W dzisiejszej epoce napędzanej technologią, potrzeba kompaktowych i wydajnych urządzeń elektronicznych doprowadziła do rozwoju zaawansowanych technik pakowania. Jedną z takich innowacji, która zyskała na znaczeniu, jest pakiet BGA. Przewodność cieplna uległaby zmniejszeniu, gdyby istniało wiele warstw wewnętrznych i na odwrót, przyjrzymy się bliżej różnym typom pakietów BGA i udzielimy wskazówek, jak wybrać pakiet z tablicą kulkową, który spełnia specyficzne potrzeby Twojego projektu.
Co to jest układ siatki kulkowej (BGA)?
Tablica siatki kulowej (BGA) jest rodzajem układu scalonego (IC) technologia pakowania stosowana w urządzeniach elektronicznych. Jest to metoda pakowania do montażu powierzchniowego, w której układ scalony lub chip jest montowany bezpośrednio na płytce drukowanej. W pakiecie BGA, na dolnej powierzchni chipa znajduje się szereg małych kulek lutowniczych, zwykle wykonane ze stopów cyny i ołowiu lub bezołowiowych. Kulki lutownicze odgrywają kluczową rolę w ustanawianiu połączeń elektrycznych i mechanicznych pomiędzy chipem a płytką drukowaną. Liczba kulek lutowniczych może wahać się od kilkudziesięciu do kilku tysięcy, w zależności od wielkości i złożoności chipa. Pakiety BGA oferują wiele zalet w porównaniu ze starszymi technologiami, co czyni je wysoce pożądanymi w dzisiejszym przemyśle elektronicznym.
Przewagas układu siatki kulowej
- Większa gęstość pinów
Pakiety BGA pozwalają na większą gęstość pinów, umożliwiając integrację większej funkcjonalności w mniejszych pakietach. Zastosowanie szeregu kulek lutowniczych na spodniej stronie opakowania zapewnia większą liczbę punktów połączeń, maksymalizując dostępną przestrzeń na desce. Dzięki temu układy BGA idealnie nadają się do zastosowań, w których przestrzeń jest ograniczona, takich jak urządzenia przenośne lub gęsto zabudowane płytki drukowane.
- Poprawiona wydajność elektryczna
Pakiety BGA zapewniają lepszą wydajność elektryczną w porównaniu z konwencjonalnymi metodami pakowania. Konstrukcja BGA pozwala na krótsze ścieżki sygnału, zmniejszenie indukcyjności, pojemność, i opór. Skutkuje to większą szybkością sygnału i lepszą integralnością sygnału, dzięki czemu nadają się do zastosowań wymagających dużych prędkości. Zmniejszone straty elektryczne w układach BGA przyczyniają się do poprawy ogólnej wydajności systemu.
- Łatwość produkcji
Pakiety BGA doskonale nadają się do zautomatyzowanych procesów produkcyjnych. Spójny układ kulek lutowniczych na spodzie opakowania upraszcza umieszczanie i proces lutowania, skrócenie czasu montażu i zwiększenie wydajności produkcji. Pakiety BGA można obsługiwać za pomocą technologia montarzu powierzchniowego (SMT) ekwipunek, dzięki czemu są kompatybilne ze standardowymi procesami produkcyjnymi.
- Elastyczność projektowania
Pakiety BGA zapewniają elastyczność projektowania, co pozwala na zwiększenie możliwości i kompaktowy rozmiar. Kompaktowy rozmiar układów BGA umożliwia projektantom tworzenie mniejszych, bardziej eleganckie urządzenia elektroniczne bez utraty wydajności. Ponadto, możliwość kierowania sygnałów o dużej gęstości i płaszczyzn mocy pod obudową upraszcza układ płytki i ułatwia bardziej wydajne projektowanie obwodów.
- Obniżone koszty
Chociaż początkowo pakiety BGA mogą wydawać się droższe niż niektóre tradycyjne opcje opakowań, oferują długoterminowe korzyści kosztowe. Większa gęstość pinów i mniejsze rozmiary obudów BGA przyczyniają się do zmniejszenia kosztów materiałów i wymagań dotyczących miejsca na płytce. dodatkowo, ulepszona wydajność elektryczna i właściwości termiczne układów BGA mogą prowadzić do ogólnych oszczędności kosztów systemu, umożliwiając wyższą wydajność i zmniejszając potrzebę stosowania dodatkowych środków chłodzących.
Lista popularnych typów pakietów BGA
-
Plastikowe BGA (PBGA)
Plastic Ball Grid Array to rodzaj obudowy BGA z plastikową obudową. To łączy OMPAC (nad formowanym nośnikiem matrycy podkładek) i GTPAC (nośnik tablicy glob do pad) technologie, aby zapewnić opłacalne rozwiązanie o dużej gęstości. Rdzeń PBGA składa się z triazyny bismaleimidu (BT) żywica. Z szeregiem około 200 do 500 kulki, ten typ BGA jest wszechstronny i odpowiedni do szerokiego zakresu zastosowań.
-
Ceramiczne BGA (CBGA)
Podstawowym materiałem podłoża jest ceramika, dzięki czemu doskonale nadają się do stosowania w technologii mikroprocesorów komputerowych. W przeciwieństwie do łączenia drutowego, ceramiczne układy BGA wykorzystują “Odwróć chip” metodę wzajemnych połączeń i wykorzystanie pakietu wielowarstwowego. W porównaniu do PBGA opartych na FR-4, ceramiczne układy BGA mają niższy współczynnik rozszerzalności cieplnej (Szopa), co powoduje zmniejszenie naprężeń w połączeniach lutowanych.
