BGA (مصفوفة الكرة الشبكية) هي حزمة دوائر متكاملة تم تصميمها لدوائر ذات كثافة عالية. الميزة الأساسية فيها هي نمط شبكي من الكرات الصغيرة للحام مُرتّبة في أسفل الحزمة. هذه الكرات تحل محل الأدوات (pins) المستخدمة في الحزم التقليدية، وتعمل كجسر كهربائي بين الرقاقة ولوحة الدوائر المطبوعة (PCB)، وهي مسؤولة عن نقل الإشارات وتزويد الطاقة، كما تلعب دور الاتصال الميكانيكي الرئيسي. مقارنةً بالحزم التقليدية التي تعتمد على الأدوات أو تركيب السطح، يمكن لحزم BGA تحقيق مئات بل آلاف نقاط الاتصال داخل مساحة محدودة. لذلك، تُستخدم على نطاق واسع في المعالجات عالية التردد، وشرائح الذاكرة، وغيرها من التطبيقات التي تتطلب سرعة وطاقة وتبديد حرارة وأداءً كهربائيًا عاليًا جدًا.
يشمل تجميع BGA إرفاق هذه الرقائق بدقة باستخدام كرات اللحام السفلية إلى لوحة دوائر كهربائية (PCB) من خلال عملية لحام آلية. وبما أن كرات اللحام ترتبط مباشرة بالأقطاب المقابلة على اللوحة، فإن بنية الانحناء الخاصة بالأدوات التقليدية تُلغى. هذا لا يقلل من طول مسار الإشارة ويقلل من التداخل فحسب، بل ويقلل أيضًا من مقاومة الحرارة ويحسن كفاءة التبريد بفضل التصميم المدمج.
على عكس التغليف SMD التقليدي، يعتمد تجميع BGA بالكامل على المعدات الآلية، مثل آلات وضع الرقائق عالية الدقة وأفران إعادة اللحام. ومن طباعة معجون اللحام حتى الفحص النهائي، يُطلب تحكم دقيق. وهذا ضروري للتعامل مع الاتصالات ذات الكثافة العالية، وهو أمر بالغ الأهمية لضمان الاعتمادية العالية. ونتيجة لذلك، يُظهر تجميع BGA مزايا على التغليف التقليدي في الأجهزة الإلكترونية التي تتطلب معالجة سريعة وإخراج طاقة عالي.
تتناسب تجميعات الكابلات ذات الهياكل المختلفة مع سيناريوهات مختلفة بسبب خصائصها المتنوعة:
أولاً، يتم تصميم وسادات مطابقة في منطقة لحام BGA على اللوحة الدوائرية. ثم يتم تطبيق معجون لحام يتكون من رصاص اللحام وعامل تنظيف بشكل متساوٍ على الوسادات باستخدام قالب. ويؤثر كمية معجون اللحام المستخدمة بشكل مباشر على جودة وصلات اللحام ويجب التحكم فيها بدقة.
تستخدم ماكينة وضع عالية السرعة كاميرا عالية الدقة لتحديد علامات التحديد على الشريحة ولوحة الدوائر المطبوعة (PCB). وبعد التقاط شريحة BGA، تتم عملية وضعها بدقة على معجون اللحام المطبوع، مما يضمن محاذاة كل كرة لحام مع الوصلة المقابلة لها. ويُعرف هذا الإجراء عادة باسم "الالتقاط والوضع".
تُغذى لوحة الدوائر المجمعة إلى فرن اللحام حيث ترتفع درجة الحرارة تدريجيًا ويبدأ معجون اللحام بالانصهار والالتحام مع كرات اللحام الموجودة في أسفل شريحة BGA. وبعد عملية التبريد، تتكون وصلة لحام قوية تُكمل الاتصال الكهربائي والميكانيكي.
بما أن وصلات اللحام لشريحة BGA تكون مخفية في أسفل الشريحة ولا يمكن ملاحظتها بشكل مباشر، يجب استخدام معدات الأشعة السينية لفحصها والتحقق من وجود ماس كهربائي أو فقاعات هوائية أو وصلات لحام باردة. ويتم أيضًا إجراء اختبارات للأداء الكهربائي لضمان موثوقية الاتصال.
تتطلب عملية تجميع BGA دقة عالية جدًا في الإجراءات، مع الحاجة إلى تحكم صارم عبر مراحل متعددة:
تجميع BGA هو عملية تقنية في تصنيع الإلكترونيات تتطلب دقة وخبرة عاليتين للغاية، وتحتاج إلى اهتمام شديد بالتفاصيل، من أداء المعدات إلى تفاصيل العملية. باعتبارها مزود خدمة محترف، تقدم LHD خدمة شاملة من التقييم الهندسي وشراء القطع وتصنيع القوالب إلى تركيب SMT وفحص اللحام واختبار المنتج النهائي. سواء كان الأمر يتعلق بـ BGA معقدة ذات عدد كبير من الأطراف، أو سيناريو يتطلب متطلبات خاصة للتبريد أو نقل الإشارة، فإن العمليات القياسية والخبرات المخصصة الخاصة بشركة LHD تضمن أن كل رقاقة تشكل اتصالًا مستقرًا وموثوقًا وطويل الأمد مع اللوحة الإلكترونية، مما يضع أساسًا متينًا لأداء الأجهزة الإلكترونية عالي الكفاءة.