جميع الفئات

تجميع المصفوفة الكروية (BGA)

مقدمة

ما هو تجميع BGA؟

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.

bga.jpg

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.

المزايا الأساسية لتجميع BGA

تتناسب تجميعات الكابلات ذات الهياكل المختلفة مع سيناريوهات مختلفة بسبب خصائصها المتنوعة:

  • كابلات الشريط: تتكون هذه الكابلات من عدة موصلات متوازية، تشبه حزمة أسلاك مرتبة ب neatness. من بين مزاياها توفير المساحة وتبسيط الأسلاك. تُستخدم غالبًا في التطبيقات التي تكون فيها المساحة محدودة، مثل داخل الحواسيب، وفي الحالات التي تحتاج إلى نقل عدة خطوط بشكل متوازي.
  • كابلات المحوري: تحتوي هذه الكابلات على موصل مركزي كقلب لها، ويحيط بها طبقة عزل وطبقة تدرية وغلاف، مشكلةً هيكلًا يشبه "الدوائر المتداخلة". توفر هذه التصميمات نقلًا ممتازًا للإشارات ذات التردد العالي ومقاومة جيدة للتداخل، مما يجعلها تُستخدم على نطاق واسع في الشبكات الاتصالات ومعدات التردد اللاسلكي وغيرها من المجالات.
  • كابلات متعددة الموصلات: تحتوي هذه الكابلات على عدة مجموعات من الموصلات المعزولة بشكل مستقل، وهي قادرة على نقل إشارات متعددة في وقت واحد. وتُستخدم في تطبيقات تتراوح من نقل الصوت في أنظمة الصوت إلى تبادل الإشارات متعددة القنوات في أنظمة التحكم الصناعية.
  • تجميعات الكابلات المعقدة: تتكون هذه الكابلات من مجموعة متنوعة من الكابلات والموصلات والأجهزة السريعة، مما ينتج عنه بنية معقدة. وهي مناسبة لتطبيقات مثل صناعات السيارات والفضاء الجوي التي تتطلب عددًا كبيرًا من الاتصالات الكهربائية ويمكنها الحفاظ على موثوقية عالية في البيئات القاسية.

bga-assembly.jpg

خطوات عملية تجميع BGA

١. تصميم اللوحة الدوائرية وإعداد معجون اللحام

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.

٢. وضع دقيق

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".

3. لحام القليلة

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.

4. الفحص والاختبار

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.

bga-assembly-capabilities​.jpg

كيفية ضمان موثوقية لحام شريحة BGA؟

تتطلب عملية تجميع BGA دقة عالية جدًا في الإجراءات، مع الحاجة إلى تحكم صارم عبر مراحل متعددة:

  • تصميم الدائرة المطبوعة (PCB): يجب أن تتماشى أبعاد الوسادات والمسافات بينها والأسلاك مع مواصفات BGA. كما يجب مراعاة تبريد الحرارة لتجنب وجود فروق كبيرة في درجة الحرارة المحلية.
  • معجون اللحام والقالب: اختيار نوع معجون اللحام المناسب والتأكد من دقة عالية في فتحات القالب لضمان طباعة موحدة لمعجون اللحام وتجنب الدوائر القصيرة الناتجة عن تطبيق زائد أو وصلات لحام باردة الناتجة عن تطبيق ناقص.
  • منحنى اللحام: يجب تحديد معايير دقيقة للتسخين والاحتفاظ بالحرارة والتبريد بناءً على خصائص معجون اللحام ومقاومة الرقاقة للحرارة لمنع عيوب وصلات اللحام الناتجة عن درجات الحرارة غير المناسبة.
  • طرق الفحص: استخدام معدات الأشعة السينية لتحديد مشاكل وصلات اللحام المخفية، ويمكن استخدام طرق مثل التحليل بالمقاطع العرضية للتحقق من قوة وصلات اللحام عند الحاجة.
  • التحكم البيئي: يجب أن يكون ورشة التجميع نظيفة، مع الحفاظ على درجة حرارة ورطوبة ثابتة لمنع الغبار والرطوبة من التأثير على أداء معجون اللحام وجودة اللحام.
  • الموردون المحترفون: يمكن لمصنعي الخبرة تقليل مخاطر التجميع من خلال العمليات القياسية وتحسين العمليات.

طرق فحص جودة وصلات اللحام

  • الفحص البصري: ينطبق فقط على وصلات اللحام الصغيرة المكشوفة على الحواف. يمكنه اكتشاف المشكلات الواضحة مثل فقدان وصلات اللحام والتشوه، لكنه لا يمكنه تغطية المناطق الأساسية.
  • فحص الأشعة السينية: هذه الطريقة هي الطريقة الأساسية لفحص وصلات لحام BGA. تمكن الأشعة السينية من اختراق الرقاقة لتصوير وصلات اللحام الموجودة أسفلها بوضوح. ويمكنها تحديد العيوب المخفية بدقة مثل الجسور والفراغات ووصلات اللحام الباردة، مما يضمن توافق كل وصلة لحام مع المعايير.

bga-pcb-assembly​.jpg

خدمات لحام BGA الاحترافية لدى LHD

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.

مزيد من المنتجات

  • مُورِّد المكونات

    مُورِّد المكونات

  • تغليف الدوائر المطبوعة

    تغليف الدوائر المطبوعة

  • لوحة الدوائر المطبوعة المرنة

    لوحة الدوائر المطبوعة المرنة

  • لوحات الدوائر الكهربائية من مادة التفلون

    لوحات الدوائر الكهربائية من مادة التفلون

احصل على عرض سعر مجاني

سيتصل بك ممثلنا قريبًا.
البريد الإلكتروني
الاسم
اسم الشركة
رسالة
0/1000

احصل على عرض سعر مجاني

سيتصل بك ممثلنا قريبًا.
البريد الإلكتروني
الاسم
اسم الشركة
رسالة
0/1000

احصل على عرض سعر مجاني

سيتصل بك ممثلنا قريبًا.
البريد الإلكتروني
الاسم
اسم الشركة
رسالة
0/1000