens ist SMT im Allgemeinen für die Massenproduktion und kleine Leiterplatten mit hoher Dichte geeignet, während THT im Allgemeinen für die Herstellung von Prototypen und Produkten geeignet ist, die mechanischen Belastungen standhalten sollen.

Unsere Fähigkeiten Gemischte Montage

Wir sind mit fortschrittlichen automatisierten Produktionsanlagen für die Leiterplattenbestückung ausgestattet, die den Bedarf von der Leiterplatten-Prototypenbestückung bis zur Massenbestückung in relativ kurzer Zeit decken können.

  • Vollständig automatisierte Montageausrüstung
  • Automatisierte Flussmittelverteilung und Laserausrichtung
  • Schnelle und genaue Bestückungsmaschine
  • Wellenlötmaschine und Selektivlötmaschine
  • Reflow-Ofen
  • Automatisierte mehrstufige Wasserreinigung
  • Automatische optische Inspektion
  • Röntgeninspektion
  • Wellenlötanlage
  • Chassis-Verdrahtung und -Montage
  • Halbautomatische BGA-Rework-Station

Anwendungen der Mixed Technology PCB AsseRmbly

Die Technologie der gemischten Bestückung hat eine breite Palette von Anwendungen im Leben, die folgenden sind die häufigsten Anwendungen in gemischter Technologie PCB-Komponenten

  • Zentrale Recheneinheit
  • Smartphone-Zubehör
  • LED-Produkte
  • Kommunikations-Hardware
  • IoT-Hardware
  • Industrielle Steuerungskomponenten

Eckstein verfügt über eine komplette und fortschrittliche automatisierte Bestückungsausrüstung und erfahrene Mitarbeiter. Als ISO-zertifizierter Leiterplattenhersteller sind wir bestrebt, unseren Kunden einen einzigartigen Service zu bieten, der von kleinen Mengen an Prototyp-PCBAs bis hin zur Serienfertigung von PCBAs reicht, und beantworten die verschiedensten Fragen unserer Kunden. Wir übernehmen die volle Verantwortung von der Beschaffung über die Montage bis zur Auslieferung. In Eckstein können wir Ihnen mit einer Vielzahl erstklassiger Geräte und einem strengen Qualitätskontrollsystem hochwertige Leiterplatten liefern!

Through-Hole Assembly

As people’s demand for advanced and miniature products grows, the size of PCBs is getting smaller and smaller. Due to its small surface, it is challenging to mount various components on a circuit board. To alleviate this situation, manufacturers are using two techniques to mount electrical components on circuit boards. These technologies are through hole technology (THT) and surface mount technology (SMT)

What Is Through-Hole Assembly

Through-hole assembly refers to the process of soldering through-hole components to the bare board by wave soldering or manual soldering, and the component leads pass through the holes of the PCB board.

The Application Of Through-Hole Assembly

Through-hole components (THC) are suitable for high-reliability product layers that require stronger bonding because they can withstand higher environmental pressures, and the wires pass through the board holes. This is the wide application of THT that may suffer from military and aerospace The main cause of the product is from extreme acceleration, collision or high temperature. In addition, through-hole technology is also popular for testing and prototypes, sometimes requiring manual adjustment and replacement.

Comparision Of Through-Hole Assembly And Surface Mounting Technology

Compared with surface mounting, through-hole mounting provides a firm mechanical bond, and is more suitable for products that are ready to withstand mechanical stress. And it provides designers with more space for wiring. Moreover, the through-hole assembly is easy to manually adjust and replace. Surface mounting allows the installation of smaller PCB size and higher density components. For larger and heavier components, through-hole mounting is necessary because they require a stronger connection to be securely connected. Our professional production team can provide fast manual, automated and combined through-hole assembly for all components.

Da die Nachfrage der Menschen nach fortschrittlichen und miniaturisierten Produkten steigt, wird die Größe von Leiterplatten immer kleiner. Aufgrund der kleinen Oberfläche ist es schwierig, verschiedene Komponenten auf einer Leiterplatte zu montieren. Um diese Situation zu entschärfen, verwenden die Hersteller zwei Techniken für die Montage elektrischer Komponenten auf Leiterplatten. Diese Techniken sind die Durchstecktechnik (THT) und die Oberflächenmontagetechnik (SMT).

