Forum: Platinen BGA ohne Lötpaste löten?


von bga (Gast)


Lesenswert?

Hi,
kann man 1mm Raster-BGAs eigentlich auch ohne Lötpaste verlöten?

Also nur etwas Fluxer auf die Platine, BGA drauf und reflowen?

Das Lötzinn ist ja schon da!?!

von geraffel käufer (Gast)


Lesenswert?

Funktioniert schon. Hab mal ein paar Muster so aufgebaut mit einer 
Reworkstation. Habe mich selber gewundert, dass es klappt. Hatte da 
sogar vergoldete Leiterplatten und nicht mal verzinnte. Also geht... 
Aber drauf verlassen würde ich mich nicht.

von Johannes E. (cpt_nemo)


Lesenswert?

Ja, das geht.

Bei BGAs mit 1mm Raster haben die Lotkugeln einen Durchmesser von 0,6mm, 
das Volumen ist ca. 0,11 mm³.

Wenn man Lötpaste verwendet, hat diese ein Volumen von ca. 0,02 mm³ (bei 
0,1 mm Schablonenstärke). Da die Paste nicht zu 100% aus Zinn besteht, 
ist das Volumen des Lötzinns in der Paste geringer.

Das Volumen des Zinns in der Lötpaste ist also weniger als 20% des Zinns 
in den Lötkugeln, vermutlich so im Bereich 10 - 15%.

In der Lötzinn-Menge macht es also keinen großen Unterschied, ob man 
Lötpaste verwendet oder nicht. Wichtig ist vor allem das Flussmittel und 
eine gleichmäsige Erwärmung, so dass auch alle Lotkugeln komplett 
aufschmelzen.

von Squeegee (Gast)


Lesenswert?

Die Pads werden in der Regel nur für eine maschinelle Bestückung des 
BGA´s mit Lotpaste bedruckt. Dann hält die Paste den BGA während des 
Transportes der Leiterplatte auf der Bestückposition fest.

Für die Handbestückung ist die Lotpaste nicht erforderlich.

Gruß

Squeegee

von 6A66 (Gast)


Lesenswert?

bga schrieb:
> Das Lötzinn ist ja schon da!?!

Wo ist da schon Lötzinn?
Auf der Leiterplatte, meinst Du das HASL? Das ist als lot NICHT 
geeignet!
In dem Ball: Das ist als Lot genausowenig geeignet da das den 
mechanischen Abstand erzeugen soll.
Klar mag es ohne Lot mit Flussmittel in Bastelfällen funktionieren, in 
der Industrie definitiv nur MIT lot.

rgds

von Georg A. (georga)


Lesenswert?

> in der Industrie definitiv nur MIT lot.

Was aber auch logisch ist, weil die keinen extra 
Flussmittel-only-Prozess machen können ;)

von 6A66 (Gast)


Lesenswert?

Georg A. schrieb:
> Flussmittel-only-Prozess machen können ;)

:))

von elektrolyt (Gast)


Lesenswert?

Hi!

mal ne Frage: wieso haben die Bauteile dann überhaupt Lötballs dran, 
wenn man eh Lötpaste aufbringt. Das macht doch keinen Sinn!

Ist der Ball nur dafür da einen Abstand zu erzeugen? das ginge doch auch 
anders!!!!!

Vielen Dank schonmal im vorraus für eine Antwort.


Grüsse
elektrolyt

von Ich (Gast)


Lesenswert?

Klar geht es ohne Balls, das nennt man dann QFN. Das geht aber nicht 
beliebig groß.

Das Lot in den Balls nimmt die Spannung auf, die durch die 
unterschiedlichen thermischen Ausdehnungskoeffizienten von Leiterplatte 
und Bauelement entstehen. Außerdem erhöhen sie die Toleranz gegenüber 
Verwölbung von Substrat und Bauelement, die während des Lötprozesses 
durchaus zunehmen kann. Beides wird mit steigender Kantenlänge der 
Bauelemente schlimmer.

