Tất Cả Danh Mục

Lắp ráp BGA

Giới thiệu

Lắp ráp BGA là gì?

BGA (Ball Grid Array) là một loại vỏ vi mạch được thiết kế dành cho các mạch có mật độ cao. Đặc điểm cốt lõi của nó là một lưới các viên bi hàn nhỏ được sắp xếp theo dạng lưới ở mặt dưới của vỏ. Những viên bi hàn này thay thế cho các chân cắm của các loại vỏ truyền thống, đóng vai trò như một cầu nối điện giữa chip và bo mạch (PCB), chịu trách nhiệm cho việc truyền tín hiệu và cung cấp nguồn điện, đồng thời cũng là mối nối cơ học quan trọng. So với các loại vỏ sử dụng chân cắm hoặc các phương pháp gắn bề mặt thông thường, BGA có thể đạt được hàng trăm hoặc thậm chí hàng nghìn điểm kết nối trong một không gian hạn chế. Do đó, nó được sử dụng rộng rãi trong các bộ vi xử lý tần số cao, chip nhớ và các ứng dụng khác yêu cầu tốc độ, công suất, khả năng tản nhiệt và hiệu suất điện cực kỳ cao.

bga.jpg

Lắp ráp BGA bao gồm việc gắn chính xác các chip BGA có các viên hàn ở đáy lên bo mạch PCB thông qua một quá trình hàn tự động. Vì các viên hàn này liên kết trực tiếp với các pad tương ứng trên PCB, cấu trúc uốn cong của chân cắm truyền thống được loại bỏ. Điều này không chỉ rút ngắn đường dẫn tín hiệu và giảm nhiễu, mà còn giảm điện trở nhiệt và cải thiện hiệu quả tản nhiệt nhờ thiết kế gọn nhẹ.

Khác với đóng gói SMD truyền thống, lắp ráp BGA hoàn toàn phụ thuộc vào thiết bị tự động, như máy đặt chính xác cao và lò hồi lưu. Từ in kem hàn đến kiểm tra cuối cùng, đều đòi hỏi kiểm soát độ chính xác nghiêm ngặt. Điều này là cần thiết để đáp ứng các kết nối mật độ cao và đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo độ tin cậy cao. Kết quả là, lắp ráp BGA thể hiện nhiều ưu điểm hơn so với đóng gói truyền thống trong các thiết bị điện tử yêu cầu xử lý tốc độ cao và đầu ra công suất lớn.

Ưu Điểm Cốt Lõi Của Lắp Ráp BGA

Các cụm cáp có cấu trúc khác nhau phù hợp với các tình huống khác nhau do đặc điểm khác nhau của chúng:

  • Cáp Ruy Băng: Bao gồm nhiều dây dẫn song song với nhau, giống như một bó dây được sắp xếp gọn gàng. Ưu điểm của chúng bao gồm tiết kiệm không gian và đơn giản hóa việc đi dây. Chúng thường được sử dụng trong các ứng dụng có không gian hạn chế, ví dụ như bên trong máy tính, và nơi cần truyền nhiều đường tín hiệu song song.
  • Cáp Đồng Trục: Những cáp này có một dây dẫn trung tâm làm lõi, được bao bọc bởi một lớp cách điện, một lớp chắn nhiễu và một lớp vỏ bọc bên ngoài, tạo thành cấu trúc tương tự như "các vòng tròn đồng tâm". Thiết kế này cung cấp khả năng truyền tín hiệu tần số cao tuyệt vời và khả năng chống nhiễu tốt, khiến chúng được sử dụng rộng rãi trong các mạng viễn thông, thiết bị tần số vô tuyến và các lĩnh vực khác.
  • Dây cáp nhiều lõi: Những loại cáp này chứa nhiều bộ dây dẫn được cách điện độc lập, có khả năng truyền tải nhiều tín hiệu đồng thời. Chúng được sử dụng trong các ứng dụng từ truyền âm thanh trong hệ thống âm thanh đến trao đổi tín hiệu đa kênh trong hệ thống điều khiển công nghiệp.
  • Dây cáp phức tạp dạng dây dẫn: Những loại cáp này được cấu tạo từ sự kết hợp của nhiều loại cáp, đầu nối và phụ kiện cố định, tạo thành một cấu trúc phức tạp. Chúng phù hợp với các ứng dụng như ô tô và hàng không vũ trụ, nơi yêu cầu số lượng lớn kết nối mạch và có thể duy trì độ tin cậy cao trong môi trường khắc nghiệt.

bga-assembly.jpg

Các bước quy trình lắp ráp BGA

1. Thiết kế PCB và chuẩn bị kem hàn

Đầu tiên, các miếng hàn tương ứng được thiết kế trên khu vực hàn BGA của PCB. Sau đó, một lớp kem hàn gồm hàn và flux được phủ đều lên các miếng hàn bằng khuôn. Lượng kem hàn sử dụng ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng mối hàn và phải được kiểm soát chặt chẽ.

2. Đặt chính xác

Một máy đặt tự động tốc độ cao sử dụng camera độ phân giải cao để xác định các dấu hiệu định vị trên chip và PCB. Sau khi gắp chip BGA, máy sẽ đặt chính xác nó lên lớp kem hàn in sẵn, đảm bảo mỗi quả cầu hàn được căn chỉnh đúng với pad tương ứng. Bước này thường được gọi là "Pick-and-Place" (Gắp và Đặt).

