Ersetzen und Umwandeln von BGA-Lötkugeln – Lösung für einen verlängerten Lebenszyklus
Was geschieht, wenn ein Halbleiterprodukt mit BGA-Gehäuse von Blei auf RoHS umgestellt wird? Oder wenn die Kugeln eines BGA-Produkts, das Sie seit 15 Jahren gelagert haben, beschädigt sind oder das Produkt die Lötstellenprüfung in Ihrer Fertigungslinie nicht besteht?
Reballing ist das Entfernen und Ersetzen vorhandener Lötkugeln in einem Produkt mit Kugelgitteranordnung (Ball Grid Array, BGA) durch neue Kugeln, entweder desselben Typs oder mit einer anderen Zusammensetzung. Dieser Prozess läuft wie folgt ab:
- Konvertieren einer vorhandenen Zusammensetzung, wie z. B einer bleifreien Kugel in eine bleihaltige Kugel.
- Ersetzen der beschädigten oder oxidierten Kugel durch neue Kugeln, die einfacher an der Platte befestigt werden können.
Der Prozess ermöglicht die weitere Verwendung des Teils, das der ursprünglichen Passform und Funktion entspricht. Dadurch wird ein teures Neudesign vermieden.
Die Norm IEC TS62647-4 schreibt die Anforderungen für das Ersetzen von Lötkugeln auf BGAs vor. Bei diesem Prozess werden die Produkte thermischen oder mechanischen Belastungen ausgesetzt. Deshalb ist es entscheidend, mit den entsprechenden Kontrollen und Verifizierungen die Zuverlässigkeit auf Herstellerniveau sicherzustellen. Gemäß IEC TS62647-4 wird die thermische Belastung während des Prozesses überwacht und gesteuert, um eine Beschädigung des Produkts zu vermeiden. Die Überwachung des Anfangs- und des Endprodukts gewährleistet die Integrität des Produkts.
Zuerst werden die Kugeln von den Teilen entfernt und es entsteht eine saubere, ebene Oberfläche zur Befestigung neuer Kugeln. Dieser Prozess wird in der Regel von einem automatisierten Löt-Tauch-Roboter durchgeführt, der die zu entfernenden Kugeln abnimmt. Die Dauer und die Temperatur dieser Phase sind entscheidend, um unnötige thermische Belastungen der Teile zu vermeiden, die über die Kapazitäten des Gehäuses hinausgehen. Nach diesem Schritt werden Verunreinigungen und Flussmittelrückstände entfernt, die das ordnungsgemäße Reballing behindern könnten. 
Beim Reballing werden die Ersatzkugeln auf dem Teil platziert, das der ursprünglichen Kugelgröße und Layoutkonfiguration entspricht. Wie beim ursprünglichen BGA-Balling-Prozess werden Flussmittel auf das BGA angewendet und die Kugeln passend abgelegt. Die Kugeln werden dann im Reflow-Ofen befestigt. Anschließend werden die BGAs gereinigt, um Flussmittelreste auf den Teilen zu entfernen. Für jede BGA-Konfiguration gibt es spezielle Schablonen zum Auftragen des Flussmittels und zum Ablegen der Kugeln. Die simulierten BGAs werden während des Reballing- und Reflow-Prozesses mithilfe einer speziellen Halterung gehalten und ausgerichtet. Bei kleineren Volumen sind sehr zeitintensive, manuelle Flussmittel- und Kugelanwendungen möglich. Zur korrekten Befestigung erfolgt nach dem Reballing in der Regel eine automatisierte Sichtprüfung.
Laut IEC TS62647-4 sind mehrfache In-Line-Prüfungen erforderlich, um die Konformität des Produkts sicherzustellen. Zum Beispiel wird mithilfe einer akustischen Mikroskopie nach dem Reballing die Gehäuseintegrität ohne Delaminierung in den vielen thermischen Zyklen überprüft und erhalten. Es wird die Lötbarkeit überprüft, um die Verwendbarkeit für die Endmontage zu gewährleisten. Außerdem wird durch eine Röntgenfluoreszenzanalyse (XRF) überprüft, ob die neuen Kugeln den Anforderungen des Endkunden an die Lötmittelzusammensetzung entsprechen.
Rochester kann das BGA-Reballing jetzt intern gemäß den Anforderungen der Kunden durchführen. Mit unseren neuen Reballing-Kapazitäten für PbSn BGA-Lösungen mit form-, pass- und funktionsgerechten Drop-in-Ersatzteilen sparen die Kunden Zeit und Kosten und die Lebensdauer von BGA-Komponenten verlängert sich.
Neben unserer umfangreichen Expertise in der Halbleitermontage bieten wir ein großes Spektrum an Montagedienstleistungen an. Wir verfügen über mehr als 240.000 Quadratmeter Produktionsfläche für Montagedienstleistungen und mehr als 100.000 Quadratmeter für die Kunststoffmontage und Bleiveredelung.
Wir bieten eine breite Palette von Kunststoffgehäusen und -optionen an, einschließlich:
- Automatisierte Säge-, Die-Attach- und Drahtbondausrüstung.
- Vollautomatische und halbautomatische Formausrüstung.
- Flexible Fertigungsanlagen für verschiedenste Volumen.
- Zu den Optionen unserer Leiterrahmen zählen Design/Replikation, Vorbeschichtung und
- Punktbeschichtung.
- Automatisierte Inline-Inspektion.
- Goldkugelbindung oder Kupferkugelbindung.
- Epoxyd Die-Attach.
- Veredelung durch Löt-Tauchroboter
- BGA-Reballing
- Maßgeschneiderte Montagelösungen.
- Wir bieten außerdem Qualifizierungsdienstleistungen an.
Seit mehr als vierzig Jahren versorgt Rochester in Zusammenarbeit mit mehr als siebzig führenden Halbleiterherstellern unsere geschätzten Kunden als kontinuierliche Bezugsquelle wichtiger Halbleiter. Als lizenzierter Hersteller von Halbleitern haben wir mehr als 20.000 Produkte hergestellt. Rochesters Bestand von mehr als 12 Milliarden vorrätigen Dies gibt uns Kapazitäten für die Fertigung von mehr als 70.000 Produkttypen.
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