Допты гридтік массив (BGA) дегеніміз не?Артықшылықтары, түрлері, құрастыру процесі
2024-09-09 2611

Доптық гридтер массиві (BGA) пакеттері электроникада, әсіресе, әсіресе, кішкене кеңістікте көптеген қосылыстар қажет болатын электроникалар (SMD ICS) үшін танымал болды.BGA жиектерінің айналасында байланыстардан айырмашылығы, BGA жиектерінің байланыстары байланыстардың астыңғы жағын қолданады.Бұл басып шығарылған схемаларды (ПХД) жобалауды жеңілдетеді және қысқартуды азайту және одан да ықшам орналасуларға мүмкіндік береді.Бұл мақалада BGA бумалары артықшылықтар, олар ұсынған артықшылықтар, олар ұсынатын артықшылықтар, VGA дизайнының V ariat иондары және құрастыру және өңдеу кезінде кездесетін қиындықтар.Тұтынушылық электроникада немесе өнеркәсіптік қосымшаларда болсын, BGA технологиясы схемалық дизайн және өндірісті жақсартады.

Каталог

1-сурет: Ball Grid массиві (BGA)

Неліктен доп грдінің массиві (BGA) пакеттері артық?

Доптың торы (BGA) - бұл интегралды схемалар (ICS) үшін пайдаланылатын беттік бекіткіш қаптамасының түрі.Онда дәстүрлі түйреуіштердің орнына, оны кішкене кеңістіктегі тығыздыққа ие құрылғыларға өте ыңғайлы ететін дәстүрлі түйреуіштердің орнына дәнді доптармен ерекшеленеді.Доптық гридтер массиві (BGA) пакеттері электрониканы өндірісте ескі төрт пәтерлі жалпақ пакеттің (QFP) дизайнының үлкен жақсаруын білдіреді.QFP, олардың жұқа және мықтап бекітілген түйреуіштері бар, иілу немесе сындыруға осал.Бұл күрделі және қымбатқа түседі, әсіресе көптеген түйреуіштермен айналысады.

QFP-де тығыз оралған түйреуіштер баспа тақталарын (ПХД) жобалау кезінде проблемалар туындады.Тар аралық тректерді кептелуді тудыруы мүмкін, бұл байланыстарды тиімді бағыттауды қиындатады.Бұл кептеліс тізбектің орналасуы мен жұмысына зиян тигізуі мүмкін.Сонымен қатар, QFP пиндеріне алдын-ала болжау қажет, ал тоқтар арасында қалаусыз көпірлер құру қаупін арттырады, бұл тізбекті дұрыс жұмыс істемеуі мүмкін.

BGA пакеттері осы мәселелерді шешеді.Нәзік түйреуіштердің орнына, BGAS микросхеманың астына қойылған дәнді доптарды қолданады, бұл физикалық зақымданудың мүмкіндігін азайтады және көп кең, жиналған ПХД дизайнына мүмкіндік береді.Бұл орналасу оны шығаруды жеңілдетеді, сонымен қатар дәнекерлеу буындарының сенімділігін арттыруға мүмкіндік береді.Нәтижесінде BGAS салалық стандартқа айналды.Мамандандырылған құралдар мен әдістерді қолдана отырып, BGA технологиясы өндірістік процесті жеңілдетіп қана қоймай, сонымен қатар электронды компоненттердің жалпы дизайны мен орындалуын жақсартады.

Допты гридтер массивінің артықшылықтары (BGA) технологиясы

Доптық грдтер массиві (BGA) технологиясы интегралды схемалар (ICS) орасан-жидектермен айналысты.Бұл функционалдылық пен тиімділіктің жақсаруына әкеледі.Бұл жақсартулар өндіріс процесін ғана емес, сонымен қатар осы тізбектерді пайдаланып құрылғылардың жұмысына да пайдасын тигізеді.

