مقدمة عن مزايا وعيوبلوحة دارات مطبوعة BGAسبورة

لوحة الدوائر المطبوعة (PCB) ذات مصفوفة الشبكة الكروية (BGA) هي لوحة دوائر مطبوعة ذات حزمة تثبيت سطحي، مصممة خصيصًا للدوائر المتكاملة. تُستخدم لوحات BGA في التطبيقات التي يكون فيها التثبيت السطحي دائمًا، مثل أجهزة مثل المعالجات الدقيقة. هذه لوحات دوائر مطبوعة للاستخدام مرة واحدة فقط، ولا يمكن إعادة استخدامها. تحتوي لوحات BGA على عدد أكبر من دبابيس التوصيل مقارنةً بلوحات الدوائر المطبوعة العادية. يمكن لحام كل نقطة على لوحة BGA بشكل مستقل. جميع توصيلات هذه اللوحات موزعة على شكل مصفوفة أو شبكة سطحية موحدة. صُممت هذه اللوحات بحيث يسهل استخدام الجزء السفلي بالكامل بدلاً من مجرد استغلال المنطقة المحيطة.

دبابيس حزمة BGA أقصر بكثير من لوحة الدوائر المطبوعة التقليدية، لأنها ذات شكل محيطي فقط. لهذا السبب، توفر أداءً أفضل بسرعات أعلى. يتطلب لحام BGA تحكمًا دقيقًا، وغالبًا ما يتم توجيهه بواسطة آلات آلية. لهذا السبب، لا تُعد أجهزة BGA مناسبة للتركيب في المقبس.

تقنية لحام تغليف BGA

يُستخدم فرن إعادة الصهر للحام غلاف BGA بلوحة الدوائر المطبوعة. عندما يبدأ ذوبان كرات اللحام داخل الفرن، يُحافظ الشد على سطح الكرات المنصهرة على ثبات الغلاف في موضعه الأصلي على لوحة الدوائر المطبوعة. تستمر هذه العملية حتى إخراج الغلاف من الفرن وتبريده وتصلبه. للحصول على وصلات لحام متينة، تُعد عملية لحام مُحكمة لغلاف BGA ضرورية للغاية، ويجب أن تصل إلى درجة الحرارة المطلوبة. كما أن استخدام تقنيات اللحام المناسبة يُجنّب حدوث قصر كهربائي.

مزايا تغليف BGA

هناك العديد من المزايا لتغليف BGA، ولكن سيتم تفصيل أهم المزايا فقط أدناه.

١. تغليف BGA يستغل مساحة لوحة الدوائر المطبوعة بكفاءة: يُسهّل استخدام تغليف BGA استخدام مكونات أصغر حجمًا ومساحةً أصغر. كما يُساعد هذا التغليف على توفير مساحة كافية للتخصيص في لوحة الدوائر المطبوعة، مما يزيد من كفاءتها.

٢. تحسين الأداء الكهربائي والحراري: حجم عبوات BGA صغير جدًا، مما يُقلل من تبديد الحرارة، ويسهل تنفيذ عملية التبديد. عند تركيب رقاقة سيليكون في الأعلى، تنتقل معظم الحرارة مباشرةً إلى شبكة الكرة. أما عند تركيب قالب السيليكون في الأسفل، فيتصل بأعلى العبوة. لهذا السبب، يُعتبر الخيار الأمثل لتقنية التبريد. لا تحتوي عبوات BGA على دبابيس قابلة للانحناء أو قابلة للكسر، مما يزيد من متانة هذه اللوحات مع ضمان أداء كهربائي جيد.

٣. تحسين أرباح التصنيع من خلال تحسين اللحام: تتميز وسادات علب BGA بكبر حجمها، مما يجعلها سهلة اللحام والتعامل. وبالتالي، فإن سهولة اللحام والتعامل تجعل تصنيعها سريعًا للغاية. كما يمكن تعديل الوسادات الأكبر لهذه اللوحات بسهولة عند الحاجة.

4. تقليل خطر التلف: يتم لحام حزمة BGA في حالة صلبة، وبالتالي توفر متانة قوية ومتانة في أي حالة.

٥. خفض التكاليف: تُسهم المزايا المذكورة أعلاه في خفض تكلفة تغليف BGA. كما يُتيح الاستخدام الفعال للوحات الدوائر المطبوعة فرصًا إضافية لتوفير المواد وتحسين الأداء الكهروحراري، مما يُسهم في ضمان جودة الإلكترونيات وتقليل العيوب.

عيوب تغليف BGA

فيما يلي بعض عيوب حزم BGA، والتي تم وصفها بالتفصيل.

١. عملية الفحص صعبة للغاية: من الصعب جدًا فحص الدائرة أثناء عملية لحام المكونات في غلاف BGA. من الصعب جدًا التحقق من أي عيوب محتملة في غلاف BGA. بعد لحام كل مكون، يصعب قراءة الغلاف وفحصه. حتى في حال اكتشاف أي خطأ أثناء عملية الفحص، فسيكون من الصعب إصلاحه. لذلك، لتسهيل الفحص، تُستخدم تقنيات التصوير المقطعي المحوسب والأشعة السينية باهظة الثمن.

٢. مشاكل الموثوقية: تُعدّ عبوات BGA عرضة للإجهاد. ويعود هذا الضعف إلى إجهاد الانحناء، الذي يُسبب مشاكل في موثوقية هذه اللوحات. ورغم ندرة مشاكل الموثوقية في عبوات BGA، إلا أن احتمالية حدوثها واردة دائمًا.

تقنية RayPCB المعبأة في BGA

التقنية الأكثر شيوعًا لحجم تغليف BGA التي تستخدمها RayPCB هي 0.3 مم، مع الحفاظ على الحد الأدنى للمسافة بين الدوائر عند 0.2 مم. الحد الأدنى للمسافة بين تغليفي BGA مختلفين (إذا تم الحفاظ على 0.2 مم). في حال اختلاف المتطلبات، يُرجى التواصل مع RAYPCB لإجراء أي تعديلات على التفاصيل المطلوبة. يظهر حجم تغليف BGA في الشكل أدناه.

تغليف BGA المستقبلي

لا شك أن تغليف BGA سيقود سوق المنتجات الكهربائية والإلكترونية مستقبلًا. مستقبل تغليف BGA متين وسيبقى في السوق لفترة طويلة. ومع ذلك، فإن معدل التقدم التكنولوجي الحالي سريع للغاية، ومن المتوقع أن يظهر في المستقبل القريب نوع آخر من لوحات الدوائر المطبوعة أكثر كفاءة من تغليف BGA. ومع ذلك، فقد جلب التقدم التكنولوجي أيضًا مشاكل التضخم والتكلفة إلى عالم الإلكترونيات. لذلك، يُفترض أن تغليف BGA سيقطع شوطًا طويلاً في صناعة الإلكترونيات نظرًا لفعاليته من حيث التكلفة ومتانته. بالإضافة إلى ذلك، هناك أنواع عديدة من تغليف BGA، والاختلافات في أنواعها تزيد من أهمية تغليف BGA. على سبيل المثال، إذا لم تكن بعض أنواع تغليف BGA مناسبة للمنتجات الإلكترونية، فسيتم استخدام أنواع أخرى منها.