-
Taśma BGA (TBGA)
Pakiet TBGA znajduje zastosowanie w scenariuszach wymagających cieńszego rozwiązania BGA. Pakiety TBGA stanowią cieńszą alternatywę dla konwencjonalnych układów BGA, zapewniając optymalną wydajność elektryczną i cieplną. Jeśli chodzi o montaż twarzą w twarz, stosuje się łączenie drutowe, podczas gdy przy montażu stroną zakrytą stosuje się technologię flip-chip. TBGA wyróżniają się rozpraszaniem ciepła, wykazują wyjątkową niezawodność na poziomie PCB, utrzymać płaską płaszczyznę w szerokim zakresie temperatur, i charakteryzują się drobnymi liniami podłoża i odstępami. Te atrybuty odróżniają TBGA od PBGA, szczególnie w zakresie łączenia przewodów.
-
Odwróć układ BGA (FC-BGA)
Pakiety FCBGA wykorzystują technologię flip-chip, gdzie układ scalony jest odwrócony i zamontowany na podłożu stroną skierowaną w dół. Pozwala to na krótsze długości połączeń międzysieciowych, zmniejszając straty elektryczne i umożliwiając wyższe prędkości. FCBGA są powszechnie stosowane w zastosowaniach wymagających opakowań o wysokiej wydajności i dużej gęstości, takich jak szybkie procesory i karty graficzne.
-
Metalowe BGA (MBGA)
MBGA zawierają materiał bazowy z miedzi/poliimidu, co odróżnia je od tradycyjnych układów BGA wykorzystujących izolatory z żywicy epoksydowej. Ta unikalna kompozycja znacząco poprawia właściwości przewodzenia elektrycznego MBGA, przenosząc je na nowy poziom wydajności. Płaskość powierzchni poliimidu ułatwia realizację skomplikowanych wzorów podziałki żeber, pozwalając na zoptymalizowane projekty obwodów. MBGA są wysoce niezawodne i doskonale sprawdzają się w pracy na wyższych częstotliwościach, szczególnie powyżej 500 MHz. Chipy w MBGA są umieszczone stroną zadrukowaną w dół i wykorzystują techniki łączenia przewodów do celów wzajemnych połączeń.
-
Mikro BGA
Micro BGA to kompaktowa technologia pakowania do montażu powierzchniowego stosowana przy montażu układów scalonych (układy scalone) i komponenty elektroniczne. Ma niewielką powierzchnię i wykorzystuje szereg maleńkich kulek lutowniczych pod obudową, aby zapewnić połączenia elektryczne i wsparcie mechaniczne. Pakiety Micro BGA są idealne do zastosowań o ograniczonej przestrzeni i wymaganiach dotyczących dużej liczby pinów, ponieważ pozwalają na montaż o dużej gęstości na płytkach drukowanych (PCB). Są powszechnie stosowane w urządzeniach mobilnych, laptopy, i inne kompaktowe urządzenia elektroniczne.
Czynniki, które należy wziąć pod uwagę przy wyborze pakietów BGA
Wybór pakietu dostosowanego do konkretnych potrzeb i ograniczeń projektu może zapewnić optymalną wydajność i niezawodność. Przy wyborze pakietu BGA należy wziąć pod uwagę kilka kluczowych czynników:
Wielkość paczki: Rozmiar pakietu BGA powinien być zgodny z dostępną przestrzenią na płytce i pożądanym poziomem integracji.
Liczba pinów: Przy wyborze pakietu BGA należy wziąć pod uwagę liczbę pinów wymaganych dla danej aplikacji. Pakiety z większą liczbą pinów oferują więcej możliwości we/wy, ale mogą wymagać większej powierzchni płyty.
Charakterystyka termiczna: Przewodność cieplna i możliwości rozpraszania pakietu BGA powinny odpowiadać wymaganiom termicznym układu scalonego i systemu.
Wymagania elektryczne: Weź pod uwagę wymagania dotyczące wydajności elektrycznej swojej aplikacji, takie jak integralność sygnału, hałas, i względy mocy. Różne pakiety BGA mogą mieć różne właściwości elektryczne.
Niezawodność: Oceń niezawodność i wytrzymałość pakietu BGA, zwłaszcza jeśli aplikacja jest narażona na trudne warunki środowiskowe lub podlega naprężeniom mechanicznym. Opakowania ceramiczne są na ogół bardziej wytrzymałe i niezawodne niż opakowania plastikowe.
Pracując z An Doświadczony Producent
Współpraca z producentem kontraktowym, doświadczonym w obsłudze pakietów BGA, jest kluczowa. Montaż BGA wymaga specjalistycznego sprzętu, ekspertyza, i kontrola procesu. Doświadczony producent zrozumie wyjątkowe wyzwania związane z montażem BGA, takie jak dokładne umieszczenie piłki, zarządzanie ciepłem, i zapewnienie właściwej integralności złącza lutowanego. Mogą zapewnić cenne wskazówki i złagodzić potencjalne ryzyko, zapewniając pomyślną integrację BGA z Twoim produktem. Technologia MOKO, wybitny producent płytek PCB z siedzibą w Chinach, specjalizuje się w dostarczaniu niezawodnych Usługi montażu PCB BGA. Dzięki naszemu doświadczeniu w obsłudze szerokiej gamy pakietów BGA, zapewniamy skrupulatne procedury testowe, aby zachować najwyższe standardy jakości. Skontaktuj się z nami poznać więcej szczegółów.
