Array ya gridi ya mpira ni nini (BGA)?Faida, aina, mchakato wa kusanyiko
2024-09-09 2631

Vifurushi vya Gridi ya Gridi ya Mpira (BGA) vimekuwa maarufu sana katika umeme, haswa kwa mizunguko iliyojumuishwa ya uso (SMD ICs) ambayo inahitaji miunganisho mingi katika nafasi ndogo.Tofauti na miundo ya zamani, ambayo huweka miunganisho karibu na kingo za chip, BGA hutumia chini ya chip kwa miunganisho.Hii inafanya iwe rahisi kubuni bodi za mzunguko zilizochapishwa (PCB) kwa kupunguza clutter na kuruhusu mpangilio zaidi wa kompakt.Nakala hii inachunguza kwa nini vifurushi vya BGA vinapendelea, faida wanazotoa, V ariat ions ya miundo ya BGA, na changamoto zinazowakabili wakati wa kusanyiko na kufanya kazi tena.Ikiwa ni katika vifaa vya elektroniki vya watumiaji au matumizi ya viwandani, teknolojia ya BGA inaboresha muundo na utengenezaji wa mzunguko.

Katalogi

Kielelezo 1: safu ya gridi ya mpira (BGA)

Kwa nini vifurushi vya Gridi ya Mpira (BGA) vinapendelea?

Safu ya gridi ya mpira (BGA) ni aina ya ufungaji wa uso uliotumiwa kwa mizunguko iliyojumuishwa (ICS).Inaangazia mipira ya kuuza chini ya chip badala ya pini za jadi ambazo hufanya iwe bora kwa vifaa ambavyo vinahitaji wiani wa unganisho la juu katika nafasi ndogo.Vifurushi vya Gridi ya Gridi ya Mpira (BGA) vinawakilisha uboreshaji mkubwa juu ya muundo wa zamani wa pakiti ya Quad Flat (QFP) katika utengenezaji wa vifaa vya umeme.QFPs, na pini zao nyembamba na zilizo na nafasi, zina hatari ya kupiga au kuvunja.Inafanya matengenezo kuwa ngumu na ya gharama kubwa, haswa kwa mizunguko iliyo na pini nyingi.

Pini zilizojaa kwa karibu kwenye QFPs pia husababisha shida wakati wa muundo wa bodi za mzunguko zilizochapishwa (PCBs).Nafasi nyembamba zinaweza kusababisha msongamano wa kufuatilia, na kuifanya iwe ngumu kwa miunganisho ya njia vizuri.Msongamano huu unaweza kuumiza mpangilio na utendaji wa mzunguko.Kwa kuongezea, usahihi unaohitajika kwa pini za QFP za kuuza huongeza hatari ya kuunda madaraja yasiyotakikana kati ya pini, na kusababisha mzunguko huo kutofanya kazi.

Vifurushi vya BGA vinatatua maswala haya mengi.Badala ya pini dhaifu, BGAS hutumia mipira ya kuuza iliyowekwa chini ya chip ambayo hupunguza nafasi ya uharibifu wa mwili na inaruhusu muundo wa PCB zaidi, ulio chini.Mpangilio huu hufanya iwe rahisi kutengeneza, wakati pia inaboresha kuegemea kwa viungo vya solder.Kama matokeo, BGAs zimekuwa kiwango cha tasnia.Kutumia zana na mbinu maalum, teknolojia ya BGA sio tu kurahisisha mchakato wa utengenezaji lakini pia huongeza muundo wa jumla na utendaji wa vifaa vya elektroniki.

Faida za Teknolojia ya Gridi ya Mpira (BGA)

Teknolojia ya safu ya gridi ya mpira (BGA) imebadilisha njia ya mizunguko iliyojumuishwa (ICS) imewekwa.Hiyo inasababisha maboresho katika utendaji na ufanisi.Viongezeo hivi sio tu vinaboresha mchakato wa utengenezaji lakini pia hufaidi utendaji wa vifaa vinavyotumia mizunguko hii.