Würde man andere Methoden des Abstandhaltens einsetzen, müsste man 
trotzdem noch die entsprechende Lotmenge aufbringen. Mit Paste dürfte 
das schwierig werden - verschiedene Schichtdicken auf der selben 
Leiterplatte gehen ja noch (Stufenschablonen), hohe Lothügel zerfließen 
aber während des Vorheizens und bilden möglicherweise Kurzschlüsse (oder 
erreichen den zweiten Verbindungspartner dann gar nicht).

von 6a66 (Gast)


Lesenswert?

elektrolyt schrieb:
> Ist der Ball nur dafür da einen Abstand zu erzeugen? das ginge doch auch
> anders!!!!!
 Mach mal einen Vorschlag, wie man so etwas formen könnte! Also ich kann 
mir nicht vorstellen, einen 0,8mm Ball aus vielleicht einem 1,1mm 
Lotpastenturm zu erzeugen, Wie sollte man diesen Turm auf die 
Leiterplatte drucken? Wi sollte man dann das Bauteil Höhenkontrolliert 
auf den Pastenturm aufsetzen ohne ihn zu deformieren aber gleichzeitig 
ordentlich Kontakt zur Paste zu haben?

Das was Du das vorschlägst gibt es aber. Heißt MLF und geht 
normalerweise nur am Rand. Ein MLF-Array ist mir nicht bekannt.

In der ganzen Diskussion hast Du auch noch das Thema Zuverlässigkeit zu 
beachten - Zuverlässigkeit der Kontaktverbindung - bei thermischen 
Zyklen. Da brauchst Du in gewisser Weise ein Biegeelement - das ist der 
Ball.

rgds

von britzl (Gast)


Lesenswert?

6a66 schrieb:
> Das was Du das vorschlägst gibt es aber. Heißt MLF und geht
> normalerweise nur am Rand. Ein MLF-Array ist mir nicht bekannt.


Ne - eigentlich heisst das LGA (Land Grid Array - und nein ich meine 
damit nicht die Intel CPUs...).
Ist wie ein BGA nur ohne Lötkugeln.

von 6a66 (Gast)


Lesenswert?

britzl schrieb:
> Ne - eigentlich heisst das LGA (Land Grid Array - und nein ich meine
> damit nicht die Intel CPUs...).

YEP

Das sind aber niedrigpolige Bauteile etwa <40pins. Die haben besondere 
Herausforderungen bei Voiding, im Prinzip genauso wie die MLFs.

Die hochpoligen Intels werden meines Wissens nach NICHT gelötet.
Oder kennst Du hochplige LGAs die gelötet werden?

rgds

von britzl (Gast)


Lesenswert?

6a66 schrieb:
> Oder kennst Du hochplige LGAs die gelötet werden?

Als erstes kommt mir da mit 144 Pads:
http://cds.linear.com/docs/en/datasheet/4630af.pdf

in den Sinn.

Gibt auch diverse andere spezielle Module (=Platinen) in LGA Bauform.

von Ich (Gast)


Lesenswert?

Das geht noch feiner - 0,5 mm Pitch, allerdings ist die 
Fertigungsausbeute nach dem Löten nicht so toll:
http://www.digikey.de/product-detail/de/AGL125V5-QNG132/1100-1099-ND/2745046

von britzl (Gast)


Lesenswert?

Ich schrieb:
> Das geht noch feiner - 0,5 mm Pitch, allerdings ist die
> Fertigungsausbeute nach dem Löten nicht so toll:
> http://www.digikey.de/product-detail/de/AGL125V5-Q...


Ja das Package sieht böse aus ;-)

von Ich (Gast)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

Bild vom Package fürs Archiv, das Bauteil ist abgekündigt.
Soweit mir bekannt ist, hat sich MicroSemi/Actel komplett von dem 
Package getrennt. Ich vermute, dass es zu wenige Leute mit sinnvoller 
Ausbeute fertigen konnten, bzw. die zuverlässige Fertigung preislich in 
keiner Relation zu den als preiswert beworbenen FPGAs stand.

von 6a66 (Gast)


Lesenswert?

britzl schrieb:
> Als erstes kommt mir da mit 144 Pads:
> http://cds.linear.com/docs/en/datasheet/4630af.pdf
>
> in den Sinn.

Aaaaaah - ui Graus. Ein echtes PITA Device für die Fertigung. Das will 
mal richtig geröntgt werden und dann mit vernünftiger Ausbeute mit 
möglichst wenig Voidings gefertigt sein. Soweit gut, danke für den Tipp!