2-сурет: Ball Grid массиві (BGA)

BGA қаптамасының артықшылықтарының бірі - оның баспа тақталарында кеңістікті тиімді пайдалану (ПХД).Дәстүрлі пакеттер чиптің жиектерінің айналасына қосылып, көп бөлмені қойыңыз.BGA Packages, алайда, бортта құнды кеңістікті қуаттайтын чиптің астындағы дәнді доптарды орналастырыңыз.

BGAS сонымен қатар жоғары жылу және электрлік өнімділік ұсынады.Дизайн электр және жердегі ұшақтарға мүмкіндік береді, индуктивтілікті азайтады және таза электр сигналдарын қамтамасыз етеді.Бұл жоғары жылдамдықты қосымшаларда маңызды сигналдың тұтастығына әкеледі.Сонымен қатар, BGA пакеттерінің орналасуы жылуды жақсартуға, электрониканың қызып кетуіне жол бермейді, мысалы, процессорлар мен графикалық карталар сияқты электроникада қызып кетудің алдын алады.

BGA бумаларын құрастыру процесі да қарапайым болып табылады.Чиптің шетіне дән шыңдарды мұқият жуудың орнына, BGA пакетіндегі дәнекерлеу доптары көбірек берік және сенімді байланыс орнатады.Бұл өндіріс кезінде аз ақауларға әкеледі және өндірістің тиімділігіне, әсіресе жаппай өндірістік ортада.

BGA технологиясының тағы бір пайдасы - бұл сымбатты құрылғы дизайнын қолдау мүмкіндігі.BGA Packages аға чиптік дизайнға қарағанда жұқа, бұл өндірушілерге жұмыс жасаусыз тегіс, ықшам құрылғылар жасауға мүмкіндік беретін.Бұл, әсіресе, смартфондар мен ноутбук сияқты портативті электроника үшін өте маңызды, онда өлшем мен салмақ маңызды факторлар болып табылады.

Олардың ықшамдылығынан басқа, BGA пакеттері техникалық қызмет көрсетуді және жөндеуді жеңілдетеді.Чиптің астындағы үлкен дәнекер төсеніштері Құрылғының қызмет ету мерзімін ұзартуға немесе жаңарту процесін жеңілдетеді.Бұл ұзақ мерзімді сенімділікті қажет ететін жоғары технологиялық жабдықтар үшін пайдалы.

Жалпы, кеңістікті үнемдейтін дизайн, жетілдірілген өнімділік, жеңілдетілген өндіріс және жеңіл жөндеудің үйлесімі BGA технологиясын заманауи электрониканы таңдауға мүмкіндік берді.Тұтынушылық құрылғыларда немесе өнеркәсіптік қосымшаларда болсын, BGAS бүгінгі кешенді электронды талаптарды сенімді және тиімді шешім ұсынады.

Допты бредтің массивін (BGA) түсіну

Ескі Quad Place Pack (QFP) әдісінен айырмашылығы, чиптің жиектері бойымен түйреуіштер, BGA қосылыстардың астыңғы жағын қолданады.Бұл орналасу кеңістікті босатады және тақтаны тиімді пайдалануға мүмкіндік береді, ол түйреуіштер мен аралықпен байланысты шектеулерден аулақ болады.

BGA пакетінде қосылыстар чиптің астында торда орналастырылған.Дәстүрлі түйреуіштердің орнына, қосылыстарды қалыптастыру үшін шағын дәнекерлеу шарлары қолданылады.Бұл дәнді доптар чип орнатылған кезде тұрақты және сенімді байланыс нүктелеріндегі мыс жастықшаларымен сәйкес келеді (PCB).Бұл құрылым қосылымның беріктігін жақсартады, сонымен қатар құрастыру процесін жеңілдетеді, өйткені компоненттерді туралау және дәнекерлеу оңайырақ.

