BGA PCB बोर्ड के फायदे और नुकसान का परिचय

के फायदे और नुकसान का परिचयबीजीए पीसीबीतख़्ता

बॉल ग्रिड ऐरे (BGA) प्रिंटेड सर्किट बोर्ड (PCB) एक सरफेस माउंट पैकेज PCB है जिसे विशेष रूप से इंटीग्रेटेड सर्किट के लिए डिज़ाइन किया गया है। BGA बोर्ड उन अनुप्रयोगों में उपयोग किए जाते हैं जहाँ सरफेस माउंटिंग स्थायी होती है, उदाहरण के लिए, माइक्रोप्रोसेसर जैसे उपकरणों में। ये डिस्पोजेबल प्रिंटेड सर्किट बोर्ड होते हैं और इनका दोबारा उपयोग नहीं किया जा सकता। BGA बोर्ड में नियमित PCB की तुलना में अधिक इंटरकनेक्ट पिन होते हैं। BGA बोर्ड के प्रत्येक बिंदु को स्वतंत्र रूप से सोल्डर किया जा सकता है। इन PCB के सभी कनेक्शन एक समान मैट्रिक्स या सरफेस ग्रिड के रूप में फैले होते हैं। इन PCB को इस तरह डिज़ाइन किया गया है कि केवल परिधीय क्षेत्र का उपयोग करने के बजाय पूरे निचले हिस्से का आसानी से उपयोग किया जा सके।

BGA पैकेज के पिन सामान्य PCB की तुलना में बहुत छोटे होते हैं क्योंकि इनका आकार केवल परिधि जैसा होता है। इस कारण, यह उच्च गति पर बेहतर प्रदर्शन प्रदान करता है। BGA वेल्डिंग के लिए सटीक नियंत्रण की आवश्यकता होती है और यह अक्सर स्वचालित मशीनों द्वारा निर्देशित होती है। यही कारण है कि BGA उपकरण सॉकेट माउंटिंग के लिए उपयुक्त नहीं होते हैं।

सोल्डरिंग तकनीक BGA पैकेजिंग

BGA पैकेज को प्रिंटेड सर्किट बोर्ड पर सोल्डर करने के लिए एक रिफ्लो ओवन का उपयोग किया जाता है। जब ओवन के अंदर सोल्डर बॉल्स का पिघलना शुरू होता है, तो पिघली हुई बॉल्स की सतह पर तनाव पैकेज को PCB पर उसकी वास्तविक स्थिति में संरेखित रखता है। यह प्रक्रिया तब तक जारी रहती है जब तक पैकेज ओवन से बाहर नहीं निकल जाता, ठंडा होकर ठोस नहीं हो जाता। टिकाऊ सोल्डर जोड़ों के लिए, BGA पैकेज के लिए एक नियंत्रित सोल्डरिंग प्रक्रिया अत्यंत आवश्यक है और इसे आवश्यक तापमान तक पहुँचना चाहिए। जब ​​उचित सोल्डरिंग तकनीकों का उपयोग किया जाता है, तो यह शॉर्ट सर्किट की किसी भी संभावना को भी समाप्त कर देता है।

बीजीए पैकेजिंग के लाभ

बीजीए पैकेजिंग के कई फायदे हैं, लेकिन नीचे केवल शीर्ष फायदों का ही विवरण दिया गया है।

1. BGA पैकेजिंग, PCB स्पेस का कुशलतापूर्वक उपयोग करती है: BGA पैकेजिंग के उपयोग से छोटे कंपोनेंट्स और छोटे फ़ुटप्रिंट का उपयोग संभव होता है। ये पैकेज PCB में कस्टमाइज़ेशन के लिए पर्याप्त जगह बचाने में भी मदद करते हैं, जिससे इसकी कार्यक्षमता बढ़ जाती है।

2. बेहतर विद्युत और तापीय प्रदर्शन: BGA पैकेज का आकार बहुत छोटा होता है, इसलिए ये PCB कम ऊष्मा उत्सर्जित करते हैं और ऊष्मा उत्सर्जन प्रक्रिया को लागू करना आसान होता है। जब भी ऊपर एक सिलिकॉन वेफर लगाया जाता है, तो अधिकांश ऊष्मा सीधे बॉल ग्रिड में स्थानांतरित हो जाती है। हालाँकि, नीचे की तरफ़ सिलिकॉन डाई लगाने पर, सिलिकॉन डाई पैकेज के ऊपरी हिस्से से जुड़ जाती है। यही कारण है कि इसे शीतलन तकनीक के लिए सबसे अच्छा विकल्प माना जाता है। BGA पैकेज में कोई मुड़ने योग्य या नाज़ुक पिन नहीं होते हैं, इसलिए इन PCB का स्थायित्व बढ़ता है और साथ ही अच्छा विद्युत प्रदर्शन भी सुनिश्चित होता है।