Was ist Durchsteckmontage?

Unter Durchsteckmontage versteht man den Prozess des Lötens von Bauteilen mit Durchgangslöchern auf die nackte Leiterplatte durch Wellenlöten oder Handlöten, wobei die Bauteilanschlüsse durch die Löcher der Leiterplatte geführt werden.

Die Anwendung der Durchsteckmontage

Through-Hole-Komponenten (THC) eignen sich für hochzuverlässige Produktschichten, die eine stärkere Verbindung erfordern, da sie höheren Umgebungsdrücken standhalten können und die Drähte durch die Löcher der Leiterplatte geführt werden. Dies ist die breite Anwendung von THT, die von Militär und Luft- und Raumfahrt leiden kann Die Hauptursache für das Produkt ist von extremer Beschleunigung, Kollision oder hoher Temperatur. Darüber hinaus ist die Durchstecktechnik auch für Tests und Prototypen beliebt, die manchmal eine manuelle Anpassung und einen Austausch erfordern.

Vergleich von Durchsteckmontage und Oberflächenmontagetechnik

Im Vergleich zur Oberflächenmontage bietet die Durchsteckmontage eine feste mechanische Verbindung und eignet sich besser für Produkte, die mechanischen Belastungen standhalten müssen. Außerdem bietet sie den Konstrukteuren mehr Platz für die Verdrahtung. Außerdem lässt sich die Durchsteckmontage leicht manuell einstellen und austauschen. Die Oberflächenmontage ermöglicht die Installation kleinerer Leiterplattengrößen und Komponenten mit höherer Dichte. Für größere und schwerere Bauteile ist die Durchsteckmontage erforderlich, da sie eine stärkere Verbindung benötigen, um sicher angeschlossen zu werden. Unser professionelles Produktionsteam kann eine schnelle manuelle, automatisierte und kombinierte Durchsteckmontage für alle Komponenten anbieten.

BGA Assembly

Features of BGA

BGA is also called ball pin grid array packaging technology, which is a high-density surface mount packaging technology. At the bottom of the package, the pins are spherical and arranged in a grid-like shape, so it is called BGA.

 Reducing the package area

The BGA layout can reduce the packaging area and greatly improve the space utilization rate. We can install more components and manufacture lighter devices.

 Increasing functions number of pins

As the BGA layout increases the space utilization rate, the product functions increase accordingly. And one of the advantages of BGA is that the number of I/O pins has increased, and the pin spacing has not decreased but increased, thereby increasing the assembly yield.

 Good electrical heating performance and improved reliability

Although the power consumption of the product can be increased, the BGA can be welded by the controllable collapse chip method, which can improve its electric heating performance. And the assembly can be coplanar welding, which has high reliability.

 Reducing costs

Most BGA designs are small in size, smaller size and convenient manufacturing routes can ensure that we reduce manufacturing costs. Therefore, this process is very suitable for mass production.

The Types Of BGA 

(1) PBGA (Plastic Ball Grid Array)

The PBGA package consists of chips mounted and interconnected to a double-sided or multi-layer PCB substrate. Through holes interconnect the signal printed lines on the top surface to the corresponding pads on the bottom of the substrate. After die bonding and wire bonding, the assembled part is molded and encapsulated by a transfer molding or injection molding process. PBGA is currently the most widely used BGA device. Mainly used in communication products and consumer products. Because PBGA has good electrical properties, high interconnection density, and good thermal comprehensive performance, it is widely used in SMT assembly.

(2) CBGA( Ceramic Ball Grid Array)

CBGA uses multilayer ceramics as the base material. Its advantages include: (1) Packaged components have high reliability and excellent performance. (2) Good coplanarity and easy welding. (3) Insensitive to moisture, long storage time. (4) Good electrical performance. (5) High packaging density

(3) TBGA (Tape Ball Grid Array)

TBGA is a package form that uses copper/polyimide carrier tape as a substrate to connect the chip to the solder ball and the PCB. TBGA has the following characteristics: (1) Good thermal matching with epoxy resin circuit board (2) It can be aligned with the PCB pad through the edge of the package body (3) Sensitive to humidity and heat

BGA process flow

In the BGA assembly process, every step and every process parameter will affect the BGA assembly. Therefore, every step of BGA assembly must be strictly controlled. For the electronic assembly process of tin-lead and lead-free electronics, there is not much difference between the solder paste printing and the placement process. The main difference lies in the setting of the temperature profile during the reflow process. There is a big difference between the tin-lead reflow soldering process and the lead-free reflow soldering process. In addition, due to the different BGA package forms, the thermal resistance is different. In order to meet the requirements of the reflow soldering curve, there are also certain differences in temperature settings and time.

