Soluție de grilă cu bilă-Mărimea pasului se reduce semnificativ, deoarece dispozitivele electronice sunt din ce în ce mai mici și mai mici. Cererea este de a plasa componentele electronice pe o placă de circuit imprimată (PCB) similară cu modul în care se vor împacheta cerealele în urechile de porumb. Prin urmare, creșterea numărului de pini pe PCB a contribuit la invenția lipitului cu grilă cu bilă (BGA). L -ați găsi printre cele mai valoroase pachete de produse.
Cu toate acestea, v -ați întreba despre cea mai bună modalitate de a lipi BGA sau de modul în care defectele de lipit pot fi recunoscute și tratate. BGA în sine se micșorează ca mărime, iar bilele de lipit prăbușite sunt de nerecunoscut de ochiul liber. Acest articol abordează toate aceste puncte și multe altele. Să începem.
(Ilustrează un prim-plan al tehnologiei BGA pe un PCB)
1. Soluție de grilă cu bilă-Ce este BGA (Soluție cu bilă de grilă)
BGA este un dispozitiv de montare a suprafeței (SMD) care face conexiuni electrice printr -un aranjament de bile de lipit. Nu are cabluri, iar pachetul conține un ansamblu de sfere metalice construite din lipit și denumit bile de lipit. Ați găsi aceste bile de lipit atașate în partea din spate a pachetului BGA la un substrat laminat.
CIP-ul BGA este atașat la substrat prin intermediul tehnologiei FLIP-CIP sau legarea la sârmă. La interior, BGA are o urme conductoare interioare care se conectează între legăturile de substrat și cip. În plus, face și o conexiune între obligațiunile BGA și substrat. Puteți diferenția între un pachet BGA și alte pachete, uitându -vă la ace, deoarece BGA are bile metalice de lipit în loc de unghii. Aceste bile de lipit îi conferă un număr ridicat de plumb, care este chiar mai mult de 208.
În comparație cu alte pachete, BGA este la cerere în industriile care angajează dispozitive I/O ridicate. Următoarea secțiune discută în detaliu de ce ați prefera pachetul BGA decât alte pachete.
(Prezintă o vedere atentă a BGA IC)
2. Ball Grid Solding Liping – Caracteristici ale BGA
Avantaj:
Densitatea de urme mai mici îmbunătățește designul PCB: În pachete precum pachetele de quad plat, densitatea urmelor este considerabil ridicată pe măsură ce pinii se află în apropiere. Cu toate acestea, BGA rezolvă sau atenuează considerabil această problemă prin răspândirea contactelor pe întreaga suprafață a pachetului.
Pachet BGA accidentat: Ați ști că pachetele plate quad au pini sensibili, deoarece le puteți distruge rapid, chiar dacă sunteți foarte atenți. Mai mult, deoarece cârligele au un pas foarte mare, este aproape imposibil să reparați pinii îndoite. Cu toate acestea, nu există o astfel de problemă în BGA. În BGA, plăcuțele și bilele de lipit asigură conexiunile electrice, care nu sunt ușor de deteriorat.
Rezistență termică mai mică: Din nou, pachetul quad plat are o rezistență termică ridicată, dar BGA oferă o rezistență termică mult mai mică în cipul de siliciu. Dacă circuitul dvs. integrat BGA generează căldură, acesta va călători rapid și eficient de la pachet la suprafața PCB.
Packet plat quad (QFP)
Performanță îmbunătățită de mare viteză: În BGA, conductorii se află în partea de jos a transportatorului de cipuri. Înseamnă că lungimea cablurilor din interiorul cipului este mai mică. La rândul său, duce la un nivel mai scăzut de inductanță nedorită de plumb. Inductanța de plumb nedorită este responsabilă pentru denaturarea semnalelor nedorite în circuitele care funcționează la frecvență și viteză ridicată. Prin urmare, cu pachetele BGA, puteți obține performanțe ridicate în comparație cu egalii lor, Quad Flat Pack (QFP).
Grosimea pachetului redusă: Cu BGA, obțineți grosimea redusă și puteți fabrica fără efort PCB -uri pentru produse electronice subțiri, cum ar fi smartphone -uri.
