BGA Paket Lehimleme ve X-ışını Denetimi Açıklandı

Elektronik cihazların boyutları küçülmeye devam ederken işlevsel karmaşıklıkları da artıyor.Çok Büyük Ölçekli Entegrasyon (VLSI) teknolojisindeki ilerlemeler, giriş/çıkış (I/O) arayüz sayısına ve bileşen boyutlarına artan talepler getirdi.Ball Grid Array (BGA) ambalajı, yüksek yoğunluklu bağlantılar ve minyatürleştirme avantajları sunan bu zorlukları karşılamak için ideal bir çözüm olarak ortaya çıktı.

BGA entegre devreleri, sadece birkaç iğne ile beş yüzden fazla arasında değişen, mobil cihazlar, kişisel bilgisayarlar ve çeşitli iletişim ekipmanları da dahil olmak üzere modern ürünlerde her yerde bulunuyor.Bu makale, temel kavramlarını, özelliklerini, türlerini, lehimleme süreçlerini ve X-ışını denetim tekniklerini kapsayan BGA ambalaj teknolojisini derinlemesine araştırıyor.

BGA ve PoP ambalajı: kavramlar açıklandı

The Ball Grid Array (BGA) is a surface-mount device (SMD) packaging technology that uses an array of solder balls on the package underside to establish electrical connections with printed circuit boards (PCBs)Bu lehim topları metal kablolar aracılığıyla çipe bağlanır, bu da çipe ve PCB arasında sinyal aktarımını sağlar.

İki ortak BGA paket yapısı vardır:

• Kablo Bağlantısı BGA:Bu konfigürasyonda, çip, altüst üzerindeki metal izleri üzerinden lehim top dizisine giden ince metal teller yoluyla altüst ile bağlantı kurar.
• Flip Chip BGA:Bu tasarım, çip ile lehim topları arasındaki bağlantı yolunu kısaltır.Sinyal iletim hızını artırmak.

Geleneksel çift iç hat (DIP) veya düz paketlerle karşılaştırıldığında, BGA daha fazla I / O bağlantısı ve daha kısa yonga-solder-topu mesafeler sunar.

Paket Üzerine Paket (PoP) Teknolojisi

Paket üzerinde paket (PoP), tek bir paket içinde birden fazla yonga veya bileşeni entegre eden bir yığma teknolojisini temsil eder.örneğin hafıza modülleri ile eşleştirme işlemcileriBu yaklaşım, sinyal bütünlüğü sorunlarını en aza indirirken PCB alan gereksinimlerini önemli ölçüde azaltır ve böylece genel kart performansını iyileştirir.

PoP Avantajları:

• Bölüm boyutunun azaltılması
• Daha düşük toplam maliyetler
• Basitleştirilmiş devre kartının karmaşıklığı

Tüm ambalaj türleri arasında, BGA, endüstrinin yüksek I/O cihazları için en popüler seçimi olmaya devam ediyor.

BGA ambalajının ana özellikleri

BGA ambalajının yaygın olarak benimsenmesi, dikkat çekici özelliklerinden kaynaklanmaktadır:

• Yüksek iğne sayısı:Karmaşık devre tasarımları için çok sayıda I / O pinine yer verir
• İğne bükme sorunu yok:Lehimleme topu bağlantıları geleneksel iğne deformasyon sorunlarını ortadan kaldırır
• Yüksek bağlantı yoğunluğu:Sıkı kaynak topu düzenlemesi daha büyük minyatürleşmeyi sağlar
• Kısaltılmış tahta alanı:Eşdeğer I/O sayısına sahip diğer paketlerden daha az alan kaplar
• Düşük endüktansa:Daha kısa bağlantı yolları sinyal kalitesini artırır
• Kendini hizalama özellikleri:Erimiş lehim toplarının yüzey gerilimi, geri akış sırasında yerleşimi otomatik olarak düzeltir
• Düşük ısı direnci:Aşırı ısınmayı önlemek için ısı dağılımını arttırır

BGA Paket Türleri

Pazarda aşağıdakiler de dahil olmak üzere çeşitli BGA paket türleri sunulmaktadır:

• Plastik BGA (PBGA):Özellikleri: Plastik kapsülasyon, cam-epoksi laminat substratları ve önceden şekillendirilmiş lehim topları ile kazınan bakır izleri
• Yüksek Termal Performanslı BGA (HLPBGA):Düşük profilli tasarımlarla daha iyi ısı dağılımı için metal kapağı içerir
• Bant BGA (TBGA):Mükemmel elektrik ve mekanik özelliklere sahip esnek substratlar kullanır
• Yüksek Performanslı BGA (H-PBGA):Üstün ısı yönetimi ile yüksek güçli uygulamalar için tasarlanmış

BGA Lehimleme Süreçleri

BGA montajı, geri akış lehimleme tekniklerini kullanır. PCB montajı sırasında, BGA bileşenleri, elektrik bağlantıları oluşturmak için lehim toplarının erimiş olduğu geri akış fırınlarında lehimlenir.

Önemli lehimlendirme hususları:

• Yeterli ısıtma, güvenilir bağlantılar için tüm lehim toplarının tamamen erimesini sağlar
• Yüzey gerginliği lehim sertleşene kadar paket hizasını korur
• Kesin kaynak alaşım bileşimi ve sıcaklık kontrolü, ayrılığı korurken topun birleşmesini önler

BGA Kaynatma Ortak Denetimi

Geleneksel optik inceleme, bileşenlerin altındaki gizli BGA kaynak eklemlerini değerlendiremez.Çünkü sadece test sırasında iplik uzun ömürlü olmasını öngörmeden iletkenliği doğruluyor..

Röntgen muayenesi:

X-ışını teknolojisi, gizli leylek bağlantılarının yıkıcı olmayan incelemesini sağlar.El yazması da dahil olmak üzere çeşitli test yöntemleri sunuyor., otomatik optik inceleme (AOI) ve otomatik röntgen incelemesi.

BGA yeniden işleme prosedürleri

Kusurlu BGA bileşenleri, altta yatan lehim eklemlerini eritebilmek için yerel ısıtma yoluyla dikkatli bir şekilde çıkarılmalıdır.ve vakum kaldırma mekanizmalarıKesin bir termal kontrol, yeniden işleme süreçleri sırasında bitişik bileşenleri korur.

Sonuçlar

BGA bileşenleri, hem seri üretim hem de prototipleme uygulamaları için elektronik endüstrisinde yaygın olarak kabul edildi.BGA ambalajı, küçük alanlarda daha yüksek I/O sayımlarını sunarken, karmaşık düzenleme karmaşıklığını etkili bir şekilde yönetir., kompakt elektronik tasarımlar.