Pemanasan Kemasan BGA dan Pemeriksaan Sinar X Dijelaskan

Karena perangkat elektronik terus menyusut dalam ukuran sementara tumbuh dalam kompleksitas fungsional,Kemajuan dalam teknologi Very Large Scale Integration (VLSI) telah menempatkan tuntutan yang meningkat pada jumlah antarmuka input/output (I/O) dan dimensi komponenBall Grid Array (BGA) packaging telah muncul sebagai solusi ideal untuk memenuhi tantangan ini, menawarkan interkoneksi kepadatan tinggi dan keuntungan miniaturisasi.

Sirkuit terintegrasi BGA, mulai dari hanya beberapa pin hingga lebih dari lima ratus, telah tersebar luas dalam produk modern termasuk perangkat seluler, komputer pribadi, dan berbagai peralatan komunikasi.Artikel ini mengeksplorasi teknologi kemasan BGA secara mendalam, mencakup konsep dasar, karakteristik, jenis, proses pengelasan, dan teknik inspeksi sinar-X.

Kemasan BGA dan PoP: Konsep Terjelaskan

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)Bola solder ini terhubung ke chip melalui kabel logam, memungkinkan transmisi sinyal antara chip dan PCB.

Ada dua struktur paket BGA yang umum:

• Wire Bond BGA:Dalam konfigurasi ini, chip terhubung ke substrat melalui kawat logam halus, yang kemudian rute ke array bola solder melalui jejak logam pada substrat.
• Flip Chip BGA:Desain ini memasang chip langsung terbalik pada substrat, menghubungkan melalui bola solder tanpa ikatan kawat.meningkatkan kecepatan transmisi sinyal.

Dibandingkan dengan dual in-line (DIP) tradisional atau paket datar, BGA menawarkan lebih banyak koneksi I / O dan jarak chip-to-solder-ball yang lebih pendek, memberikan kinerja yang unggul dalam aplikasi frekuensi tinggi.

Paket pada Paket (PoP) Teknologi

Paket pada Paket (PoP) adalah teknologi stacking yang mengintegrasikan beberapa chip atau komponen dalam satu paket. PoP memungkinkan kombinasi perangkat logika dan chip memori,seperti pemasangan prosesor dengan modul memoriPendekatan ini secara signifikan mengurangi kebutuhan ruang PCB sambil meminimalkan masalah integritas sinyal, sehingga meningkatkan kinerja keseluruhan papan. Namun, kemasan PoP membawa biaya yang lebih tinggi.

Keuntungan PoP:

• Ukuran komponen yang berkurang
• Biaya keseluruhan yang lebih rendah
• Kompleksitas papan sirkuit sederhana

Di antara semua jenis kemasan, BGA tetap menjadi pilihan industri yang paling populer untuk perangkat I/O tinggi.

Karakteristik Utama Kemasan BGA

Penerapan kemasan BGA secara luas berasal dari fitur-fiturnya yang luar biasa:

• Jumlah pin tinggi:Menampung banyak pin I/O untuk desain sirkuit yang kompleks
• Tidak ada masalah lentur pin:Sambungan bola solder menghilangkan masalah deformasi pin tradisional
• Kepadatan interkoneksi yang tinggi:Pengaturan bola solder yang ketat memungkinkan miniaturisasi yang lebih besar
• Ruang papan yang berkurang:Menempati area yang lebih kecil daripada paket lain dengan jumlah I/O yang setara
• Induktansi rendah:Jalur koneksi yang lebih pendek meningkatkan kualitas sinyal
• Sifat penyesuaian diri:Ketegangan permukaan bola solder cair secara otomatis mengoreksi penempatan selama aliran kembali
• Resistensi termal rendah:Meningkatkan disipasi panas untuk mencegah overheating

Varietas Paket BGA

Pasar menawarkan beberapa jenis paket BGA, termasuk:

• Plastik BGA (PBGA):Fitur-fitur penutup plastik, substrat laminasi kaca-epoxy, dan jejak tembaga yang terukir dengan bola solder yang sudah dibentuk
• Performa termal tinggi BGA (HLPBGA):Mengintegrasikan tutup logam untuk disipasi panas yang ditingkatkan dengan desain profil rendah
• Pita BGA (TBGA):Menggunakan substrat fleksibel yang menawarkan sifat listrik dan mekanik yang sangat baik
• BGA Berkinerja Tinggi (H-PBGA):Dirancang untuk aplikasi bertenaga tinggi dengan manajemen termal yang unggul

Proses Pemanasan BGA

Pada saat perakitan PCB, komponen BGA mengalami pengelasan di oven reflow di mana bola pengelasan meleleh untuk membentuk koneksi listrik.

Pertimbangan soldering penting:

• Pemanasan yang cukup memastikan peleburan lengkap dari semua bola solder untuk koneksi yang andal
• Ketegangan permukaan mempertahankan keselarasan paket sampai pengeras solder
• Komposisi paduan solder yang tepat dan kontrol suhu mencegah penggabungan bola sambil menjaga pemisahan

Inspeksi Bersama Solder BGA

Pemeriksaan optik konvensional tidak dapat mengevaluasi sendi solder BGA yang tersembunyi di bawah komponen.karena hanya memverifikasi konduktivitas pada saat pengujian tanpa memprediksi umur panjang sendi.

Pemeriksaan sinar-X:

Teknologi sinar-X memungkinkan pemeriksaan non-destruktif dari koneksi solder tersembunyi.menawarkan berbagai metodologi pengujian termasuk manual, pemeriksaan optik otomatis (AOI), dan pemeriksaan sinar-X otomatis.

Prosedur Pengolahan Ulang BGA

Komponen BGA yang rusak membutuhkan penghapusan yang cermat dengan pemanasan lokal untuk melelehkan sendi solder yang mendasarinya.dan mekanisme pengangkat vakumKontrol termal yang tepat melindungi komponen yang berdekatan selama proses rework.

Kesimpulan

Komponen BGA telah mendapatkan adopsi yang luas di industri elektronik untuk produksi massal dan aplikasi prototipe.Kemasan BGA secara efektif mengelola kompleksitas tata letak sambil menawarkan jumlah I/O yang lebih tinggi di ruang yang lebih kecil, desain elektronik yang kompak.