BGA Montajı

BGA montaj nədir?

BGA (Ball Grid Array) yüksək sıxlıqlı dövrələr üçün nəzərdə tutulmuş inteqral dövrə paketidir. Əsas xüsusiyyəti paketin dib hissəsində düzülən kiçik lehim kürələrinin tor şəkilli naxışından ibarətdir. Bu lehim kürələri ənənəvi paketlərin pinlərini əvəz edir və çip ilə PCB arasında elektrik bağlantısı kimi çıxış edir, siqnal ötürülməsi və təchizatı funksiyasını yerinə yetirir və həmçinin əsas mexaniki bağlantının rolunu oynayır. Pinlərə əsaslanan və ya ənənəvi səth quraşdırma paketləri ilə müqayisədə BGA-lar məhdud fəzada yüz və ya minlərlə bağlantı nöqtəsi əldə etməyə imkan verir. Buna görə də yüksək tezlikli prosessorlar, yaddaş çipləri və digər tətbiqlərdə geniş istifadə olunur ki, burada yüksək sürət, güc, istilik dissipasiyası və elektrik performansı tələb olunur.

BGA yığma prosesi avtomatlaşdırılmış lehimləmə prosesindən istifadə edərək BGA çiplərinin lehim kürələri ilə PCB-ə dəqiq qoşulmasını nəzərdə tutur. Çünki lehim kürələri birbaşa PCB üzərindəki platformalara birləşir, buna görə də ənənəvi pinqin əyilmə strukturu aradan qaldırılır. Bu, siqnal yolunu qısaltmaqla yanaşı, müdaxiləni azaldır, həmçinin kompakt dizayn hesabına termal müqaviməti azaldır və istinin səpələnmə səmərəliliyini artırır.

Ənənəvi SMD paketləmədən fərqli olaraq BGA yığma tamamilə avtomatlaşdırılmış avadanlıqlara, məsələn, yüksək dəqiqlikli yerləşdirmə maşınlarına və lehimləmə sobalarına əsaslanır. Lehim pastasının çapından son yoxlamaya qədər ciddi dəqiqlik nəzarəti tələb olunur. Bu, yüksək sıxlıqlı qoşulmalarla mübarizə aparmaq üçün zəruridir və yüksək sürətli işləmə və yüksək güc çıxışı tələb edən elektron cihazlarda yüksək etibarlılığın təmin edilməsində əsas rol oynayır. Nəticədə BGA yığma, ənənəvi paketləməyə nisbətən elektron cihazlarda üstünlüklər nümayiş etdirir.

BGA Yığmanın Əsas Üstünlükləri

Müxtəlif strukturlu kabel yığınları fərqli xüsusiyyətlərə malik olduqları üçün müxtəlif ssenarilərə uyğundur:

• Lentalı kabellər: Bu kabel yığınları bir neçə paralel keçiricidən ibarətdir və əməliyyatlı şəkildə düzülmüş kabel dəstini xatırladır. Onların üstünlüklərinə yer qənaəti və naqillərin sadələşdirilməsi daxildir. Bu kabel yığınları əsasən məhdud yer mövcud olduğu, məsələn, kompüterlərin daxilində və paralel olaraq çoxsaylı xətlərin ötürülməsi tələb olunan tətbiq sahələrində istifadə olunur.
  
• Koaksial kabellər: Bu kabel yığınlarının mərkəzində mərkəzi keçirici yerləşir, onu izolyasiya qatı, ekranlaşdırma qatı və örtük əhatə edir və bu da "eyni mərkəzli dairələr" strukturuna bənzər bir konstruksiya yaradır. Belə dizayn yüksək tezlikli siqnalların ötürülməsi və müdaxiləyə qarşı müqavimət göstərməsi baxımından əla xüsusiyyətlərə malikdir, buna görə də rabitə şəbəkələrində, radio tezlikli avadanlıqlarda və digər sahələrdə geniş şəkildə istifadə olunur.
  
• Çoxkeşli kabel: Bu kabel bir neçə dəfə izolyasiya edilmiş keşlərdən ibarətdir və eyni vaxtda bir neçə siqnalı ötürə bilər. Səs sistemlərində səs ötürülməsindən başlayaraq sənaye idarəetmə sistemlərində çoxkanallı siqnal mübadiləsinə qədər müxtəlif tətbiqlərdə istifadə olunur.
  
• Mürəkkəb elektrik yığınları: Bu kabel bir neçə kabel, konnektor və bərkitmə vasitələrinin birləşməsindən ibarətdir və nəticədə mürəkkəb struktura malik olur. Avtomobil və kosmik tətbiqlər kimi tələblər üçün uyğundur, çünki çoxlu sayda dövrə qoşulmaları tələb edir və qətib şəraitdə yüksək etibarlılığı saxlaya bilir.

BGA yığın prosesinin addımları

1. Dövriyyə lövhəsinin hazırlanması və lehim pastasının hazırlanması

Əvvəlcə BGA lehim sahəsində uyğun yastıqlar hazırlanır. Sonra, lehim və flüsdən ibarət olan lehim pastası yastıqlara şablon vasitəsi ilə bərabər şəkildə tətbiq olunur. İstifadə olunan lehim pastasının miqdarı lehim birləşmələrinin keyfiyyətini birbaşa təsirləyir və ciddi şəkildə nəzarət olunmalıdır.