BGA бумаларының артықшылықтарының бірі - олардың жылуды тиімді басқару қабілеті.Кремний чипі мен ПХД арасындағы жылу кедергісін азайту арқылы BGAS жылуды тиімді түрде таратуға көмектеседі.Бұл әсіресе жоғары өнімді электроникада өте маңызды, онда жылу тұрақты жұмыс жүргізу және компоненттердің қызмет ету мерзімін ұзарту үшін маңызды.

Тағы бір пайда - чип пен тақтаның арасындағы қысқа сымдар чиптің астыңғы жағындағы орналасудың арқасында, сымдар.Бұл қорғасын индуктивтілігін азайтады, сигналдың тұтастығы мен жалпы өнімділігін арттырады.Осылайша, бұл заманауи электронды құрылғыларға арналған артықшылықты опцияны жасайды.

Допты гридтер массивінің әртүрлі нұсқалары (BGA) пакеттері

3-сурет: Ball Grid массиві (BGA) пакеті

Доптық грдтер массиві (BGA) қаптамалық технологиясы заманауи электрониканың, өнімділіктен және жылу мен жылуды басқаруға байланысты заманауи электрониканың әр түрлі қажеттіліктерін шешуге мүмкіндік берді.Бұл алуан түрлі талаптар бірнеше BGA нұсқаларын құруға әкелді.

Қалыпталған массивтің допты грд-грдінің массиві (MAPBGA) экстремалды өнімділікті қажет етпейтін құрылғыларға арналған, бірақ сенімділік пен ықшамдылық қажет.Бұл нұсқа, төмен индуктивтілікпен, оны жер үсті орнатуға мүмкіндік береді.Оның кішкентай мөлшері мен беріктігі оны ортаңғы өнімділігі жоғары электроникаға дейін тиімді таңдау жасайды.

Талап етілетін құрылғылар үшін пластикалық шардың грдінің массиві (PBGA) кеңейтілген мүмкіндіктерді ұсынады.MapBGA сияқты, ол төмен индуктивтілік пен оңай орнатуды қамтамасыз етеді, бірақ жоғары қуат талаптарын жоғарылату үшін субстратта мыс қабаттары бар.Бұл PBGGA-ны ортақ өнімділерге жарамды етеді, бұл жоғары өнімді құрылғыларға сәйкес келеді, бұл сенімді сенімділікті сақтау кезінде қуатты үнемдеуді қажет етеді.

Жылуды басқару кезінде термиялық жақсартылған пластик допты грд-грд грдінің массиві (TEPBGA).Ол өзінің субстрат ішіндегі қалың мыс ұшақтарын микросхемадан тиімді түрде қолданады, чиптен аулақ болады, бұл термиялық сезімтал компоненттердің ең жоғары деңгейде жұмыс істеуін қамтамасыз етеді.Бұл нұсқа термиялық басқарудың тиімді басымдық болып табылатын қосымшалар үшін өте қолайлы.

Таспалы доп градының массиві (TBGA) жоғары өнімді қосымшаларға арналған, мұнда жылуды басқару қажет, бірақ бос орын шектеулі.Оның жылу өнімділігі сыртқы жылулау қажеттілігінсіз ерекше, оны жоғары деңгейлі құрылғылардағы ықшам жиналыстарға өте ыңғайлы етеді.

Ғарыштық шектеулі жағдайларда, пакет (POP) технологиясы инновациялық шешім ұсынады.Бұл бірнеше компоненттерді жинақтауға мүмкіндік береді, мысалы, жад модулін процессордың үстіне тікелей орналастыруға, өте кішкентай ізіншіктің функционалдығын арттырады.Бұл кеңістік смартфондар немесе планшеттер сияқты PREMIUM-да орналасқан құрылғыларда өте пайдалы болады.

Ультра ықшам құрылғылар үшін, микробаға нұсқасы шұңқырларда 0,65, 0.75, & 0,8 мм-ге дейін қол жетімді.Оның ұсақ мөлшері оған тығыз оралған электроникаға салынып, оны әр миллиметр есептейтін жоғары интеграцияланған құрылғылар үшін артықшылықты опция жасауға мүмкіндік береді.

