Top Grid Array (BGA) nədir?Faydaları, növləri, montaj prosesi
2024-09-09 2667

Top Grid Array (BGA) paketləri, xüsusən də kiçik bir məkanda bir çox əlaqəyə ehtiyacı olan səthi quraşdırılmış inteqrasiya edilmiş sxemlər (SMD ICS) üçün çox populyarlaşdı.Çipin kənarları ətrafında əlaqələri olan köhnə dizaynlardan fərqli olaraq, BGA, bağlantılar üçün çipin altından istifadə edir.Bu, tıxacı azaltmaqla çap edilmiş dövrə lövhələrini (PCB) dizaynını asanlaşdırır və daha çox kompakt sxemlər üçün imkan verir.Bu məqalə BGA paketlərinin niyə üstünlük verdiyini, təklif etdikləri faydalar, BGA dizaynının V ariat ionları və montaj və yenidən işləmə zamanı qarşılaşdıqları problemlər araşdırır.İstehlakçı elektronika və ya sənaye tətbiqlərində olub-olmaması, BGA texnologiyası dövrə dizaynını və istehsalını yaxşılaşdırır.

Kataloqu

Şəkil 1: Top Grid Array (BGA)

Niyə top grid massivi (BGA) paketlərinə üstünlük verilir?

Bir top grid massivi (BGA), inteqrasiya edilmiş sxemlər (ICS) üçün istifadə olunan səth-dağ qablaşdırma növüdür.Kiçik bir məkanda yüksək bir sıxlıq ehtiyacı olan qurğular üçün ideal olan ənənəvi sancaqlar yerinə çipin altındakı lehim topları var.Top Grid Array (BGA) paketləri, elektronikanın istehsalında köhnə dörd düz paket (QFP) dizaynı üzərində böyük bir yaxşılaşma təmsil edir.QFP-lər, nazik və möhkəm bir aralıq sancaqları olan, əyilmə və ya qırılmağa həssasdırlar.Təmirləri çətin və bahalı, xüsusən bir çox sancaqlar olan sxemlər üçün.

QFP-lərdəki yaxından dolu sancaqlar çap olunmuş dövrə lövhələrinin (PCB) dizaynı zamanı problem yaradır.Dar boşluq, bağlantıları səmərəli marşrutlaşdırmağı çətinləşdirərək tıxanma səbəb ola bilər.Bu tıxanma həm sxemi, həm də dövrə performansına zərər verə bilər.Üstəlik, Lehimlənmiş QFP sancaqları üçün tələb olunan dəqiqlik, sancaqlar arasındakı istenmeyen körpülərin yaradılması riskini artırır, potensial olaraq dövrə nasazlığına səbəb olur.

BGA paketləri bu məsələlərin çoxunu həll edir.Kövrək sancaqlar əvəzinə, BGA, fiziki zərər şansını azaltan və daha geniş, daha az tıxanan PCB dizaynına imkan verən çipin altına qoyulmuş lehimli toplardan istifadə edir.Bu nizam, lehimli birləşmələrin etibarlılığını da yaxşılaşdırarkən istehsal etməyi asanlaşdırır.Nəticədə BGAS sənaye standartına çevrildi.Xüsusi alətlər və texnikalardan istifadə edərək, BGA texnologiyası təkcə istehsal prosesini asanlaşdırmır, həm də elektron komponentlərin ümumi dizaynını və performansını artırır.

Top Grid Array (BGA) texnologiyasının faydaları

Top Grid Array (BGA) texnologiyası inteqrasiya edilmiş sxemləri (ICS) qablaşdırmasını dəyişdirdi.Həm funksionallıq, həm də səmərəliliyin yaxşılaşdırılmasına səbəb olur.Bu aksesuarları təkcə istehsal prosesini tənzimləmir, həm də bu dövrələri istifadə edən cihazların performansına fayda gətirir.