2. Dəqiqlikli yerləşdirmə

Yüksek sürətli avtomatik yerləşdirmə maşını çip və PCB üzərindəki mövqe nişanlarını müəyyən etmək üçün yüksək təsvirli kamera istifadə edir. BGA çipini götürdükdən sonra onu çap olunmuş lehim pastası üzərinə dəqiq yerləşdirilir ki, bu da hər bir lehim topunun müvafiq pəncərə ilə eyni sətirdə olmasını təmin edir. Bu addım ümumiyyətlə "Pick-and-Place" (Götür və yerləşdir) adlandırılır.

3. Lehimləmə sobasında işlənmə

Yığılan PCB lehimləmə sobasına daxil edilir. Temperaturun artması ilə lehim pastası yavaş-yavaş əriməyə başlayır və BGA-nın altındakı lehim topları ilə birləşir. Soyudulduqdan sonra möhkəm lehim birləşməsi yaranır və elektrik və mexaniki qoşulma tamamlanır.

4. Yoxlama və test edilmə

BGA lehim birləşmələri çipin alt tərəfində gizlidir və birbaşa müşahidə edilə bilməz, buna görə də qısadırğac, hava boşluğu və soyuq lehim birləşmələrini yoxlamaq üçün rentgen aparatından istifadə olunur. Qoşulmanın etibarlılığını təmin etmək üçün elektrik xassələrinin test edilməsi də aparılır.

BGA lehimləmə etibarlılığını necə təmin etmək olar?

BGA montajı proses dəqiqliyinin yüksək səviyyədə olmasını tələb edir və bir neçə mərhələdə ciddi nəzarət tələb olunur:

• Lötək lövhə dizaynı: BGA spesifikasiyalarına uyğun gəlməsi üçün kontaktların ölçüsü, aralığı və trassirovka nəzərdə tutulmalıdır. Həmçinin böyük lokal temperatur fərqlərini qarşısını almaq üçün istilik dissipasiyası da nəzərə alınmalıdır.
  
• Bərkitici pasta və şablon: Uyğun bərkitici pasta növünü seçmək və şablonun dəliklərinin yüksək dəqiqliyini təmin etmək lazımdır ki, bərkitici pastanın bərabər şəkildə çapı həyata keçirilsin və çoxlu tətbiq nəticəsində qısa qapanmalar və ya pastanın çatışmazlığından yaranan soyuq bərkitilmiş qovşaq hallarını qarşısını almaq üçün tədbirlər görülüb.
  
• Reflow profili: Bərkitici pastanın xüsusiyyətlərinə və çipin istiliyə davamlılığına əsasən dəqiq qızdırma, nəm saxlama və soyutma parametrlərini təyin etmək lazımdır ki, səhv temperaturlardan yaranan qovşaq nasazlıqlarını aradan qaldırsın.
  
• Yoxlama üsulları: Gizli qovşaq problemlərini müəyyən etmək üçün rentgen cihazlarından istifadə edilir, lazımi hallarda kəsilmə analizi kimi üsullarla qovşaq möhkəmliyini yoxlamaq mümkündür.
  
• Ekoloji nəzarət: Montaj zavodunun təmiz, sabit temperatur və rütubətli olması lazımdır ki, bu da dəmir-buraxma performansını və qaynaq keyfiyyətini tozdan və nəmlikdən qorusun.
  
• Peşəkar təchizatçılar: Təcrübəli istehsalçılar standartlaşdırılmış proseslər və proses optimallaşdırılması vasitəsilə montaj riskini azalda bilərlər.
  

Qaynaq Qurşağı Keyfiyyət Yoxlama Üsulları

• Vizual Yoxlama: Kənarlarında kiçik aşkar edilmiş qaynaq qovşaqlarına tətbiq olunur. Bu üsul ilə çatışmayan qaynaq qovşaqları və deformasiya aşkar edilə bilər, lakin nüvə sahələri əhatə olunmur.
  
• Rentgen Yoxlaması: Bu, BGA qaynaq qovşaqlarının yoxlanmasında əsas üsuldur. Rentgen şüaları çipdən keçərək onun altında yerləşən qaynaq qovşaqlarını aydın şəkildə görməyə imkan verir. Bu üsulla körək, boşluqlar və soyuq qaynaq qovşaqları kimi gizli nasazlıqları dəqiqləşdirərək hər bir qaynaq qovşaqlarının standartlara uyğunluğunu təmin edir.

LHD-nin Peşəkar BGA Montaj Xidmətləri

BGA yığma elektronika istehsalında yüksək dəqiqlik və təcrübə tələb edən texniki prosesdir və avadanlıqların performansından proses detallarına qədər ətraflı diqqət tələb edir. Peşəkar xidmət təminatçısı kimi LHD mühəndis qiymətləndirmədən hissələrin alınmasına, şablon hazırlanmasından SMT yerləşdirməyə, lehim yoxlanışına və hazır məhsulun sınanmasına qədər tam xidmət təklif edir. Hər bir çipin PCB ilə sabit, etibarlı və uzunömürlü qoşulmasını təmin edərək elektron cihazların yüksək performanslı işi üçün möhkəm əsas yaradan mürəkkəb, yüksək pinq metallı BGA və ya istilik dissipasiyası və ya siqnal ötürülməsi üçün xüsusi tələblər olan ssenarilərə qədər LHD-nin standartlaşdırılmış prosesləri və xüsusi bacarıqları ilə təmin edilir.