BGA パッケージを備えた高密度 PCB 回路基板アセンブリ

Fanway の BGA パッケージ付き高密度 PCB 回路基板アセンブリ サービスは、AI プロセッサ、通信機器、医療機器、産業用制御に適しています。 BGA パッケージは、処理用のシリコン ダイ、ダイを基板に接続する相互接続層、および PCB に取り付けられる下側のはんだボール アレイで構築されます。この設計は、高い接続密度、電気的性能を向上させるための短い信号経路、基板への効率的な熱伝達、および小さな配置オフセットを修正するはんだ付け時の自動位置合わせ機能を提供します。当社のサービスは、PCB レイアウトのサポートから組み立て、最終検査に至るまでの完全なワークフローを管理します。

BGA はどのように機能するのでしょうか?

BGA パッケージは、コンポーネントの下側のはんだボール アレイを介して PCB に接続します。リフロープロセス中、すべてのはんだボールは同時に融点まで加熱されます。溶けたはんだの表面張力により、コンポーネントが PCB パッドと正確に位置合わせされ、電気的、機械的、熱的な接続が同時に形成されます。このセルフアライメント効果により、小さな配置誤差が補正され、BGA アセンブリがピッチ サイズが小さいにもかかわらず高い歩留まりを達成できるのはこのためです。

BGA パッケージングの利点は何ですか?

BGA パッケージングは​​、次のような利点があるため、ハイエンド チップの主流の選択肢となっています。

高密度 

コンパクトな設置面積で数百または数千の接続をサポートし、複雑な設計を可能にします。

優れた電気的性能 

これは、インダクタンスと抵抗を低減する短い相互接続パスによって実現され、RF および高速アプリケーションの高周波信号の歪みを効果的に最小限に抑えます。

より優れた熱管理 

これは、はんだボールが従来のリードよりも効率的に熱を PCB に伝導するために発生します。

セルフアライメント効果 

BGA 回路基板 PCB の表面実装アセンブリでは、リフロー中に溶融はんだの表面張力によって小さな配置のずれが自動的に修正され、アセンブリの歩留まりが向上します。

BGA組立工程

BGA パッケージを備えた高密度 PCB 回路基板アセンブリは、SMT アセンブリの中で最も要求の厳しいセグメントです。信頼性の高い接合を実現するには、各ステップで正確な制御が必要です。

1. PCB パッドの設計 

2 つのオプションがあります。 NSMD パッドにはパッドの端にはんだマスクがなく、一貫した寸法とより強力な機械的接合が提供されます。 SMD パッドにはパッドの端を覆うはんだマスクがあり、熱応力が集中し、有効なはんだ面積が小さくなります。高速デジタル回路には、NSMD が推奨されます。 BGA ピッチが 0.5mm 以下になると、従来のドッグボーン ファンアウトが適合しなくなるため、ビアインパッドが必要になります。ビアの充填とメッキの平坦性は重要です。表面が不均一であると、リフロー中にボイドが発生します。

2. ステンシルのデザイン 

ステンシルの設計により、はんだペーストの量が決まります。ファインピッチ BGA アセンブリの場合は、開口サイズ補正を備えたレーザーカットおよび電解研磨されたステンシルが必要です。 0.4mm ピッチの BGA の場合、ステンシルの厚さは通常 0.1mm です。開口部のサイズと形状は、各 BGA ボール サイズに適切なペースト量が得られるように調整されています。

3. 配置 

BGA コンポーネントは、ビジョンアライメントを備えた自動ピックアンドプレイス装置を使用して配置されます。 +/- 0.03mm の配置精度により、各はんだボールが対応するパッドと確実に位置合わせされます。

4. リフローはんだ付け 

リフロー プロファイルは、BGA アセンブリにおける最も重要なパラメータです。プロファイルは 4 つの段階で構成されます。予熱では 1 秒あたり 1 ～ 3°C の温度上昇率を使用し、BGA と PCB 間の温度差を減らして反りを防ぎます。 150 ～ 200°C で 60 ～ 90 秒間浸漬すると、フラックスが活性化され、酸化物が除去されます。リフローは、鉛フリー SAC305 の場合、液相線を超える時間 60 ～ 90 秒で、ピーク温度 235 ～ 245°C に達します。冷却には 2 ～ 4°C/秒の冷却速度が使用され、結晶粒構造が微細化されて疲労寿命が向上します。最低温度を下回るとジョイントが冷える原因となります。最高温度を超えると、BGA コンポーネントの内部構造が損傷します。

ファンウェイの技術力

Fanway の BGA パッケージ付き高密度 PCB 回路基板アセンブリ サービスには、次の技術機能が含まれています。

BGA サイズ範囲: 1x1mm から 50x50mm までの BGA コンポーネントを組み立て、ポータブル デバイス用のマイクロ BGA や高性能プロセッサ用の大型 FCBGA をカバーします。