Şəkil 2: Ball Grid Array (BGA)

BGA qablaşdırmasının üstünlüklərindən biri də çap edilmiş dövrə lövhələrində (PCB) yerdən səmərəli istifadəsidir.Ənənəvi paketlər, daha çox otaq alaraq, çipin kənarlarında əlaqələri yerləşdirir.BGA paketləri, lövhədə qiymətli məkanı azad edən çipin altındakı lehim toplarını yerləşdirin.

BGA həm də üstün istilik və elektrik performansını təklif edir.Dizayn güc və yerüstü təyyarələr üçün, indukturu azaltmaq və təmiz elektrik siqnallarını təmin etmək imkanı verir.Bu, yüksək sürətli tətbiqlərdə vacib olan bir siqnal bütövlüyünə səbəb olur.Üstəlik, BGA paketlərinin düzeni, daha yaxşı istilik dağılmasını asanlaşdırır, prosessorlar və qrafik kartları kimi istismar zamanı çox istilik gətirən elektronikanın həddindən artıq istiləşməsinin qarşısını alır.

BGA paketləri üçün montaj prosesi də sadədir.Bir çipin kənarında lehimli kiçik sancaqlar ehtiyac əvəzinə, bir bga paketi altındakı lehim toplar daha sağlam və etibarlı bir əlaqə təmin edir.Bu, istehsal zamanı bu daha az qüsurla nəticələnir və daha yüksək istehsal səmərəliliyinə, xüsusən də kütləvi istehsal mühitində töhfə verir.

BGA texnologiyasının başqa bir faydası, incə cihaz dizaynlarını dəstəkləmək qabiliyyətidir.BGA paketləri, istehsalçılara performansdan daha hamar, daha yığcam cihazlar yaratmağa imkan verən köhnə çip dizaynlarından daha incədir.Bu, ölçüsü və çəki kritik amillər olduğu smartfonlar və noutbuklar kimi portativ elektronika üçün xüsusilə vacibdir.

Onların yığcamlığına əlavə olaraq, BGA paketləri istismar və təmir işləri asanlaşdırır.Çipin altındakı daha böyük lehim yastiqciqlar, cihazın həyatını uzada biləcək lövhənin yenidən işlənməsi və ya yeniləməsi prosesini sadələşdirir.Bu, uzunmüddətli etibarlılıq tələb edən yüksək texnoloji avadanlıqlar üçün faydalıdır.

Ümumilikdə, kosmik qənaət dizaynının, inkişaf etmiş performans, sadələşdirilmiş istehsal və daha asan təmir işləri birləşdirən BGA texnologiyasını müasir elektronika üçün seçdiyiniz seçim etdi.İstehlak cihazlarında və ya sənaye tətbiqlərində olub-olmaması, BGA, bugünkü mürəkkəb elektron tələblər üçün etibarlı və səmərəli bir həll təklif edir.

Top Grid Array (BGA) paketini başa düşmək

Çipin kənarları boyunca sancaqları bağlayan köhnə dörd düz paket (QFP) metodudan fərqli olaraq, BGA, bağlantılar üçün çipin altından istifadə edir.Bu layout boşluğu azad edir və pin ölçüsü və boşluğu ilə əlaqəli məhdudiyyətlərdən qaçaraq lövhədən daha səmərəli istifadə etməyə imkan verir.

Bir BGA paketində, bağlantılar çipin altındakı bir griddə qurulur.Ənənəvi sancaqlar yerinə, kiçik lehim topları əlaqələri yaratmaq üçün istifadə olunur.Bu lehim toplar, çip quraşdırıldıqda, sabit və etibarlı əlaqə nöqtələri yaradan çap edilmiş dövrə lövhəsindəki (PCB) müvafiq mis yastiqciqlar ilə uyğunlaşır.Bu quruluş təkcə əlaqənin davamlılığını artırmır, həm də montaj prosesini də asanlaşdırır, çünki komponentlərin hizalanması və lehimlənməsi kimi daha sadədir.

BGA paketlərinin üstünlüklərindən biri də istiliyi daha effektiv idarə etmək qabiliyyətidir.Silikon Chip və PCB arasındakı istilik müqavimətini azaltmaqla BGAS istiliyini daha səmərəli şəkildə yaymağa kömək edir.Bu, yüksək performanslı elektronikada xüsusilə vacibdir, burada istiliyin idarə edilməsi sabit işləmə və komponentlərin ömrünü uzatmaq üçün vacibdir.

