Technologia montażu powierzchniowego stała się sławna dzięki lepszej wydajności montażu. Obecnie technologia ta ma na celu stworzenie lekkich i bardziej wydajnych pakietów elektronicznych. Konieczne jest stosowanie układów scalonych o lepszych właściwościach elektrycznych. Doskonałym typem opakowania do montażu powierzchniowego jest Ball Grid Array.

Należy jednak pamiętać, że istnieją różne typy opakowań BGA. Zapoznajmy się z nimi. Ponadto znajdziesz rzeczy, które należy rozważyć przed wyborem rozmiarów pakietu BGA, w tym zalety i wady.

Co to jest pakiet BGA?

BGA lub ball grid array to komponent SMD bez wyprowadzeń. Innymi słowy, jest to technologia montażu powierzchniowego, która pasuje do zintegrowanej płytki drukowanej. Zazwyczaj ma kulki lutownicze, które przekazują energię elektryczną z pakietu do płytki.  

Ponadto, kulki pakietu BGA fizycznie łączą się z podłożem. To podłoże, z kolei, łączy się z matrycą poprzez łączenie przewodów. A za pomocą ścieżek przewodzących przekazuje sygnały elektryczne między kulkami a podstawą.

Zalety i wady pakietu BGA

Zalety pakietu BGA

Zastosowanie lutu z pakietem BGA względem podłoża ma wiele zalet. Jednak najistotniejsze z nich to:

Pakiet nie zajmuje dużo miejsca na płytce drukowanej.

Ma dobre właściwości przylegania dzięki kulistym połączeniom ramion.

 Lutowane złącza kulkowe pozwalają na lepsze odprowadzanie ciepła.

Duża ilość połączeń o małym rozmiarze, oznacza więc, że lepiej przewodzi prąd.

W ten sam sposób BGA ma kilka wad, takich jak:

Trudność inspekcji: Trudno jest skontrolować stopione połączenia lutowane i kulki lutownicze pod kątem pozostałości topnika po lutowaniu.

Trudności podczas tworzenia obwodów: Specjalny sprzęt wymaga bardzo ostrożnej obsługi.

Koszt sprzętu: Relatywnie, pakiet BGA jest drogi.

Rodzaje pakietów BGA 

Typowe rodzaje pakietów BGA różnią się w zależności od materiału podłoża. Można jednak wyróżnić trzy główne typy. Są to:

Pakiet Ceramic BGA (CBGA) 

CBGA jest pakietem typu ball grid array wykonanym z podłoża ceramicznego. W tej kategorii istnieje jednak wiele różnych opcji pakietów.

Ponadto, ceramiczna siatka kulkowa ma przewagę pod względem współczynnika rozszerzalności cieplnej. Jego kulki lutownicze składają się w 90 procentach z ołowiu i w 10 procentach z cyny. Taki skład sprawia, że BGA jest bardziej niezawodny.

Plastikowy laminat BGA (PBGA)

Plastikowa siatka kulkowa, wynalazek firmy Motorola, wykorzystuje plastikowe podłoże. Również jego kulki lutownicze składają się w 63% z cyny i 37% z eutektycznego ołowiu. Jednak materiały podłoża, które wchodzą w grę to:

Poliimidy

Dry clad

Bismaleimid triazynowe szkło epoksydowe

Co ciekawe, PBGA obsługuje również projekty typu flip-chip. Dzięki temu uzyskuje się lepszą łączność między płytką drukowaną a pakietem.

Rodzaje pakietów BGA-Tape BGA (TBGA)

Ten typ pakietu tworzy cienkie linie z elastycznym interkonektem na swoich kulkach lutowniczych. Dodatkowo, konstrukcja pakietu pozwala, aby układ scalony i radiator były skierowane w dół. Jest to więc bardzo dobre rozwiązanie do zarządzania ciepłem. Jeśli jednak chipy są skierowane w dół, należy wybrać technologię flip-chip. Alternatywnie, jeśli chip jest skierowany do góry, wybierz wire bond.

TBGA jest ogólnie doskonała dla cienkich pakietów i aplikacji, które wymagają wysokiej wydajności. Z tego powodu jest ona stosunkowo droższa od PBGA.

