À l'ère de la technologie d'aujourd'hui, le besoin d'appareils électroniques compacts et efficaces a conduit au développement de techniques d'emballage avancées. L'une de ces innovations qui a acquis une importance significative est le package BGA. Dans ce blog, nous examinerons de plus près les différents types de packages BGA et vous expliquerons comment choisir un package Ball Grid Array qui répond aux besoins spécifiques de votre projet..
Qu'est-ce qu'un réseau de grilles à billes (BGA)?
Réseau de grille à billes (BGA) est un type de circuit intégré (IC) technologie d'emballage utilisée dans les appareils électroniques. Il s'agit d'une méthode d'emballage à montage en surface dans laquelle le circuit intégré ou la puce est monté directement sur une carte de circuit imprimé. Dans un boîtier BGA, la surface inférieure de la puce comporte un réseau de petites billes de soudure, généralement en étain-plomb ou en alliages sans plomb. Les billes de soudure jouent un rôle crucial dans l'établissement de connexions électriques et mécaniques entre la puce et la carte de circuit imprimé. Le nombre de billes de soudure peut aller de quelques dizaines à plusieurs milliers, en fonction de la taille et de la complexité de la puce. Les packages BGA offrent de nombreux avantages par rapport aux technologies plus anciennes, ce qui les rend hautement souhaitables dans l'industrie électronique d'aujourd'hui.
L'avantages de Ball Grid Array
- Densités de broches plus élevées
Les packages BGA permettent des densités de broches plus élevées, permettant l'intégration de plus de fonctionnalités dans des packages plus petits. L'utilisation d'un réseau de billes de soudure sur la face inférieure du boîtier fournit un plus grand nombre de points de connexion, maximiser l'espace de conseil disponible. Cela rend les BGA idéaux pour les applications où l'espace est limité, comme les appareils portables ou les circuits imprimés densément peuplés.
- Performances électriques améliorées
Les boîtiers BGA offrent des performances électriques améliorées par rapport aux méthodes de conditionnement conventionnelles. La conception des BGA permet des trajets de signal plus courts, réduire l'inductance, capacitance, et résistance. Cela se traduit par des vitesses de signal plus élevées et une meilleure intégrité du signal, ce qui les rend adaptés aux applications à grande vitesse. La réduction des pertes électriques dans les BGA contribue à l'amélioration des performances globales du système.
- Facilité de fabrication
Les boîtiers BGA sont bien adaptés aux processus de fabrication automatisés. Le réseau cohérent de billes de soudure sur la face inférieure du boîtier simplifie le processus de placement et de soudure, réduire le temps d'assemblage et améliorer l'efficacité de la production. Les packages BGA peuvent être traités à l'aide de technologie de montage en surface (SMT) équipement, les rendre compatibles avec les procédés de fabrication standards.
- Flexibilité de conception
Les packages BGA offrent une flexibilité de conception, permettant des capacités améliorées et une taille compacte. La taille compacte des BGA permet aux concepteurs de créer des, des appareils électroniques plus élégants sans compromettre les performances. en outre, la possibilité d'acheminer des signaux haute densité et des plans d'alimentation sous le boîtier simplifie la disposition de la carte et facilite la conception de circuits plus efficaces.
- Coûts réduits
Alors qu'au départ, les packages BGA peuvent sembler plus chers que certaines options d'emballage traditionnelles, ils offrent des avantages de coûts à long terme. Les densités de broches plus élevées et les tailles de boîtier plus petites des BGA contribuent à réduire les coûts de matériel et les besoins en espace carte. aditionellement, l'amélioration des performances électriques et des caractéristiques thermiques des BGA peut entraîner des économies globales sur les coûts du système en permettant une plus grande efficacité et en réduisant le besoin de mesures de refroidissement supplémentaires.
Liste des types de packages BGA courants
-
BGA en plastique (PBGA)
Le Plastic Ball Grid Array est un type de boîtier BGA avec un corps en plastique. Il combine OMPAC (support de réseau de coussinets surmoulés) et GTPAC (glob au support de matrice de pad) technologies pour fournir une solution rentable et à haute densité. Le noyau du PBGA est constitué de bismaléimide triazine (BT) résine. Avec une gamme d'environ 200 à 500 des balles, ce type de BGA est polyvalent et adapté à une large gamme d'applications.
-
Céramique BGA (CBGA)
Le matériau de base du substrat est la céramique, ce qui les rend bien adaptés à la technologie des puces à microprocesseur informatique. Contrairement au câblage filaire, les BGA en céramique utilisent le “Flip Chip” méthode d'interconnexion et utilisation d'un ensemble multicouche. Par rapport aux PBGA basés sur FR-4, les BGA en céramique ont un coefficient de dilatation thermique plus faible (CTE), entraînant une réduction des contraintes sur les joints de soudure.