BTW: der Baustein wird heute nur noch im TQFP und BGA angeboten :) warum 
wohl?

rgds

von 6a66 (Gast)


Lesenswert?

6a66 schrieb:
> BTW: der Baustein wird heute nur noch im TQFP und BGA angeboten :) warum
> wohl?

Sorry , das betraf den Microsemi, bei Linera scheint man das Package 
immer noch zu mögen, obwohl es davon auch ein BGA gibt :)

rgds

von 6a66 (Gast)


Lesenswert?

Ich schrieb:
> Das geht noch feiner - 0,5 mm Pitch, allerdings ist die
> Fertigungsausbeute nach dem Löten nicht so toll:

Eiunen hab ich selber noch (gerade erst gefunden):
http://documentation.renesas.com/doc/products/others/r50zz0006ej0100_pkg_lga.pdf

LGA mit >>300 pins. Die relaibility Data zeigen aber dass ohne 
reinforcemant pads (in den ecken die großen Flächen) bei Durchbiegeung 
das deutlich schneller aufgibt.

rgds

von Markus (Gast)


Lesenswert?

Bin ganz neu in dem Thema. Was mich interessiert ist, wie ich den neu 
beballten BGA auf dem PCB wieder richtig ausrichte?? Gibts da evtl. so 
stancils wie beim reballen verwendet wird als schablone, die ich auf das 
board lege und dann den bga ausrichte, um zu sehen dass alles richtig 
sitzt?

Ich weiss kling was seltsam aber die frage stelle ich mir

von Dimitri R. (Firma: port29 GmbH) (port29) Benutzerseite


Lesenswert?

Es gibt zwei Möglichkeiten. Entweder hast du eine Rework Station. In der 
Rework-Station hast du eine Vakuum-Pinzette, in die der Chip eingeklemmt 
wird. Dann gibt es einen Arm mit zwei Kameras. Eine Kamera zeigt nach 
unten aufs Board, die andere nach oben auf die Unterseite des Chips. Auf 
dem Monitor wird dann das Bild zusammengemischt, sodass du quasi den 
Chip genau auf die Pads ausrichten und dann ablassen kannst.

Das ist die industrielle Methode.

Dann gibt es die "normale" Methode. Bestreiche die Pads mit gutem 
Flussmittel, lege den Chip ungefähr so hin, dass es passt. Erwärme das 
Board und den Chip und wenn die Kugeln anfangen zu fließen, wandert der 
Chip von selbst auf die richtige Stelle.

von Hp M. (nachtmix)


Lesenswert?

Johannes E. schrieb:
> Da die Paste nicht zu 100% aus Zinn besteht,
> ist das Volumen des Lötzinns in der Paste geringer.
>
> Das Volumen des Zinns in der Lötpaste ist also weniger als 20% des Zinns
> in den Lötkugeln, vermutlich so im Bereich 10 - 15%.

Es ist sogar noch weniger.
Wenn die Paste, wie es sich gehört, aus gleichgrossen runden 
Metallkügelchen besteht, dann entfällt, selbst wenn die Kugeln sich 
berühren und dichtestmöglich gepackt sind, nur 74% ihres Volumens auf 
das Metall.
https://de.wikipedia.org/wiki/Dichteste_Kugelpackung

Damit wäre die Obergrenze 0,74*0,02/1,1= 13,4%.

In tatsächlichen Lötpasten ist natürlich noch weniger Zinn enthalten, 
und man kann das Metallvolumen dann einfacher über die Dichte 
abschätzen.

Die Dichten der bleifreien Legierungen werden sich bei Zinngehalten von 
über 95% nicht wesentlich vom reinen Zinn D=7,31 unterscheiden, und auch 
für das Flussmittel kann man eine Dichte in der Nähe von 1 annehmen.
Wenn, wie hier eine Dichte der Paste von 3,9 angegeben wird, kann man 
leicht ausrechnen, dass das Metallvolumen bei nur 46% liegen  wird:
http://www.felder.de/produktneuheiten_detail/items/iso-cream-clear.html?file=tl_files/felder/pdf/presse/ISO-Cream%20Clear%20-%202015.pdf

Nach deiner obigen Rechnung beträgt der Anteil des Zinns im Pad also nur 
0,02/1,1 * 0,46 = 8,4% der Lotkugel am IC-Gehäuse.

von Markus (Gast)


Lesenswert?