Осы БГА нұсқаларының әрқайсысы электроника өнеркәсібінің үнемі өзгеріп отырған талаптарын қанағаттандыру үшін арнайы шешімдерді ұсынатын BGA технологиясының бейімделуін көрсетеді.Бұл шығын тиімділігі, жылу менеджменті немесе кеңістікті оңтайландыру, кез-келген қолданбаға сәйкес келетін BGA пакеті бар.

Доптық гидтік массив (BGA) құрастыру процесі

Доп грдінің массиві (BGA) пакеттері алғаш рет енгізілгенде, оларды қалай сенімді жинауға қатысты мәселелер болды.Дәстүрлі беттік батпа технологиясы (SMT) пакеттеріне оңай дәнекерлеуге қол жеткізуге мүмкіндік алды, бірақ BGAS пакеттің астында олардың қосылыстарының арқасында басқа да қиындық сыйлады.Бұл өндіріс кезінде BGAS сенімді түрде дәнекерлеуге болатындығы туралы күмән туды.Алайда, бұл алаңдаушылықтар тез арада қалады, өйткені стандартты шағылыстыратын дәнекерлеу әдістері BGAS-ті құрастыруда өте тиімді, нәтижесінде сенімді дистар қосылыстар пайда болды.

4-сурет: Допты гридтік массив құрастыру

BGA дәнекерлеу процесі температураның дәл бақылауына сүйенеді.Шағылысқа арналған дәнекерлеу кезінде бүкіл жиналыс біркелкі қызады, оның ішінде BGA пакетінің астындағы дәнекерлеу доптары.Бұл дәнді доптар қосылым үшін қажет дақылдардың нақты мөлшерімен алдын-ала бекітілген.Температура көтерілген сайын, дәнекерлендіргіш қосылып, қосылымды жасайды.Беткі кернеу BGA пакетіне берік тақтайшалардағы схемалар тақтасындағы сәйкес келеді.Беткі кернеу нұсқаулық ретінде әрекет етеді, жылыту кезеңінде дәнді доптардың орнында болуын қамтамасыз етеді.

Набелдер салқындаған сайын, ол қысқа фазадан өтеді, онда ол жартылай балқытылған.Бұл әрбір дәнді допты көрші доптармен біріктірмей дұрыс күйге келтіруге мүмкіндік беру маңызды.Үш дорба үшін пайдаланылатын нақты қорытпа және бақыланатын салқындату процесі дәнекерленген буындардың дұрыс қалыптасуын және бөлуді сақтайды.Бақылаудың бұл деңгейі BGA ассамблеясының жетістіктеріне көмектеседі.

Осы жылдар ішінде BGA бумаларын жинау әдістері жетілдіріліп, стандартталған, оларды заманауи электроника өндірісінің ажырамас бөлігі болып табылады.Бүгінгі таңда бұл құрастыру процестері өндірістік желілерге бөлінеді, ал BGAS сенімділігі туралы алғашқы алаңдаушылық көбінесе жоғалып кетті.Нәтижесінде, BGA пакеттері қазір электронды өнім дизайндары үшін сенімді және тиімді таңдау болып саналады, күрделі схема үшін беріктігін және дәлдікті ұсынатын.

Қиындықтар мен шешімдер

Доптық гридтер массиві бар негізгі міндеттердің бірі (BGA) құрылғылары - дәнекерленген қосылыстар чиптің астына жасырылған.Бұл оларды дәстүрлі оптикалық әдістерді қолдана отырып тексеруге мүмкіндік береді.Бастапқыда БГА ассамблеясының сенімділігі туралы алаңдаушылық туғызды.Жауап ретінде өндірушілер жылудың ассамблеяда біркелкі қолданылатынын қамтамасыз ете отырып, олардың дәнекерлеу процестерін ұсынады.Бұл біркелкі жылу тарату барлық дәнді доптарды дұрыс еріту үшін және BGA торындағы әр нүктеде қатты байланыстарды қамтамасыз ету үшін қажет.

