Solder perangkat BGA membutuhkan kontrol yang tepat dan biasanya dilakukan oleh proses otomatis. Perangkat BGA tidak cocok untuk pemasangan soket.
BGA adalah keturunan dari pin grid array (PGA), yang merupakan satu paket dengan satu wajah tertutup (atau sebagian ditutupi) dengan pin dalam pola grid yang, dalam operasi, melakukan sinyal listrik antara sirkuit terpadu dan papan sirkuit cetak (PCB) di mana ia ditempatkan. Dalam BGA pin diganti dengan bantalan di bagian bawah paket, masing-masing awalnya dengan bola kecil solder menempel itu. Bola ini solder dapat ditempatkan secara manual atau dengan peralatan otomatis, dan diadakan di tempat dengan fluks norak. Perangkat ini ditempatkan pada PCB dengan bantalan tembaga dalam pola yang cocok dengan bola solder. Perakitan tersebut kemudian dipanaskan, baik dalam oven reflow atau dengan pemanas inframerah, mencair bola. Tegangan permukaan menyebabkan solder cair untuk memegang paket sejalan dengan papan sirkuit, pada jarak pemisah yang benar, sementara solder mendingin dan mengeras, membentuk sambungan solder antara perangkat dan PCB.
kepadatan tinggi
BGA adalah solusi untuk masalah memproduksi paket miniatur untuk sirkuit terpadu dengan ratusan pin. Pin Grid Array dan dual-in-line permukaan mount (SOIC) paket sedang diproduksi dengan pin lebih dan lebih, dan dengan penurunan jarak antara pin, tapi ini menyebabkan kesulitan untuk proses penyolderan. Sebagai pin paket semakin dekat bersama-sama, bahaya sengaja menjembatani pin berdekatan dengan solder tumbuh. BGAs tidak memiliki masalah ini ketika solder adalah pabrik-diterapkan untuk paket.
panas konduksi
Sebuah keuntungan lebih lanjut dari paket BGA atas paket dengan lead diskrit (yaitu paket dengan kaki) adalah resistansi termal lebih rendah antara paket dan PCB. Hal ini memungkinkan panas yang dihasilkan oleh sirkuit terpadu dalam paket mengalir lebih mudah ke PCB, mencegah chip dari
overheating.
Low-induktansi lead
Semakin pendek sebuah konduktor listrik, semakin rendah induktansi yang tidak diinginkan, sebuah properti yang menyebabkan distorsi yang tidak diinginkan dari sinyal dalam kecepatan tinggi sirkuit elektronik. BGAs, dengan jarak yang sangat pendek antara paket dan PCB, memiliki induktansi timbal rendah, memberi mereka kinerja unggul listrik ke perangkat disematkan.
kekurangan
Koneksi patuh
Kelemahan dari BGAs adalah bahwa bola solder tidak dapat melenturkan dalam cara yang mengarah lagi bisa, sehingga mereka tidak mekanis compliant. Seperti dengan semua perangkat permukaan gunung, membungkuk karena perbedaan koefisien ekspansi termal antara PCB substrat dan BGA (tegangan termal) atau meregangkan dan getaran (stres mekanik) dapat menyebabkan sendi solder untuk fraktur.
Isu ekspansi termal dapat diatasi dengan cara mencocokkan karakteristik mekanik dan termal dari PCB kepada mereka dari paket. Biasanya, perangkat plastik BGA lebih mendekati karakteristik termal PCB dari perangkat keramik.
Penggunaan dominan RoHS kompatibel bebas timah solder paduan majelis telah menyajikan beberapa tantangan lebih lanjut untuk BGAs termasuk "kepala di bantal" fenomena solder, "pad kawah" masalah serta kehandalan mereka menurun dibandingkan BGAs solder berbasis memimpin dalam kondisi operasional yang ekstrim seperti karena suhu tinggi, thermal shock tinggi dan lingkungan gaya gravitasi, sebagian karena daktilitas rendah solder RoHS-compliant.
Masalah stres mekanik dapat diatasi dengan ikatan perangkat ke papan melalui proses yang disebut "underfilling" , yang menyuntikkan campuran epoxy bawah perangkat setelah disolder ke PCB, efektif menempelkan perangkat BGA ke PCB. Ada beberapa jenis bahan underfill digunakan dengan sifat yang berbeda relatif terhadap kemampuan kerja dan transfer thermal. Keuntungan tambahan underfill adalah bahwa hal itu membatasi pertumbuhan kumis timah.
Solusi lain untuk koneksi non-compliant adalah untuk menempatkan "lapisan compliant" dalam paket yang memungkinkan bola secara fisik bergerak dalam kaitannya dengan paket. Teknik ini telah menjadi standar untuk DRAM kemasan dalam paket BGA.
Teknik lain untuk meningkatkan keandalan tingkat papan paket termasuk penggunaan PCB-ekspansi rendah untuk BGA (CBGA) paket keramik, interposers antara paket dan PCB, dan re-kemasan perangkat.