Vielen Dank, werde es mal probieren.
Suche noch einen Sockel für einen BGA64 Chip 8 x 8 Kugeln
So Adapter können ja schnell mal etliche hundert Euro kosten.
Soll für einen GL256N10 Chip sein.
Weiss jemand wo man so ein Teil zum gescheiten Preis herbekommt.
Batronix 359 Euro !!!!

von Dimitri R. (Firma: port29 GmbH) (port29) Benutzerseite


Lesenswert?

Markus schrieb:
> Suche noch einen Sockel für einen BGA64 Chip 8 x 8 Kugeln
> So Adapter können ja schnell mal etliche hundert Euro kosten.
> Soll für einen GL256N10 Chip sein.

Eine Platine und eine Wäscheklammer lösen das Problem etwas günstiger.

von Markus (Gast)


Lesenswert?

Verstehe ich jetzt nicht ganz..

von Dimitri R. (Firma: port29 GmbH) (port29) Benutzerseite


Lesenswert?

Erstelle eine kleine Platine mit dem Layout des BGA, nur anstatt den BGA 
aufzulöten, nimmst du einfach eine Wäscheklammer und machst den Chip an 
der Platine fest.

von Georg (Gast)


Lesenswert?

Markus schrieb:
> So Adapter können ja schnell mal etliche hundert Euro kosten.

Kommt drauf an für welchen Zweck. Ich gehe mal davon aus, dass du nicht 
mit einem Testautomaten 1 Million ICs testen willst. Teuer sind Adapter, 
die ein SMD-IC ohne zu löten kontaktieren, das liegt in der Natur der 
technischen Entwicklung, Kontakte für ein TQFP100 sind nun mal 
mechanisch viel aufwendiger als für ein 40poliges DIL, von BGA garnicht 
zu reden. Da wird dir aber auch niemand einen Testsockel für 1000 Euro 
als Produktionsfassung verkaufen wollen. Produktionssockel gibt es für 
die meisten heutigen SMD-Gehäuse NICHT!

Georg

von Markus (Gast)


Lesenswert?

Du meinst als Adapter für den BGA, damit der in den Prommer passt?

Bin neu in der Materie und muss erst einarbeiten und bin für jeden Tipp 
dankbar.

von Markus (Gast)


Lesenswert?

Mal ne vielleicht blöde Frage, aber es gibt ja die Möglichkeit Eproms 
und Flash Bausteine mit ISP Port auszulesen und zu beschreiben.

Würde dieses auch mit dem SMD BGA gehen?
Habe hier einen Batronix BX48-II leider kein ISP Port

von Georg (Gast)


Lesenswert?

Markus schrieb:
> Du meinst als Adapter für den BGA, damit der in den Prommer passt?

Wenn du sowas brauchst, weil keine andere Programmiermöglichkeit 
vorgesehen ist, dann musst du halt in den teuren Apfel beissen, z.B.

http://www.elnec.com/en/products/programming-adapters/BGA-Top-202_ZIF/

(und den Hardwarentwickler feuern).

Georg

von Markus (Gast)


Lesenswert?

Muss nochmal nachfragen, die Platine dient dann zu was ? Diese dann in 
den Prommer stecken ?? Ich schnall im Moment nix - Sorry

von Markus (Gast)


Lesenswert?

Habe So mini grid sockel gefunden,kann man sowas verwenden und da den 
Chip auflöten, kleben etc. dann den Grid entsprechend der Belegung in 
den Prommer packen (home made lösung)

von Georg (Gast)


Lesenswert?

Markus schrieb:
> da den
> Chip auflöten, kleben etc. dann den Grid entsprechend der Belegung in
> den Prommer packen (home made lösung)

Und dann? Dann hast du einen Chip. der zwar programmiert ist, aber 
aufgelötet auf irgendeinen Adapter. Willst du den dann da wieder 
ablöten, neu mit Balls versorgen und dann in die eigentliche Schaltung 
einlöten?

Und bei der nächsten Programm-Änderung? So oft macht das ein BGA-Chip 
nicht mit.