Электрлік тестілеу құрылғының жұмыс істеп тұрғанын растай алады, ал ұзақ мерзімді сенімділікке кепілдік беру жеткіліксіз.Бастапқы сынақтар кезінде қосылым электрлік дыбыс болып көрінуі мүмкін, бірақ егер дәнекерлене буын әлсіз немесе дұрыс түзілсе, ол уақыт өте келе сәтсіздікке ұшырауы мүмкін.Бұл туралы хабарласу үшін рентген инспекциясы BGA дәнекерлеулерінің тұтастығын тексерудің әдісіне айналды.Рентген сәулелері чиптің астындағы дәнекерленген қосылымдарға егжей-тегжейлі қарауды қамтамасыз етеді, техниктерге кез-келген ықтимал мәселелерді байқауға мүмкіндік береді.Дұрыс жылу параметрлері мен дәнекерлеудің дәл әдістерімен BGAS әдетте жоғары сапалы буындарды көрмеге қойып, жиналыстың жалпы сенімділігін арттырады.

BGA-жабдықталған тақталарды өңдеу

BGAS қолданатын схема тақтасын өңдеу, көбінесе мамандандырылған құралдар мен әдістерді қажет ететін нәзік және күрделі процесс болуы мүмкін.Қайта өңдеудің алғашқы қадамы BGA-ны жоюды қамтиды.Бұл локализацияланған жылуды чиптің астындағы дәндерке тікелей қолдану арқылы жүзеге асырылады.Мамандандырылған қайта өңірлер инфрақызыл станциялары инфрақызыл жылытқыштармен жабдықталған.Қыздыруды бақылау керек, сондықтан тек BGA әсер ететін, оған жақын бөліктерге зақым келуі керек.

BGAS-ті жөндеу және қайта құру

БГА жойылғаннан кейін, оны жаңа компонентпен немесе кейбір жағдайларда ауыстыруға болады.Бірыңғай жөндеу әдісі кенеттен пайда болады, бұл әлі де дарынды шарларды обасаға ауыстыруды қамтиды, олар әлі де жұмыс істейді.Бұл қымбат чиптер үшін үнемді опция, өйткені ол алынып тасталған емес, компонентті қайта пайдалануға мүмкіндік береді.Көптеген компаниялар BGA-ны қайта құру үшін мамандандырылған қызметтер мен жабдықтар ұсынады, құнды компоненттердің өмірін ұзартуға көмектеседі.

BGA дәнекерлеулерінің буындарын тексерудің қиындығы туралы алдын-ала қатысты мәселелерге қарамастан, технология айтарлықтай жетістіктерге жетті.Баспа схемасындағы инновациялар (PCB) дизайн, инфрақызыл рефлекс сияқты дәнекерлеу әдістері жақсартылған және сенімді рентгендік инспекция әдістерінің интеграциясы BGAS-пен байланысты алғашқы сынақтарды шешуге ықпал етті.Сонымен қатар, қайта өңдеу және жөндеу әдістері бойынша жетістіктер BGAS-тің кең ауқымында сенімді түрде қолданылуы мүмкін екенін қамтамасыз етті.Бұл жақсартулар BGA технологиясын қосатын өнімдердің сапасы мен тәуелділігін арттырды.

Қорытынды

Қазіргі заманғы электроникадағы допты (BGA) пакеттерін қабылдау олардың көптеген артықшылықтарымен, соның ішінде жоғары термиялық менеджмент, құрастыру күрделілігінің төмендеуі және ғарыш үнемдейтін дизайнымен байланысты болды.Жасырын дәнекерлеу және қайта өңдеу қиындықтарын жеңу, BGA технологиясы әр түрлі қосымшаларда таңдаулы таңдау болды.Шағын мобильді құрылғылардан жоғары өнімділігі жоғары есептеу жүйелеріне, BGA пакеттері бүгінгі кешенді электроникаға сенімді және тиімді шешім ұсынады.