Kesulitan pemeriksaan
Setelah paket tersebut disolder ke tempatnya, sulit untuk menemukan kesalahan solder. Mesin X-ray, CT industri mesin scanning, mikroskop khusus, dan endoskopi untuk melihat di bawah paket disolder telah dikembangkan untuk mengatasi masalah ini. Jika BGA ditemukan parah disolder, dapat dihapus di stasiun pengerjaan ulang, yang merupakan jig dilengkapi dengan lampu inframerah (atau udara panas), termokopel dan alat vakum untuk mengangkat paket. The BGA bisa diganti dengan yang baru, atau dapat diperbaharui (atau reballed) dan re-instal pada papan sirkuit. Bola solder pra-konfigurasi cocok dengan pola array (preforms) dapat digunakan untuk BGAs reball ketika hanya satu atau beberapa kebutuhan untuk dikerjakan ulang.
Karena biaya X-ray BGA inspeksi visual, pengujian listrik sangat sering digunakan sebagai gantinya. Sangat umum adalah batas pengujian scan menggunakan IEEE 1149,1 JTAG port.
Kesulitan dengan BGAs selama pengembangan sirkuit
Selama pembangunan itu tidak praktis untuk BGAs solder ke tempatnya, dan soket yang digunakan sebagai pengganti, tetapi cenderung diandalkan. Ada dua jenis umum soket: jenis yang lebih handal memiliki tanda air yang mendongkrak bawah bola, meskipun tidak memungkinkan menggunakan BGAs dengan bola dihapus sebagai tanda musim semi mungkin terlalu pendek.
Jenis kurang dapat diandalkan adalah soket ZIF, dengan sepit pegas yang ambil bola. Ini tidak bekerja dengan baik, terutama jika bola kecil.
Biaya peralatan
Peralatan mahal yang diperlukan untuk paket BGA solder andal, paket BGA tangan menyolder sangat sulit dan tidak dapat diandalkan, digunakan hanya untuk paket terkecil dalam jumlah terkecil.
Namun, karena semakin IC telah tersedia hanya dalam leadless (misalnya quad-tidak datar-memimpin paket) atau paket BGA, berbagai metode reflow DIY telah dikembangkan dengan menggunakan sumber panas murah seperti senjata panas, dan oven pemanggang roti domestik dan penggorengan listrik .
Varian
- CABGA: Chip Array Ball Grid Array
- CBGA and PBGA denote the Ceramic or Plastic substrate material to which the array is attached.
- CTBGA: Thin Chip Array Ball Grid Array
- CVBGA: Very Thin Chip Array Ball Grid Array
- DSBGA: Die-Size Ball Grid Array
- FBGA or Fine Ball Grid Array based on ball grid array technology. It has thinner contacts and is mainly used in system-on-a-chip designs.
- FCmBGA: Flip Chip Molded Ball Grid Array
- LBGA: Low-profile Ball Grid Array
- LFBGA: Low-profile Fine-pitch Ball Grid Array
- MBGA: Micro Ball Grid Array
- MCM-PBGA: Multi-Chip Module Plastic Ball Grid Array
- PBGA: Plastic Ball Grid Array
- SuperBGA (SBGA): Super Ball Grid Array
- TABGA: Tape Array BGA
- TBGA: Thin BGA
- TEPBGA: Thermally Enhanced Plastic Ball Grid Array
- TFBGA or Thin and Fine Ball Grid Array
- UFBGA and UBGA and Ultra Fine Ball Grid Array based on pitch ball grid array.
Intel menggunakan paket ditunjuk BGA1 untuk mereka Pentium II dan awal prosesor mobile Celeron. BGA2 adalah paket Intel untuk mereka Pentium III dan beberapa prosesor mobile kemudian Celeron. BGA2 juga dikenal sebagai FCBGA-479. Ia menggantikan pendahulunya, BGA1.
Misalnya, The "Micro-FCBGA" (flip Chip Ball Grid Array) yang saat ini Intel
Metode BGA mounting untuk prosesor mobile yang menggunakan teknologi mengikat sandal keping. Ini diperkenalkan dengan Coppermine Ponsel Celeron. Micro-FCBGA memiliki 479 bola yang 0,78 mm. Prosesor ini ditempelkan ke motherboard dengan solder bola ke motherboard. Ini lebih tipis dari pin grid array pengaturan socket, tetapi tidak removable.The 479 bola dari Paket Micro-FCBGA (paket hampir sama dengan 478-pin Socketable Micro-FCPGA Paket) disusun sebagai 6 cincin luar dari 1.27 mm lapangan (20 bola per inci pitch) 26x26 kotak persegi, dengan wilayah 14x14 batin kosong.
Pembelian
Primer pengguna akhir BGAs adalah produsen peralatan asli (OEM). Ada juga pasar antara penggemar elektronik melakukannya sendiri (DIY) seperti gerakan pembuat semakin populer. Sementara OEM umumnya sumber komponen mereka dari produsen, atau distributor produsen, hobi biasanya akan mendapatkan BGAs di aftermarket melalui komponen elektronik broker atau distributor.
Komentar
Posting Komentar