Solder paste printing

The storage conditions of solder paste are generally 3-6 months at 2-5°. The solder paste needs to be warmed naturally before printing, and the warming time is 4-8 hours. Before the solder paste is warmed to room temperature, do not disassemble the container or stir the solder paste and force it to reheat, so as not to cause the flux to be analyzed. The amount of solder paste printing should be appropriate, and the printing template generally uses stainless steel.
When printing solder paste, 60 is generally used. The strength of the stainless steel scraper is controlled at 35-100N. The printing speed is generally controlled at 10–25miifs. The demolding speed after printing is generally set at 0.5-1.0 miifs. During printing, the temperature should be controlled at about 25°, and the humidity should be controlled at about RH55%.

SMT

The main purpose of the patch is to align each solder ball on the BGA with the pad on the PCB. Because the BGA solder balls are located at the bottom of the package, special equipment must be used to align them. The placement accuracy of the placement machine with BGA must reach about 0.001 min.

Reflow soldering

Reflow soldering is a difficult process in the BGA assembly process. Setting process parameters and obtaining a suitable temperature profile are very important for good BGA soldering. Due to the different packaging forms of BGA, the thermal resistance of CBGA is greater than that of PBGA. In order to achieve the same temperature, CBGA requires a higher temperature setting and longer preheating time than PBGA. For tin-lead solder paste and lead-free solder paste, the temperature setting and heating time are significantly different.

Warm-up stage:

The main purpose of preheating is to heat the PCB and its components uniformly, and at the same time have a baking effect on the PCB and components. The heating rate of the preheating stage is generally controlled at 3℃/s, and the preheating time is between 60-90S.

Activation stage:

The main purpose of the activation stage is to activate the flux in the solder paste to remove the oxides on the surface of the pad and the surface of the solder paste alloy to achieve a clean metal surface and prepare for the solder paste reflow. For tin-lead soldering, the temperature at this stage should be maintained at 60-120 S at 150-180°C. For lead-free soldering, the soldering at this stage should be maintained at 160-200°C for 60-180 S.

Reflow stage:

The main purpose of the reflow stage is to wet the solder pads and the pins of the components to achieve good soldering requirements. For lead-free electronic assembly, there is a cloud of Sn alloying alloy in lead-free solder, which is more likely to form thicker metal compounds at high temperatures and cause solder joint failure. For SnPb soldering, it is generally required to control the time above the melting point of 183°C to 60-90S. For lead-free soldering, it is generally required to control the time above the melting point of 217-219°C within 60-120 S.

Cooling phase:

The main purpose of the cooling stage is to refine the crystal grains while the solder joints are solidified, inhibit the growth of intermetallic compounds, and improve the strength of the solder joints. Generally, the cooling rate is controlled at 1-3°C/S.

Merkmale von BGA

BGA wird auch als „Ball Pin Grid Array“-Gehäusetechnologie bezeichnet, bei der es sich um eine oberflächenmontierte Gehäusetechnologie mit hoher Dichte handelt. An der Unterseite des Gehäuses sind die Stifte kugelförmig und gitterförmig angeordnet, weshalb es auch als BGA bezeichnet wird.

Verkleinerung der Gehäusefläche

Durch das BGA-Layout kann die Gehäusefläche reduziert und die Raumausnutzung erheblich verbessert werden. Wir können mehr Komponenten einbauen und leichtere Geräte herstellen.

 Erhöhung der Anzahl der Pins

Da das BGA-Layout den Raumnutzungsgrad erhöht, steigen auch die Produktfunktionen entsprechend. Einer der Vorteile von BGA besteht darin, dass die Anzahl der E/A-Pins zugenommen hat und die Pinabstände nicht abgenommen, sondern zugenommen haben, wodurch sich die Ausbeute bei der Montage erhöht.