Kielelezo 2: safu ya gridi ya mpira (BGA)

Moja ya faida za ufungaji wa BGA ni matumizi yake bora ya nafasi kwenye bodi za mzunguko zilizochapishwa (PCBs).Vifurushi vya jadi huweka viunganisho karibu na kingo za chip, kuchukua chumba zaidi.Vifurushi vya BGA, hata hivyo, huweka mipira ya solder chini ya chip, ambayo huweka nafasi muhimu kwenye bodi.

BGAS pia hutoa utendaji bora wa mafuta na umeme.Ubunifu huo huruhusu ndege za nguvu na ardhi, kupunguza inductance na kuhakikisha ishara za umeme safi.Hii inasababisha uadilifu wa ishara ulioboreshwa, ambayo ni muhimu katika matumizi ya kasi kubwa.Pamoja, mpangilio wa vifurushi vya BGA huwezesha utaftaji bora wa joto, kuzuia overheating katika umeme ambao hutoa joto nyingi wakati wa operesheni, kama vile wasindikaji na kadi za picha.

Mchakato wa kusanyiko kwa vifurushi vya BGA pia ni wazi zaidi.Badala ya kuhitaji pini ndogo za solder kando ya chip, mipira ya solder chini ya kifurushi cha BGA hutoa unganisho lenye nguvu zaidi na la kuaminika.Hii husababisha kasoro chache wakati wa utengenezaji na inachangia ufanisi mkubwa wa uzalishaji, haswa katika mazingira ya uzalishaji wa wingi.

Faida nyingine ya teknolojia ya BGA ni uwezo wake wa kusaidia miundo ya kifaa cha Slimmer.Vifurushi vya BGA ni nyembamba kuliko miundo ya zamani ya chip ambayo inaruhusu wazalishaji kuunda vifaa nyembamba, vifaa vyenye kompakt zaidi bila kutoa sadaka.Hii ni muhimu sana kwa vifaa vya elektroniki vya portable kama smartphones & laptops, ambapo saizi na uzito ni sababu muhimu.

Mbali na ujumuishaji wao, vifurushi vya BGA hufanya matengenezo na matengenezo iwe rahisi.Pedi kubwa za kuuza chini ya chip hurahisisha mchakato wa kurekebisha au kusasisha bodi, ambayo inaweza kupanua maisha ya kifaa.Hii ni ya faida kwa vifaa vya hali ya juu ambayo inahitaji kuegemea kwa muda mrefu.

Kwa jumla, mchanganyiko wa muundo wa kuokoa nafasi, utendaji ulioboreshwa, utengenezaji rahisi, na matengenezo rahisi yamefanya teknolojia ya BGA kuwa chaguo linalopendelea kwa vifaa vya elektroniki vya kisasa.Ikiwa ni katika vifaa vya watumiaji au matumizi ya viwandani, BGAs hutoa suluhisho la kuaminika na bora kwa mahitaji ya elektroniki ya leo.

Kuelewa kifurushi cha safu ya gridi ya mpira (BGA)

Tofauti na njia ya zamani ya pakiti ya gorofa ya quad (QFP) ambayo inaunganisha pini kando ya chip, BGA hutumia chini ya chip kwa miunganisho.Mpangilio huu huweka nafasi na inaruhusu matumizi bora ya bodi, epuka vizuizi vinavyohusiana na saizi ya pini na nafasi.

Katika kifurushi cha BGA, miunganisho imepangwa katika gridi ya taifa chini ya chip.Badala ya pini za jadi, mipira ndogo ya kuuza hutumiwa kuunda miunganisho.Mipira hii ya solder inalingana na pedi zinazolingana za shaba kwenye bodi ya mzunguko iliyochapishwa (PCB), na kuunda sehemu za mawasiliano na za kuaminika wakati chip imewekwa.Muundo huu sio tu unaboresha uimara wa unganisho lakini pia hurahisisha mchakato wa kusanyiko, kwa kuwa kulinganisha na kuunga vifaa ni wazi zaidi.

