BGA монтажы

BGA жинау дегеніміз не?

BGA (Ball Grid Array) – жоғары тығыздықты электрондық схемалар үшін арнайы жасалған интегралды микросхема пакеті. Оның негізгі ерекшелігі – пакеттің түбінде орналасқан ұсақ дәнек қалайы шарлардың тор тәрізді үлгісі. Бұл қалайы шарлар дәстүрлі пакеттердің шығыс шыбықтарының (пиндердің) орнына пайдаланылады және микросхемамен тұтас платаның арасында электрлік байланысты орнатып, сигналдарды тарату мен қуат беру үшін, сонымен қатар маңызды механикалық қосылыс ретінде қызмет етеді. Пиндерге негізделген немесе дәстүрлі беттік орнату пакеттерімен салыстырғанда BGA пакеттері шектеулі кеңістікте жүздеген, тіпті мыңдаған қосылыс нүктелерін орындауға мүмкіндік береді. Сондықтан олар өте жоғары жылдамдық, қуат, жылу шашу және электрлік өнімділік талап етілетін жоғары жиілікті процессорлар, жад микросхемалары және басқа да қолдануларда кеңінен қолданылады.

BGA жинақтау процесінде автоматтандырылған құрастыру процесі арқылы BGA чиптерін түбіндегі қалайы шарларымен PCB платаға дәл бекіту қажет. Қалайы шарлар PCB платаның сәйкес паддарымен тікелей байланысқан болғандықтан, дәстүрлі түйіршіктердің иілу құрылымы жойылады. Бұл сигнал жолын қысқартып, бөгеттерді азайтудың қатар, термиялық кедергіні төмендетіп, ықшам конструкция арқылы жылу шашу әсер етуін арттырады.

Дәстүрлі SMD корпуслаудан айырмашылығы BGA жинақтау толығымен автоматтандырылған жабдыққа, мысалы, жоғары дәлдіктегі орналастыру машиналары мен пісіру пештеріне сүйенеді. Қалайы пастасын басып шығарудан бастап соңғы тексеруге дейінгі процеске қатаң дәлдік бақылауы қажет. Бұл жоғары тығыздықтағы қосылыстармен күресуге қажет және жоғары сенімділікті қамтамасыз ету үшін маңызды. Нәтижесінде BGA жинақтау жоғары жылдамдықпен өңдеу мен жоғары қуат шығысын талап ететін электронды құрылғыларда дәстүрлі корпуслауға қарағанда артықшылықтарын көрсетеді.

BGA жинақтаудың негізгі артықшылықтары

Әртүрлі құрылымдар кабельдік жинақтар әртүрлі жағдайларға сәйкес келетін өзара әртүрлі сипаттамаларға ие:

• Таспа тәрізді кабельдер: Бұлар көптеген параллель өткізгіштерден тұрады, сымдардың ұқыпты орналасқан байламына ұқсайды. Олардың артықшылықтарына кеңістікті үнемдеу және сым тасты ықшамдау жатады. Кеңістік шектеулі болған жағдайда, мысалы, компьютерлердің ішінде және бірнеше желілерді параллель түрде жеткізу қажет болған жағдайда жиі қолданылады.
  
• Коаксиалды кабельдер: Бұл кабельлер өзінің негізі ретінде орталық өткізгіштен, оны қоршаған изоляциялық қабат, экрандау қабаты және жалпы қабықтан тұрады, олар «концентрлі шеңберлер» тәрізді құрылымға ұқсайды. Бұл конструкция жоғары жиілікті сигналдарды таратуды және кедергіге тұрақтылықты қамтамасыз етеді, сондықтан олар байланыс желілерінде, радиожиілікті құрылғыларда және басқа да салаларда кеңінен қолданылады.
  
• Көпөткізгіш кабельдер: Бұл кабельдер тәуелсіз изоляцияланған өткізгіштердің бірнеше жиынтығынан тұрады және бір мезгілде бірнеше сигналдарды тасымалдауға қабілетті. Олар дыбыс жүйелерінде дыбысты тасымалдау мен өнеркәсіптік басқару жүйелерінде көп каналды сигнал алмасу сияқты қолданыстарда қолданылады.
  
• Күрделі сым шоқтары: Бұл кабельдер әр түрлі кабельдердің, коннекторлардың және бекіту құралдарының тіркесімінен тұрады, нәтижесінде күрделі құрылым пайда болады. Олар автомобиль өнеркәсібі мен әуе-кеңістік салалары сияқты көптеген тізбек қосылыстарын қажет ететін және қатты орталарда жоғары сенімділікті сақтай алатын қолданыстар үшін қолайлы.

BGA монтажының процесстері

1. PCB дизайны мен қалайы қоспасын дайындау

Алдымен PCB платасының BGA дәнекерлеу аймағында сәйкес келетін алаңдар жобаланады. Содан кейін қалайы мен флюс тұратын қалайы қоспасы арнайы түрде алаңдарға біркелкі түрде жағылады. Қолданылатын қалайы қоспасының мөлшері дәнекерлеу қосылыстарының сапасына тікелей әсер ететіндіктен қатаң бақылау жүргізу қажет.