-
Bande BGA (TBGA)
Le package TBGA trouve son application dans des scénarios qui nécessitent une solution BGA plus fine. Les boîtiers TBGA offrent une alternative plus fine aux BGA conventionnels, garantissant des performances électriques et thermiques optimales. Lorsqu'il s'agit d'assembler face vers le haut, la liaison par fil est utilisée, tandis que la technologie flip chip est utilisée pour l'assemblage face vers le bas. Les TBGA excellent dans la dissipation thermique, présentent une fiabilité exceptionnelle au niveau du circuit imprimé, maintenir un plan plat sur une large plage de températures, et présentent des lignes et un espacement de substrat fins. Ces attributs distinguent les TBGA des PBGA, notamment en termes de câblage.
-
Flip Puce BGA (FC-BGA)
Les packages FCBGA utilisent la technologie flip-chip, où le circuit intégré est inversé et monté face vers le bas sur le substrat. Cela permet des longueurs d'interconnexion plus courtes, réduire les pertes électriques et permettre des vitesses plus élevées. Les FCBGA sont couramment utilisés dans les applications qui nécessitent un emballage haute performance et haute densité, tels que les processeurs à grande vitesse et les cartes graphiques.
-
Métal BGA (MBGA)
Les MBGA sont dotés d'un matériau de base de substrat en cuivre/polyimide, ce qui les distingue des BGA traditionnels qui utilisent des isolants en résine époxy. Cette composition unique améliore considérablement les propriétés de conduction électrique des MBGA, les amenant à de nouveaux niveaux de performance. La planéité de la surface en polyimide facilite la mise en œuvre de motifs de pas d'ailettes complexes, permettant des conceptions de circuits optimisées. Les MBGA sont très fiables et excellent dans le fonctionnement à des fréquences plus élevées, surtout au-dessus 500 MHz. Les puces des MBGA sont positionnées face vers le bas et utilisent des techniques de connexion par fil à des fins d'interconnexion.
-
Micro-BGA
Micro BGA est une technologie de boîtier compact à montage en surface utilisée dans l'assemblage de circuits intégrés (CI) et composants électroniques. Il présente un faible encombrement et utilise un réseau de minuscules billes de soudure sous le boîtier pour fournir des connexions électriques et un support mécanique.. Les boîtiers Micro BGA sont idéaux pour les applications avec un espace limité et des exigences élevées en matière de nombre de broches, car ils permettent un montage haute densité sur des cartes de circuits imprimés (PCB). Ils sont couramment utilisés dans les appareils mobiles, ordinateurs portables, et autres appareils électroniques compacts.
Facteurs à prendre en compte lors du choix des packages BGA
Choisir un package adapté aux besoins et contraintes spécifiques de votre projet peut garantir des performances et une fiabilité optimales. Et il y a plusieurs facteurs cruciaux à prendre en compte lors du choix d'un package BGA:
Taille du paquet: La taille du package BGA doit être compatible avec l'espace carte disponible et le niveau d'intégration souhaité.
Nombre de broches: Le nombre de broches requises pour votre application doit être pris en compte lors du choix d'un package BGA. Les packages à plus grand nombre de broches offrent plus de capacités d'E/S, mais peuvent nécessiter une plus grande empreinte de carte.
Caractéristiques thermiques: Les capacités de conductivité thermique et de dissipation du boîtier BGA doivent correspondre aux exigences thermiques du circuit intégré et du système.
Exigences électriques: Considérez les exigences de performance électrique de votre application, comme l'intégrité du signal, bruit, et considérations de puissance. Différents packages BGA peuvent avoir des caractéristiques électriques différentes.
Fiabilité: Évaluer la fiabilité et la robustesse du package BGA, surtout si votre application est exposée à des conditions environnementales difficiles ou subit des contraintes mécaniques. Les emballages en céramique sont généralement plus robustes et fiables que les emballages en plastique.
Travailler avec un Expérimenté Fabricant
Travailler avec un sous-traitant expérimenté dans la gestion des packages BGA est crucial. L'assemblage BGA nécessite un équipement spécialisé, compétence, et contrôle de processus. Un fabricant expérimenté comprendra les défis uniques associés à l'assemblage de BGA, tels que le placement précis de la balle, gestion de la chaleur, et assurer une bonne intégrité du joint de soudure. Ils peuvent offrir des conseils précieux et atténuer les risques potentiels, assurer une intégration réussie de BGA dans votre produit. Technologie MOKO, un important fabricant de PCB basé en Chine, se spécialise dans la livraison fiable Services d'assemblage de circuits imprimés BGA. Grâce à notre expertise dans la gestion d'une large gamme de packages BGA, nous assurons des procédures de test méticuleuses pour respecter les normes de qualité les plus élevées. Nous contacter pour connaître plus de détails.
