Поскольку технологии в электронной промышленности продолжают развиваться, упаковка остается одним из ключевых факторов успеха, определяющих эффективность и надежность. Одним из примеров такой технологии, которая привлекла значительное внимание в последние несколько лет, является Ball Grid Array (BGA). Действительно, это нововведение в упаковке значительно изменило взаимосвязь компонентов на этих печатных платах, чтобы обеспечить высокую плотность и высокую производительность. Здесь, в этом руководстве, мы рассмотрим краткий обзор технологии BGA, включая ее преимущества и недостатки, различные типы корпусов BGA, пайку BGA и методы проверки Ball Grid Array. Давайте сразу же погрузимся в это.
Что такое BGA (Ball Grid Array) на печатной плате?
Матрица шариковых выводов на самом деле является типом корпуса для поверхностного монтажа, используемого при производстве интегральные схемы. В отличие от других корпусов, которые используют выводы, выходящие из периферии корпуса, BGA использует сетку шариков припоя на нижней стороне корпуса. Эти шарики припоя используются в качестве точек контакта между чипом и печатной платой.
6 наиболее часто используемых типов корпусов BGA
На рынке существуют различные типы корпусов BGA, используемые для различных приложений и требований. Здесь мы обсудим шесть наиболее часто используемых типов корпусов BGA:
PBGA (пластиковая шариковая сетка)
В PBGA подложка представляет собой ламинат из смолы BT/стекла, а упаковочный материал — пластик. Особенностью этого типа BGA-корпуса является то, что он не требует дополнительного припоя для соединения шариков припоя в нужный корпус. Это доступное решение для ряда приложений.
Керамический корпус BGA (CBGA)
CBGA — это разновидность традиционного типа корпуса с шариковой решеткой, в котором в качестве базового материала используется многослойная керамическая подложка. Затем металлическая крышка припаивается к подложке с помощью упаковочного припоя для защиты чипа, выводов, а также шариков припоя. Шарик припоя в нем изготовлен из эвтектического припоя, что обеспечивает надежное соединение между подложкой и компонентами.
Микро BGA (uBGA)
Micro BGA (µBGA) — это усовершенствованная технология упаковки Ball Grid Array, которая занимает очень мало места. Она предлагает гораздо меньшие чипы; улучшенное управление температурой и повышенную плотность данных. Как следует из названия, µBGA в основном используется в компактных электронных устройствах и обеспечивает столь необходимую улучшенную производительность в областях ограничений по размеру.
Лента BGA (ТБГА)
Tape Ball Grid Array (TBGA) — это тип технологии упаковки BGA, которая использует гибкую ленту вместо жесткого ламината. Это может обеспечить легкую и тонкую упаковку с высокой плотностью межсоединений, а также лучшими тепловыми/электрическими характеристиками.
Массив шариковых выводов Flip Chip (FC-BGA)
В FC-BGA интегральная схема перевернута так, что ее можно припаять к печатной плате. Этот тип корпуса BGA обеспечивает улучшенные тепловые и электрические характеристики, поскольку его шарики припоя соединяются с площадки для печатных плат непосредственно.
Пакет в пакете (PoP)
В этом типе корпуса BGA множество интегральных схем сложены вместе. Каждая ИС имеет собственную решетку шариков, что позволяет интегрировать компоненты вертикально. Он широко используется в приложениях с ограниченным пространством, например, в мобильных устройствах.
| Тип | Материалы | Тип припоя | Главные преимущества | общие приложения |
| ПБГА | pLastic | Свинцовый или бессвинцовый | Для соединения шариков с корпусом не требуется дополнительная пайка | Потребительская электроника, приложения низкого и среднего уровня |
| CBGA | керамический | эвтектика | Долговечный тип, защитная крышка | Высоконадежные приложения, аэрокосмическая промышленность, военная промышленность |
| убГА | пластик | Не определен | Меньший размер, лучшее рассеивание тепла | Высокочастотные операции, компактные электронные устройства |
| ТБГА | пластик | Не определен | Более тонкие, легкие и высокоплотные соединения | Портативная электроника, смартфоны, планшеты |
| ФК-БГА | Различный | Прямо на печатную плату | Улучшенные тепловые и электрические характеристики | Высокопроизводительные процессоры, графические процессоры, сетевые процессоры |
| PoP | Различный | Несколько BGA | Вертикальная интеграция, экономия места | Мобильные устройства, где пространство имеет первостепенное значение, стеки памяти и процессора |
Преимущества и недостатки технологии BGA
Наши преимущества
- Более высокая плотность: по сравнению с традиционными корпусами, BGA позволяет подключать больше компонентов даже в небольшом пространстве, что имеет решающее значение для современных электронных устройств.
