Ранее на предприятие никогда не связывались с BGA корпусами, но вот настал момент. Никто толком не знает у нас что и как должно быть. Мое виденье ситуации заключается в следующем: что для того чтобы прошли приемо-сдаточные испытания, а именно вибростенд. То площадь платы необходимо уменьшать. Дабы не отвалились микросхемы, ну или не пропал контакт.

Я думаю тут есть люди которые давно прошли эти этапы. Правильно ли я предполагаю? Может еще какие подводные камни есть? Расскажите не знающему)))

Делайте доп.крепеж платы, что бы она не деформировалась под БГАшкой из-за веса деталей.
Или плату толще.

Ну и по возможности не используйте площадки определяемые маской.

для high-reliability буржуи используют не BGA, а CCGA (column grid array) - такие свинцовые столбики вместо шариков.

но у меня единичный опыт использования достаточно плачевный - после испытаний эти столбики рвутся, контакты с платой теряются (может технологи чего-то неправильно делали при пайке или ошибки в механике платы - хотя плата не большая, очень толстая и т.д.)
то есть с ножками (типа qfp) такого не было

Зависит от. Можете назвать группу по 304-му госту ?
и какие возникли проблемы?

основные способы преодоления проблем (порядок, по которому придётся пройти)
1) совершенствование техпроцессов пайки
2) увеличение толщины платы
3) заливка сборки смесями на основе полиуретана

Если нужна устойчивость к вибрации, то BGA надо дополнительно крепить к плате.
Либо клеить, либо прижимать.

нет, в гостах и технологии пайки я не разбираюсь.
я писал тесты/прошивки, чтобы обнаруживать обрывы цепей.
по поводу заливки - "классические" микросборки, то есть "желтые" кубики, заливались чем-то типа "баллистического геля" из мифбастеров, полиуретан по моему не такой.
но для CCGA у них не было методов - не заливали




из-за изгибов платы будут возникать механические напряжения и будут отрываться дорожки на плате и на корпусе bga
поэтому эти столбики применяют - они обладают упругостью и возможностью компенсировать деформации

----

но опять же - я абстрактно рассуждаю - зависит от уровня вибраций, изгибов, ускорений и т.д., то есть вопросы к специалисту (конструктору/технологу) или к имеющим статистику испытаний
у меня у самого вопросы, а не ответы

Разрабатываемое устройство относится к группе 1.7.3 исполнение О. В данный момент, плата про которую идет речь, в макетном образце 100х140 мм. и всего 4 точки крепления (крайне мало).

Помимо этого необходимо каким то образом отводить тепло от двух микросхем.

В моем понимании необходимо:
1. Уменьшить плату. Хотябы на 40 %. (Какой материал текстолита?)
2. Клеить bga (Чем клеить?). Клеить теплоотвод к корпусу bga, дополнительно закрепить теплоотвод к ПП.
3. Увеличить точки крепления платы, хотябы 6 шт, ну или посредством крепежа теплоотвода крепить к корпусу.

4. Добавить толщины печатной плате.

Какова минимальная толщина ПП должна быть?

Ну и прежние вопросы: материал ПП? Какой маркой клеить bga?

может вам технолога нанять? да и конструктор не помешает

Второго очень надо, который шарит во всех нюансах. Но тут его не найти, и не заплатят достойную зарплату. А технологов и так много, и один фиг к нам прибегают и спрашивают что да как.

Жесткость прямо пропорциональна сечению заготовки – кубу толщины платы.
Прогиб платы толщиной 1,50мм, будет примерно 2,4 раза больше, чем платы толщиной 2,00мм при той же нагрузке.
Гуглите по фразе - жесткость пластины при изгибе.
Это уже сопрамат - нужен человек, который в эпюрах разбирается.

еще про толстые платы и механические нагрузки - в них дорожки рвутся, то есть предполагаю, что на переходных отверстиях происходит обрыв, это приводит либо к увеличению сопротивления либо вообще к потери контакта
так как статистикой не владею (опять же сталкивался как программист с единичными случаями "платы после механических испытаний"), но из бытовой эрудиции - в толстой плате должны быть больше силы "на обрыв", чем в тонкой

какие технологические/конструктивные решения применять, чтобы этого избигать (ну в смысле выдерживать более жесткие нагрузки)?

А как же бэкплейны толщиной по 5-10мм по 24 и более слоев?
Ведь это оборудование к которому предъявляются особые требования по надежности...
Обрыв в переходных происходит не от того что плата имеет толщину больше, а от недостатка знаний и технологий конструктора.


Чем толще плата, тем выше ее жесткость. Чем больше модуль упругости материала диэлектрика платы, тем выше ее жесткость.
Чем больше жесткость платы, тем лучше она противостоит нагрузкам - меньше прогибается.
Чем меньше прогиб платы, тем меньше .

по группе применения однозначно могу сказать что 4 точки крепления печатной платы при 100х140 вам - за глаза и за уши.
нужно толщину платы от 2 до 2,4мм, и заливку лаком нормальную.

вы спрашиваете про материал ПП - а какой у вас в распоряжении есть? если в Китае платы делаете - то считай всё одно - FR4 =))) а если у себя - то вопросы к вашему производству - что есть в распоряжении, и что потенциально позволяет применять используемая технология. это уже вопрос к вам.


вот отвод тепла - тут правда надо отдельную тему начинать. ибо много всего.

если возможно вакуумирование платы - к заливке лаком надо подойти очень осторожно: под BGA возможно образование полости с газом (воздух+пары растворителя лака), которая при вакуумировании дает нежелательное отрывающее усилие, слышал о случаях нарушения контактов ПП и BGA.

Для обеспечения нормального теплосброса с BGA , можно сделать первый внутренний слой с фольгой от 150мкм, при этом не стоит забывать о симметричности структуры ПП ( данное решение используется в ИСС).
Для обеспечения жесткости соединения BGA и платы используйте эласил или ВК-9. При этом микросхемы приклеивайте по краям, оставляя по углам свободные от клея зоны, это обеспечит отсутствие воздушного пузыря.
Данные тех решения проходили ВП.

Для микросхем в корпусе BGA используется технология Underfill - тут и механика и отвод тепла одновременно:
http://ostec-press.ru/search/?q=материалы+Underfill
Эласил, ВК-9 или лак не вполне пригодны для такого корпуса.

для LGA и CLCC можете что-нибудь подсказать? Там шариков нет - флюсующий underfill не пойдет.

Китайский FR4-HiTg смотрится лучше, платы жёстче - при настройке не отваливается ничего.
Ну и кроме толщины платы неплохо бы взять толтую медь 35-70 микрон.
И для многослойки - ядро потолще.

наверно их не прогибают?
поясните, какие могут быть конструктивные улучшения при отводе дорожки от via?

при прогибе платы смещение по ее дорожкам и соответственно сила на разрыв (закон Гука, по-моему) пропорциональны синусу угла на толщину платы.

я представляю тестирование так: берем и по центру платы, закрепленной по краям, давим специальным штырем (по любому силы у тестового стенда больше, чем прочность платы, поэтому прочность платы не имеет значения для такого теста), отклонение от плоскости и есть тот синус (ну или можно брать не синус, а величину угла, в радианах, например - угол маленький, да и если рассматривать две платы: толстую и тонкую - то одинаковое смещение и угол, соответственно - остается только толщина - чем толще, тем пропорционально большая сила действует на обрыв проводника

что не так?