Moja ya faida za vifurushi vya BGA ni uwezo wao wa kusimamia joto vizuri zaidi.Kwa kupunguza upinzani wa mafuta kati ya chip ya silicon & PCB, BGAs husaidia kumaliza joto kwa ufanisi zaidi.Hii ni muhimu sana katika umeme wa utendaji wa hali ya juu, ambapo kusimamia joto ni muhimu kwa kudumisha operesheni thabiti na kupanua maisha ya vifaa.

Faida nyingine ni mwongozo mfupi kati ya Chip & Bodi, shukrani kwa mpangilio ulio chini ya mtoaji wa chip.Hii inapunguza inductance ya risasi, kuboresha uadilifu wa ishara na utendaji wa jumla.Kwa hivyo, hufanya vifurushi vya BGA chaguo linalopendekezwa kwa vifaa vya kisasa vya elektroniki.

Lahaja tofauti za vifurushi vya safu ya gridi ya mpira (BGA)

Kielelezo 3: kifurushi cha safu ya gridi ya mpira (BGA)

Teknolojia ya ufungaji wa gridi ya mpira (BGA) imeibuka kushughulikia mahitaji anuwai ya vifaa vya elektroniki vya kisasa, kutoka kwa utendaji na gharama hadi saizi na usimamizi wa joto.Mahitaji haya anuwai yamesababisha kuundwa kwa anuwai kadhaa za BGA.

Mchakato wa Mchakato wa Mchakato wa Mchakato wa Mpira (MAPBGA) imeundwa kwa vifaa ambavyo havihitaji utendaji uliokithiri lakini bado vinahitaji kuegemea na ujumuishaji.Lahaja hii ni ya gharama nafuu, na inductance ya chini, na kuifanya iwe rahisi kuweka uso.Saizi yake ndogo na uimara hufanya iwe chaguo la vitendo kwa anuwai ya chini ya umeme wa katikati.

Kwa vifaa vinavyohitaji zaidi, safu ya gridi ya mpira wa plastiki (PBGA) inatoa huduma zilizoboreshwa.Kama MAPBGA, hutoa inductance ya chini na kuweka rahisi, lakini kwa tabaka za shaba zilizoongezwa kwenye substrate kushughulikia mahitaji ya juu ya nguvu.Hii inafanya PBGA kuwa nzuri kwa vifaa vya katikati hadi vya utendaji ambavyo vinahitaji utaftaji mzuri wa nguvu wakati wa kudumisha kuegemea kwa kutegemewa.

Wakati wa kusimamia joto ni wasiwasi, safu ya gridi ya gridi ya plastiki iliyoimarishwa (TEPBGA).Inatumia ndege nene za shaba ndani ya substrate yake ili kuteka joto mbali na chip, kuhakikisha kuwa vifaa vya nyeti hufanya kazi katika utendaji wa kilele.Lahaja hii ni bora kwa matumizi ambapo usimamizi mzuri wa mafuta ni kipaumbele cha juu.

Safu ya gridi ya mpira wa mkanda (TBGA) imeundwa kwa matumizi ya utendaji wa hali ya juu ambapo usimamizi bora wa joto unahitajika lakini nafasi ni mdogo.Utendaji wake wa mafuta ni wa kipekee bila hitaji la heatsink ya nje, na kuifanya kuwa bora kwa makusanyiko ya kompakt katika vifaa vya mwisho.

Katika hali ambapo nafasi inazuiliwa sana, teknolojia ya kifurushi (POP) hutoa suluhisho la ubunifu.Inaruhusu kuweka vifaa vingi, kama vile kuweka moduli ya kumbukumbu moja kwa moja juu ya processor, kuongeza utendaji ndani ya alama ndogo sana.Hii inafanya POP kuwa muhimu sana katika vifaa ambapo nafasi iko kwenye malipo, kama simu mahiri au vidonge.

Kwa vifaa vya Ultra-Compact, lahaja ya Microbga inapatikana katika vibanda vidogo kama 0.65, 0.75, & 0.8mm.Saizi yake ndogo inaruhusu iwe sawa na vifaa vya umeme vilivyojaa, na kuifanya kuwa chaguo linalopendelea kwa vifaa vilivyojumuishwa sana ambapo kila hesabu ya millimeter.