- Улучшенные тепловые характеристики: шарики припоя расположены в определенном порядке, что позволяет им равномерно распределять тепло, тем самым снижая риск перегрева в некоторых областях.
- Сниженная индуктивность: в BGA более короткие пути соединения могут минимизировать индуктивность, тем самым повышая целостность сигнала, что особенно полезно на высоких частотах.
- Повышенная надежность: по сравнению с выводными корпусами, BGA обеспечивает большую надежность, поскольку в процессе термоциклирования ему приходится выдерживать меньшие механические нагрузки.
Недостатки бонуса без депозита
- Проблемы проверки: сложнее проверить качество паяных соединений BGA, поскольку они расположены на нижней стороне корпуса. Некоторые проблемы с пайкой трудно обнаружить невооруженным глазом. Нам приходится использовать специализированные методы, такие как Рентгеновское обследование.
- Сложность ремонта: одним из недостатков техники BGA является сложность ремонта. Это трудоемкий и дорогостоящий процесс, требующий профессиональных инструментов, таких как станция для ремонта BGA.
- Особо осторожная сборка: в процессе пайки BGA операторы должны быть очень осторожны и правильно монтировать компоненты, поскольку любая ошибка может повлиять на производительность и даже привести к плохому соединению.
Как припаять сетку шариковых выводов к печатным платам?
При пайке BGA-корпусов есть несколько ключевых шагов. Во-первых, нам нужно очистить печатную плату и нанести поток припоя на контактные площадки печатной платы. Во-вторых, аккуратно разместите корпус в нужных местах платы. Затем плата с установленными компонентами BGA будет подвергнута оплавление пайки, где флюс и шарики припоя расплавятся, и когда он остынет, между решеткой шариков и платой будет прочное соединение. Наконец, нам нужно провести осмотр BGA, чтобы проверить, нет ли проблем с пайкой, таких как мосты или пустоты. Если какие-либо проблемы обнаружены, нам нужно устранить их с помощью специализированного оборудования для ремонта BGA.
Методы проверки решетчатых шариков
- Электрические испытания
В электрических испытаниях нам необходимо использовать специализированное оборудование, такое как мультиметр и тестер с летающим зондом, чтобы определить параметры, включая сопротивление и непрерывность внутри компонентов BGA. Он обнаруживает проблемы в производительности соединения и проверяет, правильно ли работают паяные соединения.
- Рентгеновское обследование
Используя рентгеновский контроль, мы можем проверить внутреннюю структуру BGA, не повреждая корпус. Это позволяет нам выявить проблемы с паяными соединениями и некоторые скрытые проблемы, такие как недостаточная пайка или образование пустот.
- Визуальный или оптический осмотр
Процесс визуального осмотра включает использование инструментов увеличения для осмотра компонентов BGA и выявления проблем на поверхности, таких как несоосность и образование мостиков. Оценка быстрая, но она охватывает только видимые проблемы.
Возможности BGA в MOKO Technology
MOKO Technology гордится своими сложными методами сборки и проверки BGA. Мы используем передовые мощности и современные технологии, которые позволяют нам гарантировать как точность, так и качество на каждом этапе сборки, что позволяет нам обрабатывать практически все пакеты BGA. Наш набор услуг BGA включает в себя индивидуальную сборку BGA, передовые методы проверки, инженерную поддержку и быстрое прототипирование. Если вам требуются комплексные услуги по сборке печатных плат BGA, не стесняйтесь обращаться к нам.