Başqa bir fayda, çip daşıyıcısının altındakı layout sayəsində çip və lövhə arasında daha qısa səbəb olur.Bu, aparıcı induktivliyi, siqnal bütövlüyünü və ümumi performansın yaxşılaşdırılması üçün liderliyini minimuma endirir.Beləliklə, BGA paketlərini müasir elektron cihazlar üçün seçilən seçimi edir.

Top Grid Array (BGA) paketlərinin müxtəlif variantları

Şəkil 3: Top Grid Array (BGA) paketi

Top Grid Array (BGA) Qablaşdırma texnologiyası, performans və istilik idarəçiliyinə qədər müasir elektronikanın müxtəlif ehtiyaclarını həll etmək üçün inkişaf etdi.Bu müxtəlif tələblər bir neçə BGA variantının yaradılmasına səbəb oldu.

Kalıplı serial prosesi topu grid serial (Mapbga) həddindən artıq performans tələb etməyən, lakin yenə də etibarlılıq və kompaktlıq tələb edən qurğular üçün hazırlanmışdır.Bu variant, aşağı induksiya ilə səmərəli, yerüstü quraşdırmağı asanlaşdırır.Kiçik ölçüsü və davamlılığı onu geniş bir sıra elektronikal elektronikaya qədər geniş bir seçim halına gətirir.

Daha tələbkar cihaz üçün plastik top grid massivi (PBGA) inkişaf etmiş xüsusiyyətləri təklif edir.Mapbga kimi, aşağı induksiya və asan montaj təmin edir, ancaq substratdakı əlavə mis təbəqələri ilə daha yüksək güc tələblərini idarə etmək.Bu, PBA'nın etibarlı etibarlılığı qoruyarkən daha səmərəli elektrik yayılmasına ehtiyacı olan yüksək performanslı cihazlara qədər yaxşı bir uyğunlaşır.

İsti idarə edərkən, istilik inkişaf etmiş plastik top grid massivi (Tepbga) üstündür.Terminal həssas komponentlərin pik performansında istismar edilməsini təmin edərək, substratının substratı içərisindəki qalın mis təyyarələrindən istifadə edir.Bu variant effektiv istilik idarəçiliyinin ən prioritet olduğu tətbiqlər üçün idealdır.

Tape Ball Grid Array (TBGA) üstün istilik idarəetmə tələb olunduğu yüksək performanslı tətbiqlər üçün nəzərdə tutulmuşdur, lakin yer məhduddur.İstilik performansı xarici bir istilik üçün ehtiyac olmadan müstəsna, onu yüksək səviyyəli cihazlarda yığcam toplaşmalar üçün ideal hala gətirmədən müstəsna deyil.

Məkanın xüsusilə məhdud olduğu hallarda, paket (pop) texnologiyası paketi (pop) texnologiyası yenilikçi bir həll təklif edir.Bir çox komponent yığmağa imkan verir, məsələn, bir yaddaş modulu birbaşa prosessorun üstünə, çox kiçik bir iz zamanı funksionallıqları artırır.Bu, smartfon və ya tablet kimi məkanın bir mükafat olduğu cihazlarda pop-da çox faydalıdır.

Ultra kompakt qurğular üçün, mikroqa variantı 0,65, 0,75 və 0,8 mm qədər kiçik olan meydanlarda mövcuddur.Onun kiçik ölçüsü, hər millimetr saydığı yerlərdə yüksək inteqrasiya edilmiş cihazlar üçün üstünlük verilən bir seçim halına gətirərək, sıx dolu elektronikaya uyğun olmağa imkan verir.

Bu BGA variantlarının hər biri BGA texnologiyasının uyğunlılığını nümayiş etdirir, elektronika sənayesinin daima yönəlmiş tələblərini ödəmək üçün uyğun həllər təqdim edir.İstiqəmli, istilik idarəetmə və ya kosmik optimallaşdırılması, demək olar ki, hər hansı bir tətbiq üçün uyğun bir BGA paketi var.