Utilizarea practică a spațiului PCB: Puteți utiliza în mod productiv spațiul PCB cu cipuri BGA. Puteți face conexiuni electrice sub suprafața acestui cip SMD. Nu mai trebuie să limitați legăturile doar la periferia pachetelor SMD.
Puteți dezvolta pachete de circuite integrate mici: Dispozitivele SMD standard, cum ar fi rețelele cu grilă de pini și dual-in-line, aveau pini supraaglomerați, cu o zonă minusculă între ei. Acesta este un dezavantaj, deoarece puteți lipi accidental doi sau mai mulți pini împreună. Cu toate acestea, cu BGA-urile, nu veți întâmpina o astfel de problemă și veți fabrica cu ușurință pachete de circuite integrate mici.
(Se arată amprenta BGA pe PCB)
Dezavantaje:
Ei bine, știți că nu totul este perfect, așa că BGA vine cu câteva dezavantaje. În primul rând, dacă sunteți naiv și nu sunteți un expert în tratarea BGA-urilor, veți întâmpina dificultăți în proiectarea și realizarea circuitelor acestora. În al doilea rând, este uneori dificil să inspectezi defectele dintr-un pachet BGA. În al treilea rând, BGA-urile nu sunt ductile. În cele din urmă, are un cost ridicat, ceea ce poate fi sau nu un dezavantaj în funcție de bugetul dumneavoastră.
3. 3. Lipire Ball Grid Array – Tipuri comune de BGA
Soluție de grilă cu bilă–BGA din plastic
BGA-urile din plastic (PBGA) sunt cele mai solicitate BGA-uri datorită costului lor scăzut. Acestea au pasul bilelor de dimensiuni cuprinse între 1 mm și 1,27 mm. Veți găsi aceste BGA-uri învelite într-un substrat laminat din amestec de sticlă, un corp acoperit cu plastic și urme de cupru gravate. Cu ele, ați obține bile de lipit preformate și o stabilitate sporită a temperaturii.
Dacă vă întrebați care este aplicația lor, le puteți utiliza pentru dispozitive care necesită performanțe de nivel mediu și înalt. Astfel de dispozitive au nevoie de o inductanță scăzută, niveluri ridicate de fiabilitate și ușurință în montarea pe suprafață. Pungile de plastic au, de asemenea, straturi suplimentare de cupru, care pot ajuta la creșterea nivelului de disipare a puterii.
BGA ceramic
BGA-ul ceramic (CBGA) se numără printre cele mai vechi tipuri de BGA-uri. Se prezintă sub forma unui pachet ceramic de formă dreptunghiulară sau pătrată, care utilizează bile de lipit mai degrabă decât cabluri pentru producerea conexiunilor electrice externe. CBGA se află într-o grilă prezentă în partea din spate a corpului cutiei. Le puteți utiliza în laptopuri, sisteme de telecomunicații și în aplicații de dispozitive sub test.
Bandă flexibilă BGA
În acest tip de BGA, banda flexibilă, cipul și bilele de lipit se află în partea din spate a unui dispersor termic metalic. Acest dispersor termic servește drept suport și întăritor al pachetului BGA cu bandă flexibilă. Cipul este conectat la urmele benzii prin lipirea firelor și apoi este pus într-un înveliș. Dacă doriți să le comparați cu QPFA și PBGA, fiabilitatea, performanța electrică și termică a acestora este într-adevăr mai bună. Le puteți utiliza pentru soluții care necesită performanțe termice ridicate fără radiatoare.
BGA cu profil înalt și conductivitate termică ridicată cu partea superioară din metal
La fel ca și în cazul BGA-urilor flex tap, puteți obține performanțe electrice și termice mai ridicate cu BGA-urile cu vârf metalic cu profil înalt și conductivitate termică ridicată. Designul lor este oarecum similar cu cel al BGA-urilor cu bandă flexibilă. Cipul este atașat la partea din spate a unui slug sau a unui răspânditor de căldură, ajungând în partea superioară a pachetului. Prin urmare, datorită difuzorului de căldură din cupru care ajunge în partea superioară a pachetului, se obține o rezistență termică semnificativ mai mică, iar suprafața pachetului este liber disponibilă pentru fluxul de aer.