 Gute elektrische Heizleistung und verbesserte Zuverlässigkeit

Obwohl der Stromverbrauch des Produkts erhöht werden kann, kann das BGA durch die kontrollierbare Kollaps-Chip-Methode geschweißt werden, was die elektrische Heizleistung verbessern kann. Außerdem kann die Baugruppe koplanar geschweißt werden, was zu einer hohen Zuverlässigkeit führt.

Kostenreduzierung

Die meisten BGA-Designs sind klein, und durch die geringere Größe und die bequemen Herstellungswege können wir die Herstellungskosten senken. Daher ist dieses Verfahren sehr gut für die Massenproduktion geeignet.

Die Arten von BGA

(1) PBGA (Plastic Ball Grid Array)

Das PBGA-Gehäuse besteht aus Chips, die auf einem doppelseitigen oder mehrlagigen PCB-Substrat montiert und miteinander verbunden sind. Durchgangslöcher verbinden die gedruckten Signalleitungen auf der Oberseite mit den entsprechenden Pads auf der Unterseite des Substrats. Nach dem Bonden der Chips und dem Bonden der Drähte wird das zusammengesetzte Teil durch ein Transfer-Molding- oder Spritzgussverfahren geformt und eingekapselt. PBGA ist derzeit das am häufigsten verwendete BGA-Bauteil. Es wird hauptsächlich in Kommunikations- und Konsumgütern verwendet. Da PBGA gute elektrische Eigenschaften, eine hohe Verbindungsdichte und eine gute thermische Leistung aufweist, wird es häufig in der SMT-Montage verwendet.

(2) CBGA( Ceramic Ball Grid Array)

CBGA verwendet Mehrschichtkeramik als Basismaterial. Seine Vorteile sind: (1) Die verpackten Komponenten haben eine hohe Zuverlässigkeit und hervorragende Leistung. (2) Gute Koplanarität und einfaches Schweißen. (3) Unempfindlich gegen Feuchtigkeit, lange Lagerzeit. (4) Gute elektrische Leistung. (5) Hohe Packungsdichte

(3) TBGA (Tape Ball Grid Array)

TBGA ist eine Gehäuseform, die ein Kupfer/Polyimid-Trägerband als Substrat verwendet, um den Chip mit der Lötkugel und der Leiterplatte zu verbinden. TBGA hat folgende Eigenschaften: (1) Gute thermische Anpassung an die Epoxidharz-Leiterplatte (2) Es kann durch die Kante des Gehäuses mit dem PCB-Pad ausgerichtet werden (3) Empfindlich gegen Feuchtigkeit und Hitze

BGA-Prozessablauf

Bei der BGA-Bestückung hat jeder Schritt und jeder Prozessparameter Auswirkungen auf die BGA-Bestückung. Daher muss jeder Schritt der BGA-Montage streng kontrolliert werden. Bei der Montage von bleihaltigen und bleifreien elektronischen Bauteilen gibt es keinen großen Unterschied zwischen dem Lotpastendruck und dem Bestückungsprozess. Der Hauptunterschied liegt in der Einstellung des Temperaturprofils während des Reflow-Prozesses. Es besteht ein großer Unterschied zwischen dem Zinn-Blei-Reflow-Lötprozess und dem bleifreien Reflow-Lötprozess. Darüber hinaus ist der Wärmewiderstand aufgrund der verschiedenen BGA-Gehäuseformen unterschiedlich. Um die Anforderungen der Reflow-Lötkurve zu erfüllen, gibt es auch gewisse Unterschiede bei den Temperatureinstellungen und der Zeit.