2. Дәл орналастыру

Жоғары жылдамдықты автоматты орналастыру машинасы чип пен PCB-де орналасу белгілерін анықтау үшін жоғары анықтықты камера қолданады. BGA чипті алып, оны дәл қанақта орналастырады, әрбір қаттылық шары сәйкес пайдаланушымен сәйкес келетінін қамтамасыз етеді. Бұл қадам жиі «алу-орналастыру» деп аталады.

3. Қайта балқыту қатысты қосу

Жиналған PCB рефлоу пешіне беріледі. Температура көтерілген сайын қаттылық қоспасы біртіндеп балқып, BGA түбіндегі қаттылық шарларымен бірігеді. Суытқаннан кейін берік қаттылық қосылысы пайда болып, электрлік және механикалық қосылысты аяқтайды.

4. Тексеру мен сынау

BGA қаттылық қосылыстары чиптің түбінде жасырын болып келеді және тікелей көруге болмайды, сондықтан оларды қысқыштар, ауа қуыстары мен суық қаттылық қосылыстарын тексеру үшін рентгендік құрылғылармен тексеру қажет. Қосылыс сенімділігін қамтамасыз ету үшін электрлік өнімділік сынағы да жүргізіледі.

BGA қаттылығының сенімділігін қалай қамтамасыз ету керек?

BGA жинау процесі бірнеше сатылар бойынша қатаң бақылау қажет ететін өте жоғары дәлдікті талап етеді:

• PCB дизайны: BGA техникалық сипаттамаларына сәйкес келетін пад өлшемі, аралық және маршруттау болуы тиіс. Үлкен жергілікті температура айырмашылықтарын болдырмау үшін жылу шашуы да ескерілуі тиіс.
  
• Қалайы қоспасы мен трафарет: Қалайы қоспасының тиісті түрін таңдаңыз және трафарет ұяшықтарының жоғары дәлдігін қамтамасыз етіңіз, қоспаның біркелкі басып шығарылуын қамтамасыз етіңіз және артық қолдану салдарынан пайда болған қысқа тұйықталулар мен жеткіліксіз қолдану салдарынан пайда болған салқын қосуларды болдырмаңыз.
  
• Рефлоу пішіні: Қалайы қоспасының сипаттамалары мен чиптің жылуға төзімділігіне сәйкес дәл қыздыру, шынықтыру және салқындату параметрлерін орнату қажет, температураның дұрыс болмауы салдарынан пайда болған қосу ақауларын болдырмау үшін.
  
• Тексеру әдістері: Жасырын қосу мәселелерін анықтау үшін рентгендік құрылғылар қолданылады, қосулардың беріктігін тексеру үшін қажет болған жағдайда қима талдау сияқты әдістер қолданылады.
  
• Қоршаған ортаны бақылау: Жинау цехы таза болуы керек, қатты температура мен ылғалдылықты сақтау қажет, өйткені ол қоспалы қоспаның өнімділігіне және дәл осыған негізделген сапаның сапасына әсер етеді.
  
• Білікті өндірушілер: Тәжірибелі өндірушілер стандартталған процесстер мен процесстерді тиімділеу арқылы жинау қауіптерін азайта алады.
  

Қосылыстардың сапасын тексеру әдістері

• Визуалды тексеру: Тек шеттердегі кішігірім көрінетін қосылыстар үшін ғана қолданылады. Ол қосылыстардың жоғалуы мен деформация сияқты айқын ақауларды анықтауға мүмкіндік береді, бірақ негізгі аймақтарды қамтуға болмайды.
  
• Рентгендік тексеру: Бұл BGA қосылыстарын тексерудің негізгі әдісі болып табылады. Рентген сәулелері чип арқылы өтіп, негізгі қосылыстардың кескінін анық көрсетеді. Ол көпірлер, қуыстар және салқын қосылыстар сияқты жасырын ақауларды дәл анықтауға мүмкіндік береді, әрбір қосылыстың стандарттарға сәйкес келетінін қамтамасыз етеді.

LHD компаниясының білікті BGA жинау қызметтері

BGA жинау электроника өндірісіндегі өте жоғары дәлдік пен тәжірибеге негізделген техникалық процесс болып табылады және құрылғылардың өнімділігінен бастап процесстердің тетіктеріне дейінгі барлығына қатаң назар аударуды талап етеді. Кәсіби қызмет көрсету провайдері ретінде LHD инженерлік бағалаудан бастап бөлшектерді сатып алу, трафарет жасау, SMT орналастыру, қосылыстарды тексеру және дайын өнімді сынауға дейінгі бір терезеден қызмет көрсету ұсынады. Күрделі, көп шығыстағы BGA немесе жылу шашырау немесе сигналды тарату бойынша арнайы талаптары бар сценарий туралы айтпақ болса, LHD-дің стандартталған процесстері мен дайындалған сараптілігі әрбір чиптің PCB-ге тұрақты, сенімді және ұзақ мерзімді қосылысын қамтамасыз етіп, электронды құрылғылардың жоғары өнімді жұмыс істеуіне мықты негіз жасайды.