Introduzione del Ball Grid Array-PBGA in plastica
PBGA o Imballaggio di plastica a griglia di sfere viene utilizzato per fornire il livello alto Assemblaggio di PCB processo e design a prezzi ragionevoli. È il principale tipo di BGA che viene comunemente utilizzato per la costruzione di PCB a doppio lato. La prima volta è stato creato dalla società MOTOROLA e ora quasi tutti i produttori di PCBA utilizzano questo materiale nei loro prodotti. Il materiale del substrato viene creato attraverso la triazina bismaleimide. Grazie all'uso di questa tecnologia avanzata di imballaggio IC, gli ingegneri possono ottimizzare le innovazioni migliorando le caratteristiche di funzionamento dei componenti dei semiconduttori.
Questi imballaggi sono stati creati per avere una bassa induttanza, un'ottima Assemblaggio SMT e un migliore funzionamento termico. Queste tecniche sono dotate di piani di terra e di potenza richiesti dall'elettronica avanzata. Questo packaging offre una struttura di progettazione flessibile, poiché utilizza materiali di qualità per semiconduttori collaudati nel settore. Il PBGA aiuta a montare i componenti in modo permanente come i microprocessori. Questo imballaggio offre un maggior numero di piedinature che aiutano a creare un collegamento con l'imballaggio doppio in linea o piatto. La sua struttura è tale da consentire l'utilizzo dell'intera area inferiore anziché solo del perimetro.
Caratteristiche dei PBGA
Grazie al continuo miglioramento delle funzioni dei chip IC e delle velocità di clock, Produttori cinesi di PCBA sono alla ricerca di modi efficienti per assemblarli. Dopo aver sperimentato nuovi metodi, spicca la tecnologia PBGA (Plastic Ball Grid Array), considerata la prima scelta per i dispositivi ad alto I/O e per le applicazioni con meno pin, grazie alla quale i clienti rendono i progetti più redditizi. Assemblaggio BGA. Tra i fattori trainanti vi sono il vantaggio della densità degli array di aree, i rapidi rendimenti di assemblaggio Six Sigma con le attrezzature di assemblaggio esistenti, il potenziale di eccellenti prestazioni elettriche e termiche e il tradizionale basso costo dell'imballaggio in plastica. In seguito, verranno descritte le caratteristiche di griglie a sfere in plastica:
- Di seguito vengono illustrate alcune caratteristiche principali del PFBA
- Ci sono 1521 conteggi di sfere doganali per questo imballaggio.
- Normalmente il passo delle sfere è di 1,00 mm, 1,27 mm e 1,50 mm, ma per alcuni progetti di alto livello è possibile creare altri valori.
- Le dimensioni normali della confezione sono comprese tra 17 e 40 mm.
- È più compatibile con il rame e l'oro che con il filo.
- È dotato di una struttura chip-on-chip.
- Per garantire l'alta qualità è presente un'uscita mod cap più grande.
- È un imballaggio a basso peso.
- Offre buone prestazioni termiche ed elettriche.
- Grazie all'uso di questa tecnologia, la progettazione HDI può creare.
- È il miglior substrato per progetti MCM e SMT integrati.
- È compatibile con il sistema Automotive AEC-Q100.
- 63 Sn/37 Pb o sfere di saldatura senza piombo.
- Offre operazioni altamente affidabili.
- Può avere substrati a 2 o 4 strati.
- Processo di produzione maturo basato su strisce con rese elevate.
Pad PCB SMD e NSMD per PBGA
Esistono due tipi di piazzole per PCB utilizzate per le matrici di sfere in plastica. Uno è il Solder Mask Defined Land (SMD) e l'altro è il Non-Solder Mask Defined Land (NSMD). A livello industriale, i pad definiti in rame sono utilizzati soprattutto nelle schede PCBA. Successivamente confronteremo i vantaggi e gli svantaggi di Componenti SMD e NSMD nell'assemblaggio PBGA.
Vantaggi e svantaggi dell'SMD
I produttori di elettronica utilizzano i componenti SMD perché possono garantire una migliore resistenza meccanica e rendere la scheda PCBA assemblata più resistente al calore. Questa tecnica utilizza rame più grande e diffonde il calore in modo corretto su tutta la scheda.
