บทนำข้อดีและข้อเสียของแผงวงจร BGAกระดาน

แผงวงจรพิมพ์ (PCB) แบบ ball grid array (BGA) คือแผงวงจรพิมพ์แบบติดตั้งบนพื้นผิวที่ออกแบบมาโดยเฉพาะสำหรับวงจรรวม แผงวงจร BGA ใช้ในแอปพลิเคชันที่ต้องติดตั้งบนพื้นผิวอย่างถาวร เช่น ในอุปกรณ์ เช่น ไมโครโปรเซสเซอร์ แผงวงจรพิมพ์เหล่านี้เป็นแผงวงจรพิมพ์แบบใช้แล้วทิ้งและไม่สามารถนำกลับมาใช้ซ้ำได้ แผงวงจร BGA มีพินเชื่อมต่อมากกว่าแผงวงจรพิมพ์ทั่วไป โดยแต่ละจุดบนแผงวงจร BGA สามารถบัดกรีแยกกันได้อย่างอิสระ การเชื่อมต่อทั้งหมดของแผงวงจรพิมพ์เหล่านี้จะกระจายออกไปในรูปแบบของเมทริกซ์หรือกริดพื้นผิวที่สม่ำเสมอ แผงวงจรพิมพ์เหล่านี้ได้รับการออกแบบมาเพื่อให้สามารถใช้ด้านล่างทั้งหมดได้อย่างง่ายดายแทนที่จะใช้พื้นที่รอบข้างเพียงอย่างเดียว

พินของแพ็คเกจ BGA สั้นกว่า PCB ทั่วไปมากเนื่องจากมีรูปร่างแบบเส้นรอบวงเท่านั้น ด้วยเหตุนี้ จึงให้ประสิทธิภาพที่ดีกว่าที่ความเร็วสูง การเชื่อม BGA ต้องใช้การควบคุมที่แม่นยำและมักควบคุมโดยเครื่องจักรอัตโนมัติ นี่คือสาเหตุที่อุปกรณ์ BGA จึงไม่เหมาะสำหรับการติดตั้งซ็อกเก็ต

เทคโนโลยีการบัดกรี บรรจุภัณฑ์ BGA

เตาอบแบบรีโฟลว์ใช้สำหรับบัดกรีแพ็กเกจ BGA เข้ากับแผงวงจรพิมพ์ เมื่อลูกบัดกรีเริ่มหลอมละลายภายในเตาอบ แรงตึงบนพื้นผิวของลูกบัดกรีที่หลอมละลายจะทำให้แพ็กเกจอยู่ในตำแหน่งที่ถูกต้องบน PCB กระบวนการนี้จะดำเนินต่อไปจนกว่าแพ็กเกจจะถูกนำออกจากเตาอบ เย็นลง และแข็งตัว เพื่อให้มีจุดบัดกรีที่ทนทาน กระบวนการบัดกรีที่ควบคุมได้สำหรับแพ็กเกจ BGA มีความจำเป็นอย่างยิ่งและจะต้องถึงอุณหภูมิที่ต้องการ เมื่อใช้เทคนิคการบัดกรีที่ถูกต้อง จะช่วยขจัดความเป็นไปได้ที่จะเกิดไฟฟ้าลัดวงจรได้อีกด้วย

ข้อดีของการบรรจุ BGA

การบรรจุภัณฑ์ BGA นั้นมีข้อดีหลายประการ แต่ด้านล่างนี้จะระบุเฉพาะข้อดีหลักๆ เท่านั้น

1. บรรจุภัณฑ์ BGA ใช้พื้นที่ PCB อย่างมีประสิทธิภาพ: การใช้บรรจุภัณฑ์ BGA ช่วยให้ใช้ชิ้นส่วนที่มีขนาดเล็กลงและใช้พื้นที่น้อยลง บรรจุภัณฑ์เหล่านี้ยังช่วยประหยัดพื้นที่สำหรับการปรับแต่งใน PCB ได้เพียงพอ จึงเพิ่มประสิทธิภาพได้

2. ประสิทธิภาพไฟฟ้าและความร้อนที่ได้รับการปรับปรุง: ขนาดของแพ็คเกจ BGA มีขนาดเล็กมาก ดังนั้น PCB เหล่านี้จึงกระจายความร้อนน้อยลง และกระบวนการกระจายความร้อนนั้นง่ายต่อการนำไปใช้ เมื่อใดก็ตามที่เวเฟอร์ซิลิกอนถูกติดตั้งไว้ด้านบน ความร้อนส่วนใหญ่จะถูกถ่ายเทโดยตรงไปยังกริดบอล อย่างไรก็ตาม ด้วยไดซิลิกอนที่ติดตั้งไว้ด้านล่าง ไดซิลิกอนจะเชื่อมต่อกับด้านบนของแพ็คเกจ นี่คือเหตุผลที่ถือว่าเป็นตัวเลือกที่ดีที่สุดสำหรับเทคโนโลยีการระบายความร้อน ไม่มีพินที่งอได้หรือเปราะบางในแพ็คเกจ BGA ดังนั้นความทนทานของ PCB เหล่านี้จึงเพิ่มขึ้นในขณะที่รับประกันประสิทธิภาพทางไฟฟ้าที่ดี