Top Grid Array (BGA) Məclis Prosesi

Top Grid Array (BGA) paketləri ilk dəfə tanıtdıqda, onları etibarlı şəkildə toplamaq barədə narahatlıqlar oldu.Ənənəvi Səth Mount Technology (SMT) paketləri asan lehimləmə üçün əlçatan yastiqciqlar idi, lakin BGAS paketin altındakı əlaqələri səbəbindən fərqli bir problem təqdim etdi.Bu, BGA istehsal zamanı etibarlı şəkildə lehimlənə biləcəyinə dair şübhələri qaldırdı.Bununla birlikdə, bu narahatlıqlar, standart əksərliyi lehimləmə üsullarının toplaşmaqda yüksək təsirli olduğu aşkar edildikdə, bu narahatlıqlar ardıcıl olaraq etibarlı birləşmələrlə nəticələnir.

Şəkil 4: Top Grid Array Məclisi

BGA lehimləmə prosesi dəqiq temperatur nəzarətinə əsaslanır.Dəhşətli lehimləmə zamanı bütün montaj, BGA paketinin altındakı lehim topları da daxil olmaqla, bütün məclis vahid şəkildə qızdırılır.Bu lehim topları, bağlantı üçün tələb olunan lehimin dəqiq miqdarı ilə əvvəlcədən örtülmüşdür.Temperatur yüksəldikdə, lehim ərizədə əriyir və əlaqəni formalaşdırır.Səthi gərginlik, Dairuk Şurasındakı müvafiq yastiqciqlar ilə BGA paketinin özünə uyğunlaşdırılmasına kömək edir.Səth gərginliyi bir bələdçi kimi hərəkət edir, lehim topların istilik mərhələsində yerində qalmasını təmin edir.

Lehim soyuduğu kimi, qismən ərimiş olduğu yerdə qısa bir mərhələdən keçir.Bu, hər bir lehim topun qonşu toplarla birləşmədən düzgün mövqeyinə yerləşməsinə icazə vermək üçün vacibdir.Lehim və nəzarət edilən soyutma prosesi üçün istifadə olunan xüsusi ərinti, lehim birləşmələrin düzgün formasını düzgün və ayrılmasını təmin edir.Bu nəzarət səviyyəsi BGA Assambleyasının uğuruna kömək edir.

İllər keçdikcə, BGA paketləri toplamaq üçün istifadə olunan metodlar, onları müasir elektronik istehsalının tərkib hissəsi halına gətirərək zərif və standartlaşdırılmışdır.Bu gün bu montaj prosesləri, istehsal xətlərinə problemsiz bir şəkildə daxil edilmişdir və BGA-nın etibarlılığı ilə bağlı ilkin narahatlıqlar əsasən yoxa çıxdı.Nəticədə, BGA paketləri artıq elektron məhsul dizaynları üçün etibarlı və effektiv bir seçim hesab olunur, mürəkkəb dövrə üçün davamlılıq və dəqiqlik təklif edir.

Çağırışlar və həllər

Top Grid Array (BGA) cihazları olan əsas problemlərdən biri də lehimli əlaqələrin çipin altındakı gizli olmasıdır.Bu, ənənəvi optik metodlardan istifadə edərək vizual olaraq yoxlanmağı qeyri-mümkün edir.Bu, əvvəlcə BGA məclislərinin etibarlılığı ilə bağlı narahatlıqları qaldırdı.Buna cavab olaraq, istehsalçılar, istiliyin məclis boyunca bərabər tətbiq olunmasını təmin edərək, istehsalçıları yaxşı tənzimləyirlər.Bu vahid istilik paylanması bütün lehim topları düzgün və BGA Grid daxilindəki hər nöqtədə möhkəm əlaqələri təmin etmək üçün lazımdır.