3. बेहतर सोल्डरिंग के ज़रिए विनिर्माण लाभ में वृद्धि: BGA पैकेज के पैड इतने बड़े होते हैं कि उन्हें सोल्डर करना और संभालना आसान होता है। इसलिए, वेल्डिंग और हैंडलिंग में आसानी के कारण इनका निर्माण बहुत तेज़ हो जाता है। ज़रूरत पड़ने पर इन PCB के बड़े पैड को आसानी से बदला भी जा सकता है।

4. क्षति के जोखिम को कम करें: बीजीए पैकेज ठोस-अवस्था सोल्डर किया गया है, इस प्रकार किसी भी स्थिति में मजबूत स्थायित्व और टिकाऊपन प्रदान करता है।

5. लागत कम करें: उपरोक्त लाभ BGA पैकेजिंग की लागत कम करने में मदद करते हैं। मुद्रित सर्किट बोर्डों का कुशल उपयोग सामग्री की बचत और थर्मोइलेक्ट्रिक प्रदर्शन में सुधार के और अवसर प्रदान करता है, जिससे उच्च-गुणवत्ता वाले इलेक्ट्रॉनिक्स सुनिश्चित करने और दोषों को कम करने में मदद मिलती है।

बीजीए पैकेजिंग के नुकसान

निम्नलिखित BGA पैकेजों के कुछ नुकसान हैं, जिनका विस्तार से वर्णन किया गया है।

1. निरीक्षण प्रक्रिया अत्यंत कठिन है: BGA पैकेज में घटकों को सोल्डर करने की प्रक्रिया के दौरान सर्किट का निरीक्षण करना अत्यंत कठिन होता है। BGA पैकेज में किसी भी संभावित दोष की जाँच करना अत्यंत कठिन होता है। प्रत्येक घटक को सोल्डर करने के बाद, पैकेज को पढ़ना और उसका निरीक्षण करना कठिन होता है। यदि जाँच प्रक्रिया के दौरान कोई त्रुटि पाई भी जाती है, तो उसे ठीक करना कठिन होगा। इसलिए, निरीक्षण को सुगम बनाने के लिए, अत्यधिक महंगी सीटी स्कैन और एक्स-रे तकनीकों का उपयोग किया जाता है।

2. विश्वसनीयता संबंधी समस्याएँ: BGA पैकेज तनाव के प्रति संवेदनशील होते हैं। यह कमज़ोरी झुकने वाले तनाव के कारण होती है। यह झुकने वाला तनाव इन मुद्रित सर्किट बोर्डों में विश्वसनीयता संबंधी समस्याएँ पैदा करता है। हालाँकि BGA पैकेजों में विश्वसनीयता संबंधी समस्याएँ दुर्लभ हैं, फिर भी संभावना हमेशा बनी रहती है।

BGA पैकेज्ड RayPCB तकनीक

RayPCB द्वारा BGA पैकेज आकार के लिए सबसे आम तकनीक 0.3 मिमी है, और सर्किट के बीच न्यूनतम दूरी 0.2 मिमी रखी जाती है। दो अलग-अलग BGA पैकेजों के बीच न्यूनतम दूरी (यदि 0.2 मिमी रखी जाए)। हालाँकि, यदि आवश्यकताएँ अलग हैं, तो कृपया आवश्यक विवरणों में बदलाव के लिए RAYPCB से संपर्क करें। BGA पैकेज आकार की दूरी नीचे दिए गए चित्र में दिखाई गई है।

भविष्य की BGA पैकेजिंग

इसमें कोई संदेह नहीं है कि भविष्य में BGA पैकेजिंग इलेक्ट्रिकल और इलेक्ट्रॉनिक उत्पाद बाजार का नेतृत्व करेगी। BGA पैकेजिंग का भविष्य उज्ज्वल है और यह लंबे समय तक बाजार में रहेगी। हालाँकि, तकनीकी प्रगति की वर्तमान दर बहुत तेज़ है, और उम्मीद है कि निकट भविष्य में, एक और प्रकार का प्रिंटेड सर्किट बोर्ड होगा जो BGA पैकेजिंग से अधिक कुशल होगा। हालाँकि, तकनीकी प्रगति ने इलेक्ट्रॉनिक्स की दुनिया में मुद्रास्फीति और लागत संबंधी समस्याओं को भी जन्म दिया है। इसलिए, यह माना जाता है कि लागत-प्रभावशीलता और टिकाऊपन के कारण BGA पैकेजिंग इलेक्ट्रॉनिक्स उद्योग में एक लंबा सफर तय करेगी। इसके अलावा, BGA पैकेजिंग कई प्रकार की होती हैं, और उनके प्रकारों में अंतर BGA पैकेजिंग के महत्व को बढ़ाता है। उदाहरण के लिए, यदि कुछ प्रकार के BGA पैकेज इलेक्ट्रॉनिक उत्पादों के लिए उपयुक्त नहीं हैं, तो अन्य प्रकार के BGA पैकेज का उपयोग किया जाएगा।