ピッチサイズ: 最小ピッチ0.4mm、配置精度+/-0.03mm。 0.4mm未満のピッチはケースバイケースで評価されます。

基板層数: 1 ～ 108 層のボードのアセンブリをサポートし、単純な両面ボードから複雑な多層バックプレーンまでカバーします。

ボードの厚さ: 0.2mm ～ 10.0mm の基板厚をサポートし、リジッド バックプレーンを介してフレックス回路をカバーします。

受動コンポーネントのサポート: 01005 および 0201 までの受動コンポーネントを、BGA パッケージとともに同じボード上に組み立てます。

はんだボール: 有鉛はんだ合金と無鉛はんだ合金の両方をサポートします。

認証: ISO9001、ISO14001、ISO13485、RoHS、IPC。

アプリケーション

BGA PCB アセンブリは、高い I/O 密度、信号整合性、および熱性能を必要とするアプリケーションに不可欠です。 BGA パッケージを備えた高密度 PCB 回路基板アセンブリは、これらの主要な分野に役立ちます。

AI とハイパフォーマンス コンピューティング: GPU、AI アクセラレータ、およびサーバー プロセッサは、数千の接続を持つ大規模な FCBGA パッケージを使用します。

電気通信: 5G ベースバンド チップ、ネットワーク プロセッサ、スイッチング ASIC には、高速データ伝送のためにファインピッチ BGA が必要です。

医療機器: 画像診断装置、患者モニター、携帯型医療機器には、コンパクトで信頼性の高い電子機器として BGA が使用されています。

産業用制御: PLC、モーター ドライブ、オートメーション コントローラーは、処理機能と通信機能に BGA を使用します。

家電： スマートフォン、タブレット、ウェアラブルは、スペースに制約のある設計にマイクロ BGA を使用します。

BGA PCB アセンブリを Fanway と協力する理由

精密装着装置 

+/- 0.03mm の配置精度により、最小 0.4mm のファインピッチ BGA に対応します。

制御されたリフロープロファイリング 

マルチゾーン リフロー オーブンにより、さまざまな BGA パッケージ タイプやはんだ合金の正確な熱プロファイルが可能になります。

X線検査 

2D および 3D X 線システムは、すべてのボード上のすべての BGA の接合品質を検証します。

BGA のリワークとリボール 

制御された熱プロファイルを備えた専用のリワーク ステーションは、BGA の取り外し、パッドのクリーニング、リボール、および IPC-7711/7721 規格に準拠した交換を実行します。

デザインサポート 

パッド設計の推奨事項やパッド内ビア戦略など、BGA 配線の最適化のための PCB レイアウトのコンサルティング。

完全なサービス 

PCB レイアウトの最適化からコンポーネントの調達、組み立て、検査、再加工まで、すべてを 1 つの窓口で行います。

認証 

ISO9001、ISO14001、ISO13485、RoHS、IPC、組み立てプロセスは IPC-A-610 および IPC-7095 規格に準拠しています。

カスタマイズされた BGA アセンブリ サービス

Fanway は、特定の設計および製造要件に合わせてカスタマイズされた BGA パッケージを備えたカスタマイズされた高密度 PCB 回路基板アセンブリを提供します。

デザインサポート当社のエンジニアリング チームは、PCB レイアウト段階でお客様と協力して、パッド設計、ビア配置、BGA パッケージのファンアウト配線を最適化し、生産開始前にアセンブリの問題が発生するリスクを軽減します。

コンポーネントの調達当社は、認定されたサプライチェーンを通じて BGA コンポーネントの調達を処理し、信頼性とトレーサビリティを保証します。リードタイムが長いコンポーネントや耐用年数が終了しているコンポーネントについては、代替の推奨事項を提供します。

組み立てオプションサービスには、プロトタイプの組み立て、量産、再加工、リボール、およびコンポーネントの交換が含まれます。お客様のプロジェクトの段階とスケジュールの要件に適応します。

カスタマイズされたテストテスト プロトコルはプロジェクトごとに定義され、一律に適用されるわけではありません。当社は、特定の BGA パッケージ タイプ、基板の複雑さ、アプリケーション要件に合わせて検査とテストを調整します。

梱包と配送基板は洗浄され、指定されている場合はコーティングされ、ESD 規格に従ってパッケージ化され、完全なトレーサビリティ文書とともに指定された場所に出荷されます。

よくある質問

Q: Fanway が組み立てることができる最小 BGA ピッチはどれくらいですか?
A: Fanway は標準で最小 0.4 mm ピッチの BGA アセンブリをサポートしています。 0.4mm未満のピッチはケースバイケースで評価されます。

Q: Fanway は BGA アセンブリの設計サポートを提供しますか?
A: はい。 Fanway は、パッド設計、パッド内ビア充填、ファンアウト戦略に関する推奨事項を含む、BGA 配線の最適化のための PCB レイアウトのコンサルティングを提供します。

Q: BGA アセンブリの通常の所要時間はどれくらいですか?
A: プロトタイプ BGA アセンブリは通常 5 ～ 7 営業日以内に発送されます。大量注文は、コンポーネントの入手可能性とボードの複雑さに基づいてスケジュールされます。お急ぎのサービスも利用可能です。

Q: Fanway は故障した BGA を再加工できますか?
A: はい。 Fanway は、制御された熱プロファイルを備えた専用のリワーク ステーションを使用して、BGA の取り外し、パッドのクリーニング、リボール、交換を提供します。リワークは IPC-7711/7721 規格に従って実行されます。

Q: Fanway はどの BGA パッケージ タイプをサポートしていますか?
A: Fanway は、PBGA、CBGA、FCBGA、Micro BGA、および LGA パッケージに加えて、µBGA、CTBGA、CABGA、CVBGA、および VFBGA をサポートしています。