Dacă aveți nevoie să utilizați și un radiator sau alte dispozitive de gestionare termică pasivă sau activă, puteți cupla la acestea glisorul de căldură. Mai mult, dacă proiectați planuri de masă și de alimentare suplimentare, veți obține performanțe electrice îmbunătățite. Cu acest tip de pachet BGA, dezavantajul că pachetele BGA sunt dificil de inspectat nu mai este valabil. Suprafața sa superioară este foarte reflectorizantă, astfel încât sistemele de viziune oferă performanțe superioare atunci când se utilizează o sursă de iluminare difuză mai degrabă decât o sursă polarizată.
Ambalaj la scară de cip
Acest pachet BGA își primește numele, deoarece îl puteți proiecta în funcție de cerințele de mărime ale cipului. Orice pachet BGA este un pachet de scară de cip (CSP) dacă îndeplinește specificațiile dvs. de cip și este un dispozitiv de montare a suprafeței. Le puteți utiliza în smartphone -uri, dispozitive inteligente, laptopuri și alte dispozitive electronice compacte avansate.
4. Soluție de grilă cu bilă-Procesul de sudare BGA
4.1 Baza sudurii BGA
4.1.1 Temperatura de sudare
Trebuie să selectați temperatura de sudare potrivită și structura aliajului de lipit pentru sudarea sau lipirea dispozitivelor BGA. Ca un sfat rapid, vă puteți asigura că lipirea BGA Chip nu se topește în totalitate. S-ar putea să o lăsați într-o formă pe jumătate de lichid, permițând fiecărei mingi de lipit să rămână separate de alte bile de lipit.
(Demonstrează un tehnician care pune bile de lipit pe grundul cu bilă)
4.1.2 Set de sudare și mașină de sudare
Din fericire, o gamă largă de mașini de sudare și kituri de sudare sunt disponibile pentru BGA pe piața electronică. În această eră tehnologică, le puteți comanda și online. Poate doriți să luați în considerare următoarele caracteristici principale în timp ce achiziționați mașinile de sudare:
Acestea ar trebui să vă permită să vă montați manual, să lipiți, să vă desolid și să vă îndepărtați cipul BGA.
4.1.3 Curățați -vă bine PCB -ul
Bine, așa că acum aveți o mașină de sudare sau un kit și ați ales temperatura perfectă de sudare pentru a începe, încă nu este suficient. Înainte de a începe lipirea BGA, trebuie să curățați bine PCB și BGA. Pentru BGA, cerința este de a face suprafața netedă. Să vedem în secțiunea următoare cum le puteți curăța pas cu pas.
4.1.4 Soluție de grilă cu bilă–Metoda de curățare BGA
În primul rând, trebuie să poziționați BGA pe o placă conductivă și să adăugați o cantitate mică de pastă de lipit pe suprafața sa.
Apoi, utilizați fier de lipit și sârmă pentru a separa mingea de BGA. Lăsați fierul de lipit să lichideze bila de staniu și încălziți firul permeabil înainte de a muta linia de spălare pe suprafața BGA. În plus, ar trebui să vă asigurați că fierul de lipit nu provoacă prea multă presiune pe suprafață, deoarece poate duce la fisurarea suprafeței.
Utilizați alcool industrial pentru curățarea mișcării de suprafață BGA și de frecare pentru a elimina ajutorul de lipit de suprafață BGA. Adesea începe cu marginile și nu neglijați colțurile. Continuați și ștergeți. Folosiți un solvent curat pentru fiecare BGA.
Apoi, puteți verifica, de asemenea, suprafața BGA pentru orice bile de staniu neremovete și plăcuțe deteriorate folosind un microscop.
Curățați suprafața BGA cu o perie și spray deionizat. Acesta va ajuta la eliminarea suprafeței BGA rămase paste de lipit. Lăsați BGA în aer să se usuce. Testați de două ori suprafața BGA.
