Нестандартный монтаж BGA корпуса CS48, Как рассчитать режимы инфракрасной пайки? Опции

[VCO]

Всем форумчанам доброго утра!
В одном из моих проектов потребовалось использовать ПЛИС XC9572XL-7CSG48I. Для упрощения топологии ДПП, а также установки и монтажа корпуса на стадии макетирования было решено изменить pattern микросхемы следующим образом (см. рисунок ниже): вместо сплошных контактных площадок с диаметром 0.6 мм использовать переходные отверстия с диаметром отверстия 0.3 мм и контактными площадками с диаметром 0.6 мм.

Такой вариант по моим представлениям обеспечит идеально точную установку микросхемы без специального автоматического оборудования для монтажа BGA (см. следующий рисунок), а также повысит надёжность монтажа, что подтвердилось на этапе макетирования при пайке обычной паяльной станцией через переходные отверстия ПОС50.

Теперь вышел на мелкосерийное производство, но не могу определиться с режимами инфракрасной пайки. Паять собираюсь на АПИК 1.0 фирмы АВЕРОН http://www.viatoris.ru/index.php?id=averon&type=4 без пасты. У Xilinx почему-то не нашёл ни одного документа, который помог бы определить режимы пайки микросхемы в корпусе CS48. Сам я по образованию инженер-электроник-конструктор-технолог РЭА и ЭВС, но пока ни дня технологом не работал и с инфракрасной пайкой и монтажом BGA дел не имел.

Подскажите, где найти или как рассчитать режимы пайки этого корпуса без применения пасты?

[VladimirB]

У Xilinx почему-то не нашёл ни одного документа, который помог бы определить режимы пайки микросхемы в корпусе CS48. Сам я по образованию инженер-электроник-конструктор-технолог РЭА и ЭВС, но пока ни дня технологом не работал и с инфракрасной пайкой и монтажом BGA дел не имел.

Подскажите, где найти или как рассчитать режимы пайки этого корпуса без применения пасты?

На сайте Ксилинка - как в Греции всё есть
 xapp427_xilinx_pb_free_reflow.PDF ( 119.07 килобайт ) Кол-во скачиваний: 527


Если со свинцом - то на 10-20 градусов меньше

[VCO]

На сайте Ксилинка - как в Греции всё есть...Если со свинцом - то на 10-20 градусов меньше

Вот спасибо, именно это мне и нужно! Я всё перекачал по микрухе, но этого файла не было, не там искал.
Всем остальным хочу ещё раз попытаться объяснить, что я не собираюсь плавить шарики, плавиться будет лужение контактных площадок переходных отверстий, толщину и материал которого указал производителю ДПП.
Что получится - сам пока не знаю, но непропай в данном исполнении очень легко диагностируем и устраним.
Переходить на МПП не могу, проект сугубо коммерческий, даже четырёхслойка дороговато станет, да и не нужна она здесь.
С землёй и питанием топология получилась довольно гармоничной, плисина спокойно пашет на 50 МГц, а больше и не надо!

[andrey_s]

Всем остальным хочу ещё раз попытаться объяснить, что я не собираюсь плавить шарики, плавиться будет лужение контактных площадок переходных отверстий

Вы прикалываетесь? Относительная уверенность в надежном контакте неоплавленных шаров может быть только если прикрутить чип по углам к плате саморезами. Правда, потом по границе припой площадки-припой неоплавленного шара все равно пойдут хим.процессы и остается только "позавидовать" разнообразию глюков которые отгребет потребитель такого "изделия". Кстати, не забывайте, что припой со свинцом, а вот шары (скорее всего) безсвинцовые.
ИМХО, лично я бы залудил предварительно хорошенько все отверстия тем же припоем, что и на шарах и паял бы уже по-людски. Если все отверстия будут залужены равномерно, то припайка чипа на 99% пройдет без сюрпризов.

Удачи!

[VCO]

Вы прикалываетесь?...

