PCB技術 - BGA基板組立：総合ガイド

紹介

グリッドアレイ（BGA）は、電子業界でますます流行している表面実装技術である。他のタイプのパッケージと比べて、より高いI/O数、より良い電気性能、より小さな外形寸法など、いくつかの利点を提供します。しかし、BGA基板組立は、その複雑さと専門的な設備とプロセスに対するニーズのために、挑戦的である可能性がある。

設計上の考慮事項

BGA基板の設計は組立プロセスの成功に重要な役割を果たしている。重要な設計上の考慮事項の中には、次のものがあります。

1.パッドレイアウト：パッドレイアウトの設計はBGAパッケージの球形パターンに適応すべきである。これには、パッドが球に正しく位置合わせされていることを確認するために、細部に注意して計画する必要があります。

2.パッド中の貫通孔：この技術は各パッドの中心に貫通孔を配置し、電気性能を高め、熱抵抗を下げることを含む。しかし、パッドを破損したり、ボイドが発生したりしないようにするためには、正確なドリル加工とメッキプロセスが必要です。

3.熱管理：BGAパッケージは大量の熱を発生し、もし管理が適切でなければ、問題を引き起こす可能性がある。設計者は、ヒートスルーホールを追加するか、ヒートシンクを使用して効率的に放熱することを考慮しなければならない。

4.試験可能性：BGAパッケージがPCBに組み込まれると試験が困難になる。したがって、設計者は組立前後のテストを容易にするために、テストポイントまたはテストパッドを設計に組み込む必要があります。

アセンブリプロセス

BGA基板アセンブリには、次のようないくつかの重要なステップがあります。

1.半田ペースト印刷：このステップは、テンプレートまたはスクリーン印刷プロセスを使用してPCB上のパッドに半田ペーストを塗布することを含む。リフロー中に溶接点が正しく形成されるように、溶接ペーストを均一かつ正確に塗布しなければならない。

2.コンポーネント配置：出し入れ機を使用してPCB上にBGAパッケージを配置する。機械は部品がスペーサ上に正確に配置されるように正しく校正しなければならない。

3.リフロー溶接：その後、BGAパッケージを備えたPCBにリフロー溶接プロセスを行い、このプロセスは、溶接ペーストを溶融するためにアセンブリを加熱し、ボールとパッドの間に溶接点を形成することを含む。部品やPCBが破損しないように温度分布を慎重に制御する必要があります。

4.X線検査：リフロー溶接後、X線機を使用してBGAパッケージを検査し、ボールの欠落や位置ずれ、ボイド、短絡などの欠陥がないかどうかを検査する。

5.機能試験：最後に、PCBに電源と信号を印加し、その出力を監視することにより、BGAパッケージに対して機能試験を行う。テスト中に検出された問題は、PCBが使用可能と見なされる前に解決しなければなりません。

結論

BGA基板組立は複雑なプロセスであり、綿密な計画、専門的な設備、熟練した人員が必要である。パッドレイアウト、パッド中のスルーホール、熱管理、試験可能性などの設計要素を考慮し、組立過程においてベストプラクティス、例えば半田ペースト印刷、コンポーネント配置、リフロー半田付け、X線検査と機能テストを遵守することにより、メーカーは顧客のニーズを満たす高品質BGA基板コンポーネントを実現することができる。