3. เพิ่มผลกำไรจากการผลิตด้วยการบัดกรีที่ดีขึ้น: แผ่นวงจรของแพ็คเกจ BGA มีขนาดใหญ่พอที่จะทำให้บัดกรีได้ง่ายและง่ายต่อการจัดการ ดังนั้น การเชื่อมและการจัดการที่ง่ายจึงทำให้ผลิตได้เร็วมาก แผ่นวงจรขนาดใหญ่ของ PCB เหล่านี้ยังสามารถนำไปซ่อมได้ง่ายหากจำเป็น

4. ลดความเสี่ยงต่อความเสียหาย: แพ็คเกจ BGA ได้รับการบัดกรีแบบโซลิดสเตต ดังนั้นจึงมีความทนทานแข็งแรงและทนทานในทุกสภาวะ

5. ลดต้นทุน: ข้อดีข้างต้นช่วยลดต้นทุนของบรรจุภัณฑ์ BGA การใช้แผงวงจรพิมพ์อย่างมีประสิทธิภาพช่วยให้ประหยัดวัสดุและปรับปรุงประสิทธิภาพของเทอร์โมอิเล็กทริกได้มากขึ้น ช่วยให้มั่นใจได้ว่าอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์จะมีคุณภาพสูงและลดข้อบกพร่อง

ข้อเสียของการบรรจุ BGA

ต่อไปนี้เป็นข้อเสียบางประการของแพ็คเกจ BGA ซึ่งอธิบายไว้โดยละเอียด

1. กระบวนการตรวจสอบนั้นยากมาก: การตรวจสอบวงจรในระหว่างกระบวนการบัดกรีส่วนประกอบเข้ากับแพ็คเกจ BGA นั้นยากมาก การตรวจสอบข้อบกพร่องที่อาจเกิดขึ้นในแพ็คเกจ BGA นั้นยากมาก หลังจากบัดกรีส่วนประกอบแต่ละชิ้นแล้ว แพ็คเกจนั้นก็ยากต่อการอ่านและตรวจสอบ แม้ว่าจะพบข้อผิดพลาดใดๆ ในระหว่างกระบวนการตรวจสอบ การแก้ไขก็จะเป็นเรื่องยาก ดังนั้น เพื่ออำนวยความสะดวกในการตรวจสอบ จึงใช้เทคโนโลยีการสแกน CT และ X-ray ซึ่งมีราคาแพงมาก

2. ปัญหาความน่าเชื่อถือ: แพ็คเกจ BGA ไวต่อแรงกด ความเปราะบางนี้เกิดจากแรงกดดัด แรงกดดัดนี้ทำให้เกิดปัญหาความน่าเชื่อถือในแผงวงจรพิมพ์เหล่านี้ แม้ว่าปัญหาความน่าเชื่อถือจะเกิดขึ้นไม่บ่อยในแพ็คเกจ BGA แต่ความเป็นไปได้ก็เกิดขึ้นอยู่เสมอ

เทคโนโลยี RayPCB แบบแพ็คเกจ BGA

เทคโนโลยีที่ใช้กันมากที่สุดสำหรับขนาดแพ็คเกจ BGA ที่ใช้โดย RayPCB คือ 0.3 มม. และระยะห่างขั้นต่ำที่ต้องอยู่ระหว่างวงจรจะต้องคงไว้ที่ 0.2 มม. ระยะห่างขั้นต่ำระหว่างแพ็คเกจ BGA สองแพ็คเกจที่แตกต่างกัน (หากคงไว้ที่ 0.2 มม.) อย่างไรก็ตาม หากข้อกำหนดแตกต่างกัน โปรดติดต่อ RAYPCB เพื่อขอเปลี่ยนแปลงรายละเอียดที่จำเป็น ระยะห่างของขนาดแพ็คเกจ BGA แสดงไว้ในรูปภาพด้านล่าง

บรรจุภัณฑ์ BGA ในอนาคต

เป็นที่ปฏิเสธไม่ได้ว่าบรรจุภัณฑ์ BGA จะเป็นผู้นำตลาดผลิตภัณฑ์ไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ในอนาคต อนาคตของบรรจุภัณฑ์ BGA นั้นมั่นคงและจะคงอยู่ในตลาดอีกนานพอสมควร อย่างไรก็ตาม อัตราความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีในปัจจุบันนั้นรวดเร็วมาก และคาดว่าในอนาคตอันใกล้นี้จะมีแผงวงจรพิมพ์ประเภทอื่นที่มีประสิทธิภาพมากกว่าบรรจุภัณฑ์ BGA อย่างไรก็ตาม ความก้าวหน้าทางเทคโนโลยียังนำปัญหาเงินเฟ้อและต้นทุนมาสู่โลกอิเล็กทรอนิกส์ด้วย ดังนั้น จึงสันนิษฐานได