Inleiding tot de voor- en nadelen vanBGA-printplaatbord

Een ball grid array (BGA) printplaat (PCB) is een oppervlaktegemonteerde printplaat (PCB) die speciaal is ontworpen voor geïntegreerde schakelingen. BGA-printplaten worden gebruikt in toepassingen waar oppervlaktemontage permanent is, bijvoorbeeld in apparaten zoals microprocessoren. Dit zijn wegwerpprintplaten en kunnen niet worden hergebruikt. BGA-printplaten hebben meer verbindingspinnen dan gewone PCB's. Elk punt op de BGA-printplaat kan afzonderlijk worden gesoldeerd. De volledige aansluitingen van deze PCB's zijn verspreid in de vorm van een uniforme matrix of oppervlaktegrid. Deze PCB's zijn zo ontworpen dat de volledige onderkant eenvoudig kan worden gebruikt in plaats van alleen de randapparatuur.

De pinnen van een BGA-behuizing zijn veel korter dan die van een gewone printplaat, omdat deze alleen een perimetervormige vorm heeft. Hierdoor levert het betere prestaties bij hogere snelheden. BGA-lassen vereist nauwkeurige controle en wordt vaker aangestuurd door geautomatiseerde machines. Daarom zijn BGA-apparaten niet geschikt voor socketmontage.

Soldeertechnologie BGA-verpakking

Een reflowoven wordt gebruikt om de BGA-behuizing op de printplaat te solderen. Wanneer het smelten van de soldeerballetjes in de oven begint, zorgt de spanning op het oppervlak van de gesmolten balletjes ervoor dat de behuizing uitgelijnd blijft op de printplaat. Dit proces gaat door totdat de behuizing uit de oven wordt gehaald, afkoelt en vast wordt. Voor duurzame soldeerverbindingen is een gecontroleerd soldeerproces voor de BGA-behuizing absoluut noodzakelijk en moet de vereiste temperatuur worden bereikt. Het gebruik van de juiste soldeertechnieken elimineert bovendien de kans op kortsluiting.

Voordelen van BGA-verpakkingen

BGA-verpakkingen bieden veel voordelen, maar hieronder worden alleen de grootste voordelen besproken.

1. BGA-verpakkingen maken efficiënt gebruik van PCB-ruimte: BGA-verpakkingen maken het gebruik van kleinere componenten en een kleinere footprint mogelijk. Deze verpakkingen helpen ook om voldoende ruimte te besparen voor maatwerk in de PCB, waardoor de efficiëntie toeneemt.

2. Verbeterde elektrische en thermische prestaties: De afmetingen van BGA-behuizingen zijn zeer klein, waardoor deze PCB's minder warmte afgeven en het afvoerproces eenvoudig te implementeren is. Wanneer een siliciumwafer bovenop wordt gemonteerd, wordt de meeste warmte rechtstreeks overgedragen naar het ball-grid. Wanneer de siliciummatrijs echter aan de onderkant is gemonteerd, is de siliciummatrijs verbonden met de bovenkant van de behuizing. Daarom wordt dit beschouwd als de beste keuze voor koeltechnologie. Er zitten geen buigzame of kwetsbare pinnen in de BGA-behuizing, waardoor de duurzaamheid van deze PCB's wordt vergroot en tegelijkertijd goede elektrische prestaties worden gegarandeerd.

3. Verbeter de productiewinst door verbeterde soldeermogelijkheden: de pads van BGA-behuizingen zijn groot genoeg om ze gemakkelijk te solderen en te hanteren. Dankzij het gemak van lassen en hanteren is de productie zeer snel. De grotere pads van deze PCB's kunnen indien nodig ook eenvoudig worden aangepast.

4. VERMINDER HET RISICO OP SCHADE: De BGA-behuizing is solid-state gesoldeerd, waardoor deze onder alle omstandigheden zeer duurzaam is.

5. Kostenbesparing: Bovenstaande voordelen helpen de kosten van BGA-verpakkingen te verlagen. Het efficiënte gebruik van printplaten biedt verdere mogelijkheden om materiaal te besparen en de thermo-elektrische prestaties te verbeteren, wat bijdraagt ​​aan de hoge kwaliteit van elektronica en het verminderen van defecten.

Nadelen van BGA-verpakkingen

Hieronder worden enkele nadelen van BGA-pakketten gedetailleerd beschreven.

1. Het inspectieproces is zeer complex: het is zeer moeilijk om het circuit te inspecteren tijdens het solderen van de componenten aan de BGA-behuizing. Het is zeer moeilijk om te controleren op mogelijke fouten in de BGA-behuizing. Nadat elke component is gesoldeerd, is de behuizing moeilijk te lezen en te inspecteren. Zelfs als er tijdens het controleproces een fout wordt gevonden, zal het moeilijk zijn om deze te herstellen. Daarom worden er zeer dure CT-scan- en röntgentechnologieën gebruikt om de inspectie te vergemakkelijken.

2. Betrouwbaarheidsproblemen: BGA-behuizingen zijn gevoelig voor spanning. Deze kwetsbaarheid wordt veroorzaakt door buigspanning. Deze buigspanning veroorzaakt betrouwbaarheidsproblemen bij deze printplaten. Hoewel betrouwbaarheidsproblemen zelden voorkomen bij BGA-behuizingen, is de kans hierop altijd aanwezig.

BGA-verpakte RayPCB-technologie

De meest gebruikte technologie voor BGA-behuizingen die RayPCB gebruikt, is 0,3 mm, en de minimale afstand tussen de circuits wordt gehandhaafd op 0,2 mm. Minimale afstand tussen twee verschillende BGA-behuizingen (indien gehandhaafd op 0,2 mm). Als de vereisten echter afwijken, neem dan contact op met RAYPCB voor wijzigingen in de vereiste details. De afstand tussen de BGA-behuizingen wordt weergegeven in de onderstaande afbeelding.

Toekomstige BGA-verpakkingen

Het is onmiskenbaar dat BGA-verpakkingen in de toekomst de markt voor elektrische en elektronische producten zullen leiden. De toekomst van BGA-verpakkingen is solide en ze zullen nog geruime tijd beschikbaar blijven. De huidige technologische vooruitgang is echter zeer snel en de verwachting is dat er in de nabije toekomst een ander type printplaat zal zijn dat efficiënter is dan BGA-verpakkingen. Technologische vooruitgang heeft echter ook inflatie en kostenproblemen in de elektronicasector gebracht. Daarom wordt aangenomen dat BGA-verpakkingen een lange weg zullen afleggen in de elektronica-industrie vanwege kosteneffectiviteit en duurzaamheid. Bovendien zijn er veel verschillende soorten BGA-verpakkingen, en de verschillen tussen de soorten vergroten het belang ervan. Als sommige soorten BGA-verpakkingen bijvoorbeeld niet geschikt zijn voor elektronische producten, zullen andere soorten BGA-verpakkingen worden gebruikt.