Если прикалываюсь, то только над собой. Опытная партия изделий пройдёт трёхсуточный термоцикл, испытания на вибрацию и ударопрочность. Если будет откат, забракую такую технологию. Но у меня нет уверенности, что классическая технология BGA пройдёт испытания.

ИМХО, лично я бы залудил предварительно хорошенько все отверстия тем же припоем, что и на шарах и паял бы уже по-людски. Если все отверстия будут залужены равномерно, то припайка чипа на 99% пройдет без сюрпризов.
Удачи!

Спасибо, этот обходной вариант я подразумевал изначально в случае прокола, но чем дальше, тем больше склоняюсь к мысли, что с этого варианта и нужно начинать экспериментировать. ИМХО такой вариант даст гораздо более качественный монтаж, чем классический монтаж BGA.

[andrey_s]

Если прикалываюсь, то только над собой. Опытная партия изделий пройдёт трёхсуточный термоцикл, испытания на вибрацию и ударопрочность.

Трое суток - мало. Опять же, ИМХО, основная проблема с неоплавлением шаров - не механическая. Проблема будет в (вообще говоря, уникальном) слоеном "пироге" медь->безсвинцовый шар->холодная пайка->свинцовое "лужение"->медь. То, с чем вся остальные пытаются бороться при пайке BGA Вы изначально и осознанно закладываете в свой техпроцесс и при этом еще и надеетесь на высокую надежность пайки. В некоторых ответственны (мелкосерийных, разумеется) случаях шары BGA вообще "перекатывают" на припой со свинцом чтобы на подобные грабли не наступать. А Вы еще и случайную холодную пайку на границах припоев хотите добавить...

Если будет откат

Оговорка по Фрейду? Без откатов и правда, тяжело

с этого варианта и нужно начинать экспериментировать.

Кстати говоря, подобный метод - идин из немногих способов запаять thermal pad корпуса QFN без фена - с обратной стороны платы обычным паяльником. Когда-то проверен лично

[VCO]

Трое суток - мало. Опять же, ИМХО, основная проблема с неоплавлением шаров - не механическая. Проблема будет в (вообще говоря, уникальном) слоеном "пироге" медь->безсвинцовый шар->холодная пайка->свинцовое "лужение"->медь. То, с чем вся остальные пытаются бороться при пайке BGA Вы изначально и осознанно закладываете в свой техпроцесс и при этом еще и надеетесь на высокую надежность пайки. В некоторых ответственны (мелкосерийных, разумеется) случаях шары BGA вообще "перекатывают" на припой со свинцом чтобы на подобные грабли не наступать. А Вы еще и случайную холодную пайку на границах припоев хотите добавить...

Ну о том, чтоя не технолог, я в самом начале оговорился. Прекрасно понимаю, что в монтаже BGA опыт немаловажен.
Таких тонкостей, что Вы описали, естественно не знал, но с самого начала предполагал, что моё нуи-хау с большим вопросом. В многослойках в нашей фирме все BGA делают по классике, а сборку заказывают в PCB Technology. Но в моём изделии этот путь непреемлем, тем более, необходимое оборудование стоит под рукой. Без переходных отверстий здесь изначально бы ловить нечего было, просто проект похоронить на идейном уровне и не рыпаться больше в коммерческие разработки.

Кстати говоря, подобный метод - идин из немногих способов запаять thermal pad корпуса QFN без фена - с обратной стороны платы обычным паяльником. Когда-то проверен лично

Так же и мы все QFN паяем. Тут в RF&Microvawe ledum предложил вместо кучи маленьких переходных делать одну большую металлизированную дырку и заливать припоем. Стоящая идея, я Вам скажу: сразу и надёжная земля и неслабый радиатор. В дырку ещё можно какое-нить продолжение воткнуть.
Вот какие чудеса рождают русские мозги, лишённые классических комплексов. Хотелось бы верить, что я тоже не зря страдаю...