Kila moja ya anuwai hizi za BGA zinaonyesha kubadilika kwa teknolojia ya BGA, kutoa suluhisho zilizoundwa kukidhi mahitaji yanayobadilika ya tasnia ya umeme.Ikiwa ni ufanisi wa gharama, usimamizi wa mafuta, au utaftaji wa nafasi, kuna kifurushi cha BGA kinachofaa kwa matumizi yoyote.

Mchakato wa mkutano wa gridi ya mpira (BGA)

Wakati vifurushi vya Gridi ya Mpira (BGA) vilianzishwa kwanza, kulikuwa na wasiwasi juu ya jinsi ya kukusanyika kwa uhakika.Vifurushi vya Teknolojia ya Mount Mount ya Jadi (SMT) vilikuwa na pedi zinazopatikana kwa uuzaji rahisi, lakini BGAS iliwasilisha changamoto tofauti kwa sababu ya miunganisho yao kuwa chini ya kifurushi.Hii ilizua mashaka juu ya ikiwa BGAs zinaweza kuuzwa kwa uhakika wakati wa uzalishaji.Walakini, wasiwasi huu uliwekwa haraka wakati iligunduliwa kuwa mbinu za kawaida za kuuza tena zilikuwa na ufanisi sana katika kukusanya BGAs, na kusababisha viungo vya kuaminika kila wakati.

Kielelezo 4: Mkutano wa safu ya gridi ya mpira

Mchakato wa kuuza BGA hutegemea udhibiti sahihi wa joto.Wakati wa refrew soldering, kusanyiko lote limekamilika kwa usawa, pamoja na mipira ya solder chini ya kifurushi cha BGA.Mipira hii ya kuuza imefungwa kabla na kiwango halisi cha solder kinachohitajika kwa unganisho.Wakati joto linapoongezeka, muuzaji anayeyuka na kuunda unganisho.Mvutano wa uso husaidia kifurushi cha BGA kujilinganisha na pedi zinazolingana kwenye bodi ya mzunguko.Mvutano wa uso hufanya kama mwongozo, kuhakikisha kuwa mipira ya solder inakaa mahali wakati wa joto.

Wakati muuzaji anapooza, hupitia awamu fupi ambapo inabaki kuyeyushwa kwa sehemu.Hii ni muhimu kwa kuruhusu kila mpira wa solder kutulia katika nafasi yake sahihi bila kuunganishwa na mipira ya jirani.Aloi maalum inayotumika kwa muuzaji na mchakato wa baridi uliodhibitiwa unahakikisha viungo vya kuuza vinaunda kwa usahihi na kudumisha kujitenga.Kiwango hiki cha udhibiti husaidia kwa mafanikio ya mkutano wa BGA.

Kwa miaka mingi, njia zinazotumiwa kukusanyika vifurushi vya BGA zimesafishwa na kusawazishwa, na kuzifanya kuwa sehemu muhimu ya utengenezaji wa vifaa vya elektroniki vya kisasa.Leo, michakato hii ya kusanyiko imeingizwa kwa mshono katika mistari ya utengenezaji, na wasiwasi wa awali juu ya kuegemea kwa BGAs umepotea sana.Kama matokeo, vifurushi vya BGA sasa vinachukuliwa kuwa chaguo la kutegemewa na ufanisi kwa miundo ya bidhaa za elektroniki, kutoa uimara na usahihi wa mzunguko tata.

Changamoto na suluhisho

Changamoto moja kubwa na vifaa vya Gridi ya Gridi ya Mpira (BGA) ni kwamba miunganisho iliyouzwa imefichwa chini ya chip.Hiyo inawafanya kuwa vigumu kukagua kuibua kwa kutumia njia za jadi za macho.Hapo awali ilizua wasiwasi juu ya kuegemea kwa makusanyiko ya BGA.Kujibu, wazalishaji wameweka vizuri michakato yao ya kuuza, kuhakikisha kuwa joto linatumika sawasawa katika kusanyiko.Usambazaji huu wa joto unahitajika kwa kuyeyusha mipira yote ya kuuza vizuri na kupata miunganisho thabiti katika kila hatua ndani ya gridi ya BGA.

