Ball Grid Array (BGA):Abnahmekriterien und Inspektionstechniken

11. November 2020

Ball Grid Array (BGA) hat sich von der Pin Grid Array (PGA) PCB-Verpackungstechnologie weiterentwickelt. Diese Technologie beinhaltet die gezielte Positionierung kleiner Kugeln auf elektronischen Platinen mittels Surface-Mount-Technologie (SMT). Diese Technologie ersetzt schnell die Dual-in-Line- und Flachverpackungstechniken. Obwohl es zu einem Standardelement in der modernen Leiterplattenverpackung geworden ist, wird es nicht wie andere Technologien allgemein akzeptiert. Um die Akzeptanzkriterien zu erfüllen, ist die Bewertung der Ball Grid Packaging unerlässlich. In diesem Beitrag werden die Akzeptanzkriterien für Ball-Grid-Array-Herausforderungen und einige Techniken zur Überprüfung derselben erörtert.

Akzeptanzkriterien für Ball Grid Array

Die Ball-Grid-Leiterplattenbestückungs- oder Verpackungstechnik gehört zu den komplexen Verpackungstechnologien, die herkömmlichen Inspektionsmethoden reichen nicht aus. Daher sind Leiterplattenhersteller mit einer höheren Ablehnungsquote konfrontiert. Obwohl es an definierter industrieller Dokumentation mangelt, um die Erfolgsquote der BGA-Geräte zu erhöhen, sind die folgenden Akzeptanzkriterien hilfreich.

Darüber hinaus werden diese Arten von Leiterplatten akzeptiert, wenn minimale Fehler gefunden werden. Diese Leiterplatten werden häufig auf die folgenden Mängel untersucht.

• Das Lot-Reflow-Profil muss mit entsprechendem Wärmemanagement durchgeführt werden. Da die BGAs Regionen mit hoher Dichte umfassen können, in denen eine große Anzahl von Metallkugeln platziert sind, erfordern solche Positionen ein kritisches Wärmemanagement. Die Reflow-Lötspuren werden auf Abnahme geprüft.

• Die inneren Hohlräume in den Lötstellen sollten eine Größe von 20 % des Kugeldurchmessers nicht überschreiten.

• Fehlausrichtungen

• Fehlende Metallkugeln

• Nicht benetzte Pads

• Teilweises Umfließen

Verschiedene Methoden der Ball-Grid-Array-Inspektion

Unter der BGA-Evaluierung werden drei Inspektionsarten abgedeckt, nämlich optische, mechanische und mikroskopische Inspektion.

• Optische Inspektion:

  Bei der optischen Inspektion handelt es sich um eine visuelle Prüfung von Leiterplatten. Da für diese Art der Leiterplattenbeurteilung die Sichtprüfung mit bloßem Auge nicht ausreicht, wird daher die optische Prüfung unter einem Endoskop durchgeführt.

• Mechanische Inspektion:

  Die mechanische Prüfung dieser Leiterplatten ist eine destruktive Methode. Da sie äußeren Kräften, Vibrationen, Stößen und elektrischen Schwankungen ausgesetzt sind. Daher werden diese Kugelgitter-PCBs durch Schocktests, Schrotttests usw. getestet.

• Mikroskopische Auswertung:

  Die mikroskopische Untersuchung ist auf Hohlräume oder Defekte kleiner als 10 Mikrometer ausgelegt. Eine oder mehrere der folgenden Techniken der mikroskopischen Auswertung werden für die Inspektion verwendet.

  • Röntgenlaminographie:

    Röntgenlaminographie ist eine Technik, die üblicherweise für flache Oberflächen verwendet wird. Da der Abstand zwischen Metallkugeln bei diesen Leiterplatten vernachlässigbar ist, wird diese Technologie verwendet, um die Gleichmäßigkeit der Leiterplattenoberfläche unter der Schicht zu testen. CCD-Kamera-Röntgenbilder werden aus verschiedenen Winkeln der Platte aufgenommen, um den Oberflächenzustand der Platte zu bestimmen.

  • Standard Emissives Röntgen:

    Der Standard-Transmissions-Röntgentest wird an den Leiterplatten durchgeführt, um mögliche Mikrodefekte zu testen. Im Allgemeinen werden mit dieser Technik Defekte wie Mikroporen, Fehlausrichtungen usw. untersucht. Außerdem können Rundheit, Konzentrizität, Teilung usw. der Kugel durch emissive Röntgeninspektion getestet werden.

  • Akustische Mikroabbildung:

    Akustische Mikrobildgebung ist die zerstörungsfreie Inspektionsmethode, die für die mikroskopische Inspektion von Kugelgitter-Leiterplatten verwendet wird. Es wird verwendet, um zu prüfen, ob Risse, Hohlräume oder Delaminierung auf der Oberfläche vorhanden sind.

Um die ordnungsgemäße Funktion des Ball Grid Arrays zu gewährleisten, ist es wichtig, diese von erfahrenen PCB-Fertigungsdiensten wie Creative Hi-Tech zu beziehen. Sie verfügen über 20 Jahre Erfahrung in der Leiterplattenherstellung und können Sie bei der BGA-Montage sowie bei Nachbearbeitungs- und Reparaturprozessen unterstützen.

Verwandte Blogbeiträge:

• Was sind die Schritte bei der BGA-Reparatur? Teil I

• Was sind die Schritte bei der BGA-Reparatur? – Teil II