معرفی آرایه شبکه توپی پلاستیکی-PBGA

پی‌بی‌جی‌ای یا بسته بندی آرایه شبکه توپی پلاستیکی برای ارائه سطح بالا استفاده می‌شود مونتاژ برد مدار چاپی پردازش و طراحی با قیمت‌های مناسب. این اصلی‌ترین مورد است نوع BGA که معمولاً برای ساخت برد مدار چاپی دو طرفه استفاده می‌شود. اولین بار توسط شرکت MOTOROLA ساخته شد و اکنون تقریباً هر تولیدکننده PCBA از این ماده در محصولات خود استفاده می‌کند. ماده زیرلایه آن از طریق بیسمالیمید تریازین ساخته می‌شود. با استفاده از این فناوری پیشرفته بسته‌بندی مدار مجتمع، مهندسان می‌توانند با افزایش ویژگی‌های عملیاتی اجزای نیمه‌هادی، نوآوری‌ها را بهینه کنند.

این بسته‌بندی‌ها برای اندوکتانس پایین ساخته شده‌اند، خب مونتاژ SMT این تکنیک‌ها با طرح‌های زمین و توان ارائه می‌شوند که مورد نیاز الکترونیک پیشرفته هستند. این بسته‌بندی از مواد درجه یک نیمه‌هادی‌های اثبات‌شده در صنعت، ساختار طراحی انعطاف‌پذیری را ارائه می‌دهد. PBGA به ... کمک می‌کند. قطعات را به طور دائم سوار کنید مانند ریزپردازنده‌ها. این بسته‌بندی تعداد بیشتری پین‌اوت ارائه می‌دهد که به ایجاد اتصال با بسته‌بندی دوگانه درون خطی یا تخت کمک می‌کند. ساختار آن به گونه‌ای است که می‌توانیم به جای فقط محیط، از کل مساحت پایینی آن استفاده کنیم.

ویژگی‌های PBGAها

با توجه به بهبود مداوم عملکرد تراشه‌های مدار مجتمع و سرعت کلاک،, تولیدکنندگان PCBA چینی واقعاً به دنبال روش‌های کارآمد برای مونتاژ آنها هستیم. پس از امتحان کردن روش‌های جدید بیشتر، فناوری آرایه شبکه توپی پلاستیکی (PBGA) برجسته شده است، این فناوری به عنوان اولین انتخاب برای دستگاه‌های ورودی/خروجی بالا و کاربردهای پین کمتر در نظر گرفته می‌شود و مشتریان از این طریق پروژه‌ها را سودآورتر می‌کنند. مونتاژ BGA. محرک‌ها شامل مزیت تراکم آرایه‌های مساحتی، بازده مونتاژ سریع شش سیگما با تجهیزات مونتاژ موجود، پتانسیل عملکرد عالی الکتریکی و حرارتی و هزینه پایین سنتی بسته‌بندی پلاستیکی هستند. در ادامه، ویژگی‌های ... را شرح خواهیم داد. آرایه‌های شبکه‌ای توپی پلاستیکی:

  • برخی از ویژگی‌های اصلی PFBA در اینجا توضیح داده شده است.
  • تعداد توپ‌های گمرکی برای این بسته‌بندی ۱۵۲۱ عدد است.
  • معمولاً گام استاندارد ساچمه ۱.۰۰ میلی‌متر، ۱.۲۷ میلی‌متر و ۱.۵۰ میلی‌متر است، اما برای برخی پروژه‌های سطح بالا می‌توان مقادیر دیگری نیز ایجاد کرد.
  • ابعاد معمول بسته‌بندی حدود ۱۷ میلی‌متر تا ۴۰ میلی‌متر است.
  • با مس و زر سازگارتر است تا با سیم.
  • این تراشه با ساختار چیپ روی چیپ عرضه می‌شود.
  • یک خروجی بزرگتر برای ماد وجود دارد تا کیفیت بالایی را ارائه دهد.
  • بسته بندی کم وزنی دارد.
  • این محصول از نظر حرارتی و الکتریکی عملکرد خوبی دارد.
  • با استفاده از این فناوری، طراحی HDI می‌تواند خلق شود.
  • این بهترین زیرلایه برای طرح‌های MCM و SMT یکپارچه است.
  • با Automotive AEC-Q100 سازگار است.
  • از ۶۳ قلع/۳۷ سرب یا توپ‌های لحیم بدون سرب استفاده شده است.
  • این عملیات بسیار قابل اعتماد را فراهم می کند.
  • می‌تواند دارای زیرلایه‌های ۲ لایه یا ۴ لایه باشد.
  • فرآیند تولید مبتنی بر نوار بالغ با بازده بالا.