Sebbene l'SMD sia un'eccellente strategia di assemblaggio, quando si salda per l'assemblaggio SMT, sulle piazzole possono comparire oggetti estranei e ci sono potenziali punti di pressione sul circuito stampato. Possibile tolleranza dimensionale peggiore sul diametro saldabile rispetto a NSMD.
Vantaggi e svantaggi della NSMD
Si tratta di un tipo di pad comunemente utilizzato, che rende la saldatura più selettiva. Presenta un elevato rapporto rame/rame per instradare le tracce tra le piazzole. Non presenta alcun punto di concentrazione delle sollecitazioni sulla scheda.
Riduce la forza di adesione del pannello al PCB. Potrebbe esserci un anello debole in un altro test del dispositivo meccanico, ad esempio l'allettamento della scheda, gli urti meccanici e le vibrazioni. Il giunto asimmetrico si rompe per primo nell'interfaccia del pacchetto durante i cicli termici.
Parametri di progettazione dei pad dei PCB
Dimensioni dei pad del PCB
- Il diametro della piazzola saldabile deve essere uguale al diametro di confezionamento
- Il diametro del pad del bordo del PCB di piccole dimensioni è di circa dieci per cento può aiutare per il routing facile e hanno anche una buona affidabilità
- Per la saldatura di piazzole NSMD il parametro di apertura deve essere 0,125 mm > diametro della piazzola.
- Le piazzole SMD devono essere 0,125 mm > apertura maschera di saldatura
- Per Finitura superficiale dei PCB utilizzare OSP, HASl, argento ad immersione o argento elettrolitico.
Stampa di pasta saldante per PBGA
Lo spessore dello stencil di pasta saldante per PBGA ha valori compresi tra 0,10 e 0,20 mm. Lo spessore dello stencil è normalmente definito da altri componenti presenti sulla scheda, come i componenti piombati a buon passo e quelli di piccole dimensioni. Non esiste un valore minimo per il volume della pasta saldante per PBGA, poiché il materiale di saldatura si scioglie completamente e diminuisce durante il processo di rifusione.
Per ottenere una buona guarnizione, le aperture devono essere uguali al diametro della piazzola del PCB. In alcune situazioni, come nel caso di PBGA di dimensioni maggiori, lo spessore dello stencil può garantire una buona robustezza dell'assemblaggio; comunemente si usa una pasta saldante di 0,025 mm stampata sulla scheda PCB e la pasta non deve toccare la metallizzazione esposta circostante.
Passaggi per l'instradamento dei circuiti stampati
Per passi di 1,27, 1,0 e 0,8 mm, attraverso l'interstizio tra le piazzole BGA
- Pattino di contenimento della via Cu regolato in base alle dimensioni della punta da trapano
- La piazzola di acquisizione è solitamente dotata di una maschera di saldatura
- La traccia tra la piazzola e la piazzola di cattura deve essere coperta da una maschera di saldatura. Lo strato più piccolo di maschera di saldatura può causare il sollevamento della maschera di saldatura dalla traccia.
- Per passi di 0,8, 0,65 e 0,50 mm, struttura via-in-pad
- La via è configurata con il pad BGA
- Le vie devono essere riempite completamente per ridurre al minimo i vuoti nel giunto di saldatura finale.
Considerate l'assemblaggio di una griglia di sfere in plastica?
Vantaggi dell'assemblaggio PBGA
Questa tecnica è l'opzione migliore per realizzare imballaggi miniaturizzati per circuiti integrati con un numero maggiore di pin. Anche le tecniche più vecchie, come il pin grid array e il packaging a montaggio superficiale dual inline, presentavano un maggior numero di pin e un minor numero di aree tra i pin, ma risultavano molto difficili da saldare. Quando i pin del packaging sono posizionati vicini l'uno all'altro, il risultato della loro Cortocircuito del PCB aumenti.
Un altro vantaggio è la bassa resistenza termica tra l'imballaggio e la scheda rispetto agli altri imballaggi con conduttori discreti. La loro struttura è configurata in modo tale che il calore prodotto dai circuiti integrati nell'imballaggio si sposti facilmente verso la scheda, aiutando il chip a evitare il surriscaldamento.