Georg

von Markus (Gast)


Lesenswert?

War nur ein Gedankenexperiment. Bin ja noch im Anfangsstadium und suche 
die für mich passende Lösung, da ich das ja nur Hobbymässig machen 
möchte und nicht als jemand der damit Geld verdienen möchte.

von Georg (Gast)


Lesenswert?

Markus schrieb:
> Bin ja noch im Anfangsstadium und suche
> die für mich passende Lösung

Dringend zu empfehlen: nimm nur Prozessoren, die On Board/In Circuit 
programmierbar sind und führe die nötigen Anschlüsse (z.B. 4 Leitungen + 
GND) auf einen Stecker, ich verwende da einen winzigen 6poligen Stecker, 
der immer noch irgendwo reinpasst. Notfalls auch nur 4 Pads auf der 
Leiterplatte, aber das ist dann schwieriger zu kontaktieren.

Noch besser, wenn der Anschluss nicht nur zum Programmieren dient, 
sondern auch zum Softwaretest (Emulator).

Georg

von Markus (Gast)


Lesenswert?

Habe einen GL256N10 Chip der wahrscheinlich die Daten verloren hat. Ist 
BGA Chip mit reballing Verfahren aufgelötet. Hier komme ich an keine 
"Beine" ran, wo ich ggf. Kabel anlöten und diese dann per Prommer 
auslesen kann.
Evtl. kann ich ja versuchen auf der Rückseite des Boards die Pins 
abzugreifen. Oder ist das falsch gedacht von mir. Man sehe es mir 
Anfänger nach.

von Christoph db1uq K. (christoph_kessler)


Lesenswert?

https://www.youtube.com/watch?v=Tcl2ouSANsM
"Wir sind numero uno"...
Gehört schon viel Mut dazu so einen Pfusch auch noch öffentlich 
vorzuführen.

Mit dem Handlötkolben und winzigen Entlötlitzestückchen geputzt, dann 
ein Klacks Lötfett aufgetupft, mit dem Finger verteilt und 
Lötzinnkügelchen drübergestreut. Überschüssige Kügelchen wandern zurück 
ins Glasfläschchen.
Dann kommt der Heissluftfön.

von Markus (Gast)


Lesenswert?

Habe hier eine Übungsplatine mit einem Atmel AT49BV002AT 70VI
Mein Batronix BX48-II hat kein ISP Anschluss.

Möchte nun versuchen diesen Chip auszulesen und zur Übung neu zu 
beschreiben.

Kann ich diesen onboard auslesen und wenn ja, an welchen Pins muss ich 
was anlöten um Auszulsen.

von Markus (Gast)


Lesenswert?

So einen Stecker mit 6 Polen kann ich den selbst herstellen oder 
irgendwo kaufen?

von Georg (Gast)


Lesenswert?

Markus schrieb:
> Kann ich diesen onboard auslesen und wenn ja, an welchen Pins muss ich
> was anlöten um Auszulsen.

Das ist ein Speicher, da brauchst du ALLE Pins. ISP ist was für 
Prozessoren.

Markus schrieb:
> Mein Batronix BX48-II hat kein ISP Anschluss.

Aus der Batronix Liste:

AT49BV002[VSOP32(8x14mm)]
Manufacturer:Atmel
Required Adapter:VSOP32(8x14mm)-DIP32

Am sichersten ist es, bei Batronix anzufragen.

Georg

von Markus (Gast)


Lesenswert?

Vielen Dank. Ich muss noch viel lernen. Wenn ich Dich nicht hätte......

von Georg (Gast)


Lesenswert?

Markus schrieb:
> Vielen Dank. Ich muss noch viel lernen

Noch ein Nachtrag, bevor du dich in den finanziellen Ruin stürzst: im 
Datenblett zu at49... steht OBSOLETE, das heisst veraltet, wird nicht 
mehr hergestellt.

Ausserdem gibt es den laut Datenblatt garnicht als BGA ?!.

Irgendwas ist in dem Thread falsch gelaufen.

Georg

von Markus (Gast)


Lesenswert?

Oh, da habe ich wohl falsch geschaut. AM29LV640ML 90REI

War wohl übernächtigt.

Bitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.