پدهای PCB SMD و NSMD برای PBGA

دو نوع پد PCB برای آرایه‌های شبکه توپی پلاستیکی استفاده می‌شود. یکی زمین تعریف‌شده با پوشش لحیم (SMD) و دیگری زمین تعریف‌شده با پوشش لحیم بدون پوشش (NSMD) است. در سطح صنعتی، پدهای تعریف‌شده با مس بیشتر در بردهای PCBA استفاده می‌شوند. در ادامه مزایا و معایب آنها را با هم مقایسه خواهیم کرد قطعات SMD و NSMD در مونتاژ PBGA.

SMD و NSMD

مزایا و معایب SMD

تولیدکنندگان لوازم الکترونیکی از قطعات SMD استفاده می‌کنند زیرا می‌توانند استحکام مکانیکی بهتری ایجاد کنند و برد PCBA مونتاژ شده را در برابر حرارت مقاوم‌تر کنند. این تکنیک از مس بزرگتر استفاده می‌کند و گرما را به روش مناسب در سراسر برد پخش می‌کند.

اگرچه SMD یک استراتژی مونتاژ عالی است، اما هنگام لحیم کاری برای مونتاژ SMT، ممکن است اشیاء خارجی روی پدها ظاهر شوند و نقاط فشار بالقوه‌ای روی برد مدار وجود داشته باشد. احتمالاً تلورانس ابعادی بدتری در قطر قابل لحیم کاری در مقایسه با NSMD وجود دارد.

مزایا و معایب NSMD

این یک نوع پد رایج است که لحیم‌کاری را گزینشی‌تر می‌کند. این نوع پد دارای نسبت مس به مس بالایی برای مسیریابی ردپاها در بین پدها است. هیچ نقطه تمرکز تنشی روی برد ندارد.

این امر استحکام چسبندگی پد به PCB را کاهش می‌دهد. ممکن است در آزمایش مکانیکی دیگری، یعنی بستر تخته، شوک مکانیکی و لرزش، پیوند ضعیفی وجود داشته باشد. اتصال نامتقارن ابتدا در سطح مشترک بسته در چرخه زمانی کوتاه دچار شکست می‌شود.

پارامترهای طراحی پد PCB

ابعاد پد PCB

  • قطر پد لحیم کاری باید برابر با قطر بسته بندی باشد
  • قطر پد برد PCB با اندازه کوچک حدود ده درصد است که می‌تواند به مسیریابی آسان کمک کند و همچنین از قابلیت اطمینان خوبی برخوردار باشد.
  • برای لحیم کاری پد NSMD، پارامتر باز شدن باید 0.125 میلی متر > قطر پد باشد.
  • پدهای SMD باید 0.125 میلی‌متر > دهانه ماسک لحیم باشند.
  • برای پرداخت سطح PCB از OSP، HASl، نقره غوطه‌وری یا الکترولس استفاده کنید

چاپ خمیر لحیم برای PBGA

ضخامت استنسیل خمیر لحیم برای PBGA مقادیری بین 0.10 تا 0.20 میلی‌متر دارد. ضخامت استنسیل معمولاً توسط سایر اجزای موجود روی برد مانند سرب با گام خوب و اجزای کوچک تعریف می‌شود. هیچ مقدار حداقلی برای حجم خمیر لحیم برای PBGA وجود ندارد زیرا ماده لحیم کاملاً ذوب شده و در طول فرآیند reflow کاهش می‌یابد.

برای داشتن واشربندی خوب، قطر روزنه‌ها باید با قطر پد PCB یکسان باشد. در برخی شرایط، مانند اندازه‌های بزرگتر، شابلون ضخیم PBGA می‌تواند استحکام مونتاژ خوبی را فراهم کند. معمولاً از چاپ خمیر لحیم ± 0.025 میلی‌متر روی برد PCB استفاده می‌شود و نباید با هیچ فلزکاری در معرض دید اطراف تماس پیدا کند.

ویاس‌های مسیریابی PCB

برای گام‌های ۱.۲۷، ۱.۰ و ۰.۸ میلی‌متر، از طریق فضای بین پدهای BGA

  • پد نگهدارنده Via Cu با توجه به اندازه مته Via تنظیم می‌شود
  • پد ضبط معمولاً با یک ماسک لحیم ارائه می‌شود.
  • مسیر بین پد و پد گیرنده باید با یک پوشش لحیم پوشانده شود، لایه کوچکتر پوشش لحیم می‌تواند باعث شود پوشش لحیم از روی مسیر بلند شود.
  • برای گام‌های ۰.۸، ۰.۶۵ و ۰.۵۰ میلی‌متر، ساختار via-in-pad
  • Via با پد BGA پیکربندی شده است
  • بستر Via باید کاملاً پر شود تا حفره‌ها در اتصال لحیم نهایی به حداقل برسند.