Wakati upimaji wa umeme unaweza kudhibitisha ikiwa kifaa hicho kinafanya kazi, haitoshi kuhakikisha kuegemea kwa muda mrefu.Uunganisho unaweza kuonekana kuwa wa umeme wakati wa vipimo vya awali, lakini ikiwa kiungo cha kuuza ni dhaifu au kimeundwa vibaya, kinaweza kushindwa kwa wakati.Ili kushughulikia hii, ukaguzi wa X-ray imekuwa njia ya kuthibitisha uadilifu wa viungo vya kuuza vya BGA.X-rays hutoa kuangalia kwa undani miunganisho iliyouzwa chini ya chip, ikiruhusu mafundi kuona maswala yoyote yanayowezekana.Na mipangilio sahihi ya joto na njia sahihi za kuuza, BGAs kawaida huonyesha viungo vya hali ya juu, kuongeza uaminifu wa jumla wa kusanyiko.

Kufanya tena bodi zilizo na vifaa vya BGA

Kufanya kazi tena bodi ya mzunguko ambayo hutumia BGAs inaweza kuwa mchakato dhaifu na ngumu, mara nyingi huhitaji zana na mbinu maalum.Hatua ya kwanza ya kufanya kazi tena inajumuisha kuondoa BGA mbaya.Hii inafanywa kwa kutumia joto la ndani moja kwa moja kwa muuzaji chini ya chip.Vituo maalum vya rework vimewekwa na hita za infrared ili kuwasha kwa uangalifu BGA, thermocouples kufuatilia hali ya joto, na chombo cha utupu kuinua chip mara tu muuzaji atakapoyeyuka.Ni muhimu kudhibiti inapokanzwa ili BGA tu iliyoathiriwa, kuzuia uharibifu wa vifaa vya karibu.

Kukarabati na kurudisha nyuma kwa BGAS

Baada ya BGA kuondolewa, inaweza kubadilishwa na sehemu mpya au, katika hali nyingine, iliyorekebishwa.Njia ya kawaida ya kukarabati ni kurudisha nyuma ambayo inajumuisha kuchukua nafasi ya mipira ya kuuza kwenye BGA ambayo bado inafanya kazi.Hii ni chaguo la gharama kubwa kwa chips za gharama kubwa, kwani inaruhusu sehemu hiyo kutumika tena badala ya kutupwa.Kampuni nyingi hutoa huduma na vifaa maalum kwa reballing ya BGA, kusaidia kupanua maisha ya vifaa muhimu.

Licha ya wasiwasi wa mapema juu ya ugumu wa kukagua viungo vya kuuza vya BGA, teknolojia hiyo imepiga hatua kubwa.Ubunifu katika muundo wa Bodi ya Duru iliyochapishwa (PCB), mbinu bora za kuuza kama vile infrared Refrow, na ujumuishaji wa njia za ukaguzi wa X-ray zote zimechangia kusuluhisha changamoto za awali zinazohusiana na BGAs.Kwa kuongezea, maendeleo katika Mbinu za Rework & Urekebishaji yamehakikisha kuwa BGAs zinaweza kutumika kwa uhakika katika matumizi anuwai.Maboresho haya yaliongezea ubora na utegemezi wa bidhaa zinazojumuisha teknolojia ya BGA.

Hitimisho

Kupitishwa kwa vifurushi vya Gridi ya Gridi ya Mpira (BGA) katika vifaa vya elektroniki vya kisasa vimeendeshwa na faida zao nyingi, pamoja na usimamizi bora wa mafuta, ugumu wa kusanyiko, na muundo wa kuokoa nafasi.Kushinda changamoto za awali kama vile Viungo vya Siri ya Siri na Ugumu wa Kufanya kazi, Teknolojia ya BGA imekuwa chaguo linalopendelea katika matumizi tofauti.Kutoka kwa vifaa vya rununu vya kompakt hadi mifumo ya kompyuta ya hali ya juu, vifurushi vya BGA hutoa suluhisho la kuaminika na bora kwa vifaa vya elektroniki vya leo.