Drucken von Lotpaste

Die Lagerungsbedingungen für Lotpaste sind im Allgemeinen 3-6 Monate bei 2-5°. Die Lötpaste muss vor dem Drucken auf natürliche Weise erwärmt werden, und die Erwärmungszeit beträgt 4-8 Stunden. Bevor die Lötpaste auf Raumtemperatur erwärmt wird, darf der Behälter nicht zerlegt und die Lötpaste nicht umgerührt werden, damit das Flussmittel nicht analysiert werden kann. Die Menge des Lotpastendrucks sollte angemessen sein, und für die Druckschablone wird in der Regel rostfreier Stahl verwendet.
Für den Druck von Lotpaste wird in der Regel ein Wert von 60 verwendet. Die Stärke des Abstreifers aus rostfreiem Stahl wird auf 35-100 N eingestellt. Die Druckgeschwindigkeit liegt im Allgemeinen bei 10 bis 25 Millisekunden. Die Entformungsgeschwindigkeit nach dem Druck wird im Allgemeinen auf 0,5-1,0 miifs eingestellt. Während des Drucks sollte die Temperatur auf etwa 25° und die Luftfeuchtigkeit auf etwa 55% kontrolliert werden.

SMT

Der Hauptzweck des Patchs besteht darin, jede Lötkugel auf dem BGA mit dem Pad auf der Leiterplatte auszurichten. Da sich die BGA-Lötkugeln an der Unterseite des Gehäuses befinden, muss eine spezielle Ausrüstung verwendet werden, um sie auszurichten. Die Bestückungsgenauigkeit des Bestückungsautomaten mit BGA muss etwa 0,001 min erreichen.

Reflow-Löten

Das Reflow-Löten ist ein schwieriger Prozess bei der BGA-Bestückung. Die Einstellung der Prozessparameter und das Erreichen eines geeigneten Temperaturprofils sind für ein gutes BGA-Löten sehr wichtig. Aufgrund der unterschiedlichen Gehäuseformen von BGA ist der Wärmewiderstand von CBGA größer als der von PBGA. Um die gleiche Temperatur zu erreichen, ist bei CBGA eine höhere Temperatureinstellung und eine längere Vorwärmzeit erforderlich als bei PBGA. Bei Zinn-Blei-Lötpaste und bleifreier Lötpaste unterscheiden sich die Temperatureinstellung und die Aufheizzeit erheblich.

Aufwärmphase:

Der Hauptzweck des Vorwärmens besteht darin, die Leiterplatte und ihre Komponenten gleichmäßig zu erwärmen und gleichzeitig einen Backeffekt auf die Leiterplatte und die Komponenten zu erzielen. Die Aufheizgeschwindigkeit der Vorwärmphase wird im Allgemeinen auf 3℃/s geregelt, und die Vorwärmzeit liegt zwischen 60-90S.

Aktivierungsphase:

Der Hauptzweck der Aktivierungsphase besteht darin, das Flussmittel in der Lötpaste zu aktivieren, um die Oxide auf der Oberfläche des Pads und der Oberfläche der Lötpastenlegierung zu entfernen und eine saubere Metalloberfläche zu erhalten und den Reflow der Lötpaste vorzubereiten. Beim Löten mit Zinn-Blei sollte die Temperatur in dieser Phase bei 60-120 S bei 150-180°C gehalten werden. Beim bleifreien Löten sollte die Lötung in dieser Phase bei 160-200°C für 60-180 S gehalten werden.

Reflow-Stufe:

Der Hauptzweck der Reflow-Phase besteht darin, die Lötpads und die Stifte der Bauteile zu benetzen, um gute Lötanforderungen zu erreichen. Bei der bleifreien Elektronikmontage gibt es eine Wolke von Sn-Legierungen in bleifreiem Lot, die bei hohen Temperaturen eher dickere Metallverbindungen bilden und zu Lötstellenausfällen führen können. Beim SnPb-Löten ist es im Allgemeinen erforderlich, die Zeit oberhalb des Schmelzpunkts von 183 °C auf 60-90 Sekunden zu begrenzen. Beim bleifreien Löten muss die Zeit oberhalb des Schmelzpunkts von 217-219°C im Allgemeinen auf 60-120 Sekunden begrenzt werden.

Abkühlungsphase:

Der Hauptzweck der Abkühlphase ist die Verfeinerung der Kristallkörner während der Erstarrung der Lötstellen, die Verhinderung des Wachstums intermetallischer Verbindungen und die Verbesserung der Festigkeit der Lötstellen. Im Allgemeinen wird die Abkühlungsgeschwindigkeit auf 1-3°C/S geregelt.

Nach oben scrollen