آیا به مونتاژ آرایه شبکه توپی پلاستیکی فکر می‌کنید؟

مزایای مونتاژ PBGA

این تکنیک بهترین گزینه برای ساخت بسته‌بندی مینیاتوری برای آی‌سی‌هایی است که تعداد پین‌آوت بیشتری دارند. در تکنیک قدیمی‌تر، آرایه شبکه پین و سطح درون‌خطی دوگانه، بسته‌بندی نصب نیز پین‌های بیشتری و نواحی کمتری بین پین‌ها داشت، اما لحیم‌کاری این پین‌ها بسیار دشوار بود. وقتی پین‌های بسته‌بندی نزدیک به یکدیگر قرار می‌گیرند، نتیجه... اتصال کوتاه برد مدار چاپی افزایش می یابد.

مزیت دیگر آن مقاومت حرارتی کم بین بسته‌بندی و برد نسبت به سایر بسته‌بندی‌هایی است که دارای سیم‌های مجزا هستند. ساختار آنها به گونه‌ای پیکربندی شده است که گرمای تولید شده از طریق ICها در بسته‌بندی به راحتی به برد منتقل می‌شود که به تراشه کمک می‌کند تا از گرم شدن بیش از حد جلوگیری کند.

هادی‌های الکتریکی کوچک باعث القای نامطلوب کمتری می‌شوند، این یک تکنیک PBGA سودمند است زیرا در مدارهای سیگنال پرسرعت که این ویژگی باعث اعوجاج نامطلوب برای سیگنال می‌شود. PBGAها برخی با فاصله کمی بین بسته‌بندی و برد و همچنین مقدار اندوکتانس سرب کمتری دارند که منجر به عملکرد الکتریکی بالا برای دستگاه‌های پین شده می‌شود.

معایب مونتاژ PBGA

عیب BGA این است که توپ‌های لحیم نمی‌توانند مانند سیم‌های بلندتر خم شوند، بنابراین از نظر مکانیکی سازگار نیستند. در مورد قطعات SMD، خم شدن به دلیل تفاوت در ضریب انبساط حرارتی بین زیرلایه PCB و PBGA یا خم شدن و تنش مکانیکی منجر به شکستگی اتصالات لحیم می‌شود. مشکلات انبساط حرارتی را می‌توان با مرتبط کردن ویژگی‌های مکانیکی و حرارتی برد با بسته‌بندی کاهش داد. معمولاً دستگاه‌های PBGA ویژگی‌های حرارتی خود را بیشتر از اجزای سرامیکی مطابقت می‌دهند.

عیب دیگر این فناوری این است که وقتی بسته‌بندی را لحیم می‌کنید، پیدا کردن عیوب موجود در بسته‌بندی آسان نیست. برای حل این مشکل از دستگاه‌های اشعه ایکس، دستگاه‌های سی‌تی اسکن صنعتی و میکروسکوپ‌ها استفاده می‌شود. اگر لحیم‌کاری PBGA خوب نباشد، می‌توان آن را در ایستگاه بازسازی که یک وسیله مجهز به لامپ مادون قرمز، ترموکوپل و دستگاه خلاء برای بلند کردن بسته‌بندی است، جدا کرد. PBGA تغییر داده یا بازسازی می‌شود و سپس روی برد PCB قرار می‌گیرد. توپ‌های لحیم‌کاری شده که از قبل با الگوی آرایه‌ای مطابقت دارند، می‌توانند در زمانی که فقط یک یا چند مورد نیاز به بازسازی دارند، به BGAهای بسته‌بندی مجدد متصل شوند.

چه زمانی تولید PCB در حال انجام است، لحیم کردن BGA به داخل ساختار خوب نیست و می‌توان از سوکت‌ها به جای آن استفاده کرد که به نظر می‌رسد یک تکنیک غیرقابل اعتماد باشد. دو نوع اصلی سوکت وجود دارد، اما نوع قابل اعتماد دارای پین‌های فنری است که زیر توپ‌ها فشار می‌آورند، اگرچه به استفاده از PBGA بدون توپ کمکی نمی‌کند زیرا پین‌های فنری کوچک هستند. سوکت کمتر قابل اعتماد ZIF است که دارای گیره‌های فنری است که توپ‌ها را می‌گیرند. این سوکت به خصوص برای توپ‌های کوچک به درستی کار نمی‌کند.

ابزاری که برای بسته‌بندی شبکه توپی پلاستیکی استفاده می‌شود گران است و لحیم‌کاری دستی بسته‌بندی PBGA بسیار دشوار و غیرقابل اعتماد است و برای بسته‌بندی‌های کوچک استفاده می‌شود. با این حال، با افزایش ... مدارهای مجتمع فقط در دسترس قرار گرفت مونتاژ PCB بدون سرب یا PBGA، روش‌های مختلف اختصاصی برای جریان مجدد با استفاده از منابع حرارتی کم‌هزینه‌تر مانند تفنگ‌های حرارتی، توسترهای خانگی و قابلمه‌های برقی توسعه داده شدند.

وبلاگ‌های مرتبط

ما دوست داریم از شما بشنویم