I conduttori elettrici di piccole dimensioni causano una minore induttanza indesiderata, una tecnica vantaggiosa per i PBGA poiché nei circuiti di segnale ad alta velocità questa caratteristica causa una distorsione indesiderata del segnale. I PBGA sono caratterizzati da una piccola distanza tra l'imballaggio e la scheda e da un valore inferiore delle induttanze dei conduttori, il che consente di ottenere un funzionamento elettrico elevato rispetto ai dispositivi con pin.
Svantaggi dell'assemblaggio PBGA
Lo svantaggio del BGA è che le sfere di saldatura non possono piegarsi come i fili più lunghi, quindi non sono meccanicamente compatibili. Nel caso dei componenti SMD, la flessione dovuta alla differenza del coefficiente di espansione termica tra il substrato del PCB e il PBGA o la flessione e le sollecitazioni meccaniche provocano la rottura dei giunti di saldatura. I problemi di espansione termica possono essere ridotti mettendo in relazione le caratteristiche meccaniche e termiche della scheda con l'imballaggio. Normalmente i dispositivi PBGA si adattano alle loro caratteristiche termiche più dei componenti ceramici.
L'altro inconveniente di questa tecnologia è che quando si salda l'imballaggio non è facile trovare i difetti presenti nell'imballaggio. Per risolvere questo problema si utilizzano macchine a raggi X, TAC industriali e microscopi. Se la saldatura del PBGA non è buona, può essere rimossa nella stazione di rilavorazione, che è una struttura dotata di una lampada a infrarossi, una termocoppia e un dispositivo a vuoto per sollevare il pacchetto. Il PBGA viene cambiato o ricreato e poi posizionato sulla scheda PCB. Le sfere di saldatura già pronte possono essere collegate a un modello di array per riconfezionare i BGA quando solo uno o pochi di essi devono essere rilavorati.
Quando Produzione di PCB non è opportuno saldare la BGA nella struttura e al suo posto si possono usare gli zoccoli, che sembrano una tecnica poco affidabile. Esistono due tipi principali di zoccoli, ma quello affidabile è dotato di pin caricati a molla che si spingono sotto le sfere, anche se non aiuta i PBGA a essere utilizzati senza sfere poiché i pin caricati a molla sono piccoli. Lo zoccolo meno affidabile è lo ZIF, dotato di pinze a molla che afferrano le sfere. Non funziona correttamente, soprattutto per le sfere piccole.
Lo strumento utilizzato per il confezionamento di Plastic Ball Grid è costoso e il confezionamento PBGA con saldatura a mano è molto difficile e inaffidabile e viene utilizzato per confezioni di piccole dimensioni. Tuttavia, con l'aumentare del numero di circuiti integrati è diventato disponibile solo in assemblaggio di PCB senza piombo o PBGA, sono stati sviluppati vari metodi di rifusione proprietari che utilizzano fonti di calore meno costose come pistole termiche, tostapane domestici e padelle elettriche.
Blog correlati
Table of Contents Package-on-Package (PoP) Stacking in PCB Design: Guide to Memory Integration, Performance, and Manufacturing Package-on-Package (PoP) technology, also referred to as stacked packaging,
BGA a passo fine: panoramica introduttiva e casi di studio Di fronte ai vincoli di spazio nei prodotti elettronici come i dispositivi portatili o indossabili, i progettisti cercano attivamente di
Table of Contents Ceramic QFN Packages: A Guide to High-Performance & Hermetic Solutions In terms of electronic components, for example, it would be ideal if
Table of Contents BGA vs. QFN: Differences Between Two IC Packages Among the important tasks of engineers in the field of electronics is choosing a
Indice dei contenuti Nozioni di base sui pacchetti QFN La scelta del miglior pacchetto per circuiti integrati è fondamentale per la miniaturizzazione e le prestazioni. I package QFN offrono notevoli vantaggi
Migliorare le prestazioni e l'affidabilità con la tecnologia Ball Grid Array Negli ultimi anni, l'industria elettronica ha assistito a una tendenza significativa verso l'aumento della complessità e dei componenti.
Saremo lieti di ascoltarvi