Ulepszona siatka kulkowa (EBGA)

Ta ulepszona macierz krat jest innym typem PBGA, który dodaje radiatory w celu uzyskania lepszej wydajności cieplnej Połączenie elektryczne zostanie utworzone poprzez umieszczenie chipa na płycie drukowanej, a następnie wybranie przewodu spawanego

Rodzaje pakietów BGA-Flip Chip BGA 

FC-BGA używa żywicy BT zamiast ceramiki jako materiału podłoża Więc zwiększa wydajność elektryczną Oszczędność kosztów i zmniejszenie liczby pętli wewnętrznych

Dodatkowo stosunek cyny do ołowiu wynosi 63:37 W związku z tym kompozycja zwiększa naprężenie powierzchniowe w stanie stopienia Więc można łatwo dostosować pozycję chipa bez narzędzia do wyrównywania układu wstecznego

Metalowy układ kratowy (MBGA)

MBGA wykorzystuje aluminiową płytę Wykorzystuje technologię modułu mikrochipów do łączenia membrany blokującej spoinę z aluminiową płytą takich jak TBGA, a także metalowe szyki krat Olin Ogólnie rzecz biorąc, MBGA i TBGA mają doskonałą wydajność cieplną i elektryczną

Rodzaje pakietów BGA-Micro BGA

wyprodukowana przez Tessę, która jest w dół Ponadto, podłoże jest wykorzystywane do pakowania taśm Istnieje również warstwa elastomeryczna, która pomaga zmniejszyć naprężenie termiczne między taśmą taśmową a chipem

Główną zaletą mikroprotokołu BGA jest to, że są one mniejsze Jest to popularne w wielu kompaktowych aplikacjach Ponadto ma mniejszą liczbę styków, głównie dla pamięci masowej

 (Tablica kratowa na PCB) Większość rekwizytów

Rodzaje pakietów BGA-Wymiary pakietu BGA

Projektanci PCB rozważają rozmiar opakowania, ponieważ rozmiar płyty spawanej i otwór membrany blokującej spoinę Dlatego zwykle wielkość płyty spawanej wynosi około 85% wielkości piłki BGA

Dlatego, aby pomóc w optymalnym wykorzystaniu projektu BGA, istnieją pewne wskazówki dotyczące korzystania z programu BGA

W przypadku projektów BGA PCB o odstępach 0,4 mm należy użyć wielkości płyty spawanej NSMD

Ponadto nie zmniejszaj rozmiaru płyty lutowniczej BGA o rozmiarze 0,5 mm lub mniejszym W przeciwnym razie nie ma wystarczającej ilości miejsca na spoinę podczas korzystania z pieca spawanego zwrotnego

Umożliwia utworzenie mostka pomiędzy płytami spawanymi NSMD przy użyciu odległości sferycznej mniejszej niż 0,4 mm

Większość rozmiarów płyt jest bardzo mała W związku z tym taśma oporowa zwykle nie zapewnia wystarczającej wytrzymałości wiązania

Upewnij się, że nie ma śladów między płytami lutowanymi BGA na zewnętrznej warstwie

Jednak na wewnętrznej warstwie zaleca się tylko jeden podrys Wszystko inne może powodować problemy z produkcją PCB

Projektanci projektują wymiary PCB

Rodzaje pakietów BGA-Inny rodzaj opakowania

Inne rodzaje opakowań to między innymi liczba osób

Ponadto pakiet ten jest podwójnie spiętrzony Poniżej znajduje się procesor, który korzysta z pamięci masowej o losowym dostępie Dlatego łatwo umieścić te pakiety w mniejszych obwodach drukowanych

Szyk siatki płyty spawanej jest typem opakowania, który używa kul spawanych do łączenia opakowań z płytą drukowaną W międzyczasie niektóre gniazda LGAsą wyposażone w wtyczki do korzystania z gniazd

Kwadratowe płaskie torby bez ołowiu Jest to odmiana typu pakietu QFP bez styków Jednak płaski pakiet kwadratowy to chip montowany na powierzchni, który wysyła sworznie z wszystkich stron

Ten układ wsteczny ma źródło do góry nogami Mimo że umożliwia łączenie się przez kulę spawaną, główną zaletą jest zmniejszenie odległości i zmniejszenie liczby czujników

Na koniec

Tablica kratowa jest małym opakowaniem do montażu powierzchniowego Zwykle kule spawane w połączeniach spawanych zachowują sworznie płyt fundamentowych używane do łączenia linii odniesienia

Teraz znasz wszystkie typy pakietów BGA Jeśli jednak nie masz pewności, który pakiet jest najlepszy dla Twojego projektu elektrycznego, skontaktuj się z nami, aby uzyskać pomoc