3. Hàn hồi lưu

PCB đã được lắp ráp được đưa vào lò hàn hồi lưu. Khi nhiệt độ tăng lên, kem hàn dần nóng chảy và kết hợp với các quả cầu hàn ở mặt dưới của BGA. Sau khi nguội đi, mối hàn chắc chắn được hình thành, hoàn tất kết nối điện và cơ học.

4. Kiểm tra và thử nghiệm

Vì các mối hàn BGA được giấu ở mặt dưới của chip và không thể quan sát trực tiếp được, chúng phải được kiểm tra bằng thiết bị tia X để kiểm tra các lỗi như chập mạch, bọt khí và mối hàn lạnh. Kiểm tra tính năng điện cũng được thực hiện để đảm bảo độ tin cậy của kết nối.

bga-assembly-capabilities​.jpg

Làm thế nào để đảm bảo độ tin cậy của mối hàn BGA?

Lắp ráp BGA đòi hỏi độ chính xác của quy trình cực kỳ cao, cần kiểm soát chặt chẽ ở nhiều giai đoạn khác nhau:

  • Thiết kế PCB: Kích thước pad, khoảng cách và bố trí mạch phải phù hợp với thông số kỹ thuật của BGA. Cần tính đến khả năng tản nhiệt để tránh chênh lệch nhiệt độ cục bộ lớn.
  • Kem hàn và khuôn in (stencil): Chọn loại kem hàn phù hợp và đảm bảo độ chính xác cao của các lỗ khuôn in để đảm bảo in kem hàn đồng đều, tránh chập mạch do bôi quá nhiều hoặc mối hàn lạnh do bôi không đủ.
  • Chu trình hàn (reflow profile): Phải thiết lập các thông số chính xác cho giai đoạn làm nóng, giữ nhiệt và làm nguội dựa trên đặc tính của kem hàn và khả năng chịu nhiệt của chip để tránh các lỗi mối hàn do nhiệt độ không phù hợp.
  • Phương pháp kiểm tra: Sử dụng thiết bị chụp X-quang để phát hiện các lỗi mối hàn ẩn, và sử dụng các phương pháp như phân tích mặt cắt để kiểm tra độ bền mối hàn khi cần thiết.
  • Kiểm soát môi trường: Xưởng lắp ráp phải sạch sẽ, nhiệt độ và độ ẩm ổn định để tránh bụi và độ ẩm ảnh hưởng đến hiệu suất của kem hàn và chất lượng mối hàn.
  • Nhà cung cấp chuyên nghiệp: Các nhà sản xuất có kinh nghiệm có thể giảm rủi ro lắp ráp thông qua các quy trình chuẩn hóa và tối ưu hóa quy trình.

Phương pháp kiểm tra chất lượng mối hàn

  • Kiểm tra bằng mắt: Chỉ áp dụng cho các mối hàn nhỏ lộ ra ở mép. Có thể phát hiện các vấn đề rõ ràng như thiếu mối hàn và biến dạng, nhưng không thể kiểm tra được các khu vực lõi.
  • Kiểm tra bằng tia X: Đây là phương pháp chính để kiểm tra mối hàn BGA. Tia X xuyên qua chip để hình dung rõ ràng các mối hàn bên dưới. Nó có thể xác định chính xác các khuyết tật ẩn như nối mạch, rỗ khí và mối hàn lạnh, đảm bảo mọi mối hàn đều đạt tiêu chuẩn.

bga-pcb-assembly​.jpg

Dịch vụ lắp ráp BGA chuyên nghiệp của LHD

Lắp ráp BGA là một quy trình kỹ thuật trong sản xuất điện tử đòi hỏi độ chính xác và kinh nghiệm vô cùng cao, yêu cầu sự cẩn thận tuyệt đối từ hiệu suất thiết bị đến các chi tiết trong quy trình. Là nhà cung cấp dịch vụ chuyên nghiệp, LHD cung cấp dịch vụ trọn gói từ đánh giá kỹ thuật, mua linh kiện, gia công khuôn in, đặt linh kiện SMT, kiểm tra chất lượng mối hàn đến kiểm tra sản phẩm hoàn thiện. Dù là BGA phức tạp với số chân cao hay trường hợp có yêu cầu đặc biệt về tản nhiệt hoặc truyền tín hiệu, quy trình chuẩn hóa và chuyên môn hóa của LHD đều đảm bảo mỗi con chip tạo ra kết nối ổn định, đáng tin cậy và bền lâu với bo mạch PCB, tạo nền tảng vững chắc cho hoạt động hiệu suất cao của thiết bị điện tử.

Sản phẩm Khác

  • Nguồn Cung Ứng Linh Kiện

    Nguồn Cung Ứng Linh Kiện

  • Đóng gói PCB

    Đóng gói PCB

  • Bo mạch PCB Linh hoạt

    Bo mạch PCB Linh hoạt

  • Teflon PCB

    Teflon PCB

Nhận Báo Giá Miễn Phí

Đại diện của chúng tôi sẽ liên hệ với bạn sớm.
Email
Tên
Tên công ty
Lời nhắn
0/1000

Nhận Báo Giá Miễn Phí

Đại diện của chúng tôi sẽ liên hệ với bạn sớm.
Email
Tên
Tên công ty
Lời nhắn
0/1000

Nhận Báo Giá Miễn Phí

Đại diện của chúng tôi sẽ liên hệ với bạn sớm.
Email
Tên
Tên công ty
Lời nhắn
0/1000