Elektrik testi cihazın işləməsini təsdiqləyə bilsə də, uzunmüddətli etibarlılığa zəmanət vermək üçün kifayət deyil.Bir əlaqə ilkin testlər zamanı elektriklə səslənə bilər, ancaq lehimin birləşməsi zəif və ya düzgün formalaşmadıqda, zamanla uğursuz ola bilər.Bu ünvanlamaq üçün rentgen müayinəsi BGA lehiminin bütövlüyünün bütövlüyünü yoxlamaq üçün yola çevrildi.Rentgen şüaları, çipin altındakı lehimli əlaqələrə ətraflı bir nəzər yetirir, texnikiçilərə hər hansı bir potensial problemi izləməyə imkan verir.Düzgün istilik parametrləri və dəqiq lehimləmə üsulları ilə BGA, ümumiyyətlə montajın ümumi etibarlılığını artıraraq yüksək keyfiyyətli oynaqlar nümayiş etdirir.

BGA təchiz olunmuş lövhələri yenidən işləyin

BGA istifadə edən bir dövrə lövhəsini işlətmək, tez-tez ixtisaslaşmış alətlər və texnikalar tələb edən zərif və mürəkkəb bir proses ola bilər.Yenidən işləmədə ilk addım səhv bga aradan qaldırılmasını ehtiva edir.Bu, lokallaşdırılmış istiliyi birbaşa çipin altındakı lehimlə tətbiq etməklə edilir.Xüsusi yenidən iş stansiyaları, temperaturu izləmək üçün bga, termokublları diqqətlə istiləşdirmək üçün infraqırmızı qızdırıcılarla təchiz olunmuşdur və lehimin əriyib bir dəfə çipi qaldırmaq üçün vakuum vasitəsidir.İstiliyi idarə etmək vacibdir ki, yalnız BGA-nın təsirlənməsi, yaxınlıqdakı komponentlərə zərərin qarşısını alan.

BGA-nın təmiri və rəğbəti

Bir BGA çıxarıldıqdan sonra ya da yeni bir komponentlə əvəz edilə bilər və ya bəzi hallarda yenilənmiş.Ümumi bir təmir üsulu, lehimli topları hələ də işlək olan bir BGA-ya dəyişdirməyi əhatə edir.Bu, bahalı fişlər üçün qənaətli bir seçimdir, çünki komponentin atılmasına deyil, yenidən istifadə olunmasından təkrar istifadə olunmasına imkan verir.Bir çox şirkət BGA reballing üçün ixtisaslaşdırılmış xidmətlər və avadanlıqlar təklif edir, qiymətli komponentlərin həyatını uzatmağa kömək edir.

BGA lehiminin birləşmələrini yoxlamaq çətinliyi ilə bağlı erkən narahatlığına baxmayaraq, texnologiya mühüm addımlar atdı.Çaplı dövrə lövhəsindəki yeniliklər (PCB) dizaynı, infraqırmızı əks-amanlıq kimi təkmilləşdirilmiş lehimləmə üsulları və etibarlı rentgen təftiş metodlarının inteqrasiyası BGA ilə əlaqəli ilkin problemlərin həllinə töhfə verdi.Bundan əlavə, yenidən iş və təmir üsullarında irəliləyişlər BGA-nın geniş ərizələrdə etibarlı şəkildə istifadə olunacağını təmin etdi.Bu irəliləyişlər BGA texnologiyasını özündə cəmləşdirən məhsulların keyfiyyəti və asılılığını artırdı.

Rəy

Müasir elektronikadakı top grid massivinin (BGA) paketlərinin qəbul edilməsi, daha çox üstünlükləri, o cümlədən üstün istilik idarəetmə, azaldılmış montaj mürəkkəbliyi və kosmik qənaət dizaynı ilə idarə olunur.Gizli lehimli birləşmələr və yenidən işləmə çətinlikləri kimi ilkin problemləri aradan qaldırmaq, BGA texnologiyası müxtəlif tətbiqlərdə seçilmiş seçimə çevrildi.Kompakt mobil cihazlardan yüksək performanslı hesablama sistemlərinə qədər BGA paketləri bugünkü kompleks elektronika üçün etibarlı və səmərəli bir həll təqdim edir.