Pentru eliminarea umidității, coaceți BGA și PCB timp de 10 până la 20 de ore la 80 ℃ până la 90 ℃ temperatura într -un cuptor de temperatură constantă. Puteți regla timpul de coacere și temperatura în funcție de nivelul de umiditate.
Mai mult, purtați mănuși antistatice sau inele statice în toate operațiunile ulterioare pentru a preveni perturbarea inutilă a cipului din cauza electricității statice.
4.2 Soluție de grilă cu bilă–BGA Solder Solder Inspecție
Importanța inspecției comune de lipit
Producătorii de PCB nu utilizează metodele optice pentru a examina BGA, deoarece îmbinările de lipit sub componentele BGA nu sunt vizibile vizual. Evaluarea electrică nu este foarte exactă, deoarece arată doar conductivitatea electrică a THBGA doar în acel moment precis. Nu estimează viața soldatului. Îmbinarea de lipit se poate deteriora cu timpul.
Metoda de inspecție a razelor X.
Razele X monitorizează articulațiile de lipire ale BGA. Analiza cu raze X vă permite să vedeți la îmbinările de lipit de sub piese. În consecință, industriile utilizează pe scară largă tehnologia automată de inspecție a razelor X (AXI) pentru inspecția BGA.
4.3 Soluție de grilă cu bilă–Proces de sudare de bază al BGA
Una dintre problemele principale cu BGA a fost dacă ar putea oferi o operațiune de sudare sau lipire de succes. De asemenea, din moment ce cipul BGA are plăcuțe în loc de ace în partea din spate, este esențial să urmați o metodă de sudare adecvată.
Din fericire, tehnicile de sudare BGA au demonstrat că sunt mai eficiente decât pachetele standard quad. Trebuie doar să vă asigurați că configurați corect procesul. De acum, acest lucru înseamnă că prototipurile de asamblare a PCB și producția de asamblare a PCB la scară largă.
Înainte de a începe procesul de sudare BGA, trebuie să selectați cu atenție dimensiunea lipitului și a mingii și înălțimea prăbușită. Veți încălzi bilele de lipit, iar atunci când se topesc, tensiunea de suprafață le va permite să se potrivească corect BGA cu PCB. După aceea, lipirea se va răci și se va stabili, pregătind BGA PCB.
Cu toate acestea, această încălzire a bilelor de lipit nu este atât de simplă pe cât sună. Va trebui să utilizați metode de lipire Reflow în acest scop. Este crucial, deoarece trebuie să vă asigurați că lipitul de sub cipul BGA se topește. În acest scop, întregul ansamblu trebuie să depășească temperatura punctului de topire. În cele din urmă, numai procesele de reflow pot face acest lucru.
4.4 Soluție de grilă cu bilă–Reflow Soluție a BGA
Selecția fluxului: solubil în apă și fără curățare
Bine, așa că acum știți de ce trebuie să folosim o procedură de lipire Reflow, vom trece la ce tip de flux ar trebui să utilizați. Există în esență două forme de schimbare: solubil în apă și fără curățare. Puteți utiliza fluxul fără curățare dacă nu puteți spăla placa de circuit cu apă deionizată la etapele finale de lipit și de asamblare PCB. Este posibil să nu doriți să treceți placa de circuit dacă conține LCD-uri, cristale sau mai multe părți sensibile la apă.
Pe de altă parte, puteți utiliza fluxul solubil în apă atunci când intenționați să vă spălați PCB-ul cu apă deionizată. Este demn de remarcat faptul că tipul de flux definește nivelul de activitate între activitatea de schimbare și pasta de lipit, indiferent de tipul de flux pe care îl utilizați.
Selecție delimit
În cele din urmă, după selectarea fluxului, este esențial să alegeți lipirea potrivită. Reflow insuficient, schimbări inadecvate și imprimare scăzută cu stencil pot duce la eșecuri deschise ale bilei de lipit.
5. Soluție de grilă cu bilă–defecte de lipit în BGA
Tocmai am menționat cuvântul eșec de bilă de lipit deschis. Este un tip de defect de lipit și este, de asemenea, cunoscut ca o îmbinare de lipit disponibilă sau o bilă necontrolată. Cauza sa este căldura inadecvată în timpul reflowului. Conexiunea intermitentă BGA (BIC) este un alt tip de defect de lipit. Acesta are impact asupra tuturor dimensiunilor pasului și este extrem de periculos, deoarece este frecvent neregulat. Poate provoca pierderi de OEM mii de dolari ascunși în timpul de fabricație pierdut și întârzieri într -o eliberare a produsului.
Cu toate acestea, așa cum sugerează și numele său, BICS se prăbușește doar ocazional. Întrucât sunt greu de găsit, BICS va crea o reacție în lanț prin trimiterea dilemei evazive, dificil de tras, la mai multe grupuri de inginerie OEM și, în final, către Consiliul de Management.
Pe lângă bile și BIC-uri care nu sunt colapsate, trebuie să luați și pantaloni scurți, să deschideți și să crăpați bile BGA. Ca și în cazul bilelor și BIC-urilor care nu sunt colapsate, un profil termic slab pentru reflow provoacă aceste defecte.
Un profil termic definește intervalul de temperatură sub care veți încălzi un PCB în timpul lipitului de reflow și, de asemenea, timpul petrecut de bord la orice temperatură. Dacă conectați corect toate zonele de temperatură ale unui profil termic, rezultatul este un reflow complet. Puteți apoi să o verificați printr-o inspecție cu raze X BGA.
6. Soluție cu grilă cu minge
6.1 Soluție de grilă cu minge
Trebuie să vă actualizați dacă nu v -ați lipit corect pentru prima dată. Dacă nu utilizați reelaborarea pentru a elimina componenta, trebuie să încălziți PCB -ul în jurul elementului, astfel încât lipirea să fie din nou topită (desolid), iar sudarea se îmbunătățește. Dacă aveți nevoie să deconectați componenta și lipirea, atunci redactarea și lipirea manuală a pachetelor BGA sunt cele mai complicate piese. Să trecem prin ea în următoarea sub-secțiune.
6.2 Soluție de grilă cu bilă–sudare manuală BGA
1: Detașați BGA și ștergeți cu atenție orice lipire a pachetelor PCB rămase.
2: În continuare, verificați dacă nu există umiditate pe BGA, deoarece este sensibil la umiditate.
3: Selectați un mic șablon BGA pentru imprimarea pastei de lipit. Trebuie să utilizați distanța și diametrul bilei pentru a determina dimensiunea și grosimea de deschidere a șablonului. În cele din urmă, veți inspecta și calitatea imprimării.
4: Folosiți un fier de lipit pentru a curăța și nivela lipirea reziduală. Puteți utiliza în continuare un sfat de lipit plat și o centură de demontare. Aveți grijă să nu deteriorați masca și placa de lipit.
5: Repetați pașii 2 și 3.
6: Acum, este timpul să montați BGA. Ar ajuta dacă așezați placa de asamblare a PCB de suprafață (după imprimare) pe bancul de lucru. După aceea, trebuie să porniți pompa de vid după ce ați ales o duză de aspirație adecvată. Duza va înghiți cipul BGA, îl va reduce atunci când PCB Pad și BGA se suprapun. În cele din urmă, integrați cipul BGA cu PCB și închideți pompa de vid.
7: Selectați o temperatură de lipire de reflow corespunzătoare care conferă grosimii PCB, dimensiunea dispozitivului dvs., etc. În general, temperatura BGA este cu 15 grade mai mult decât SMD -urile tradiționale.
8: Sunteți cu toții stabiliți acum. Ultimul pas este inspectarea sudurii BGA.
Rezumat:
În acest articol, am introdus tehnologia BGA, diferitele tipuri, avantajele și dezavantajele sale. În plus, am explicat ce kituri și mașini de sudare puteți cumpăra pentru a le lipi. Și, dacă nu v -ați lipit bine, cum puteți face refacerea BGA.
De asemenea, am comparat BGA cu dispozitivele tradiționale de montare la suprafață. În cele din urmă, am prezentat și defecte de lipit, astfel încât să le evitați. Dacă mai doriți mai multe informații legate de tehnologia BGA, puteți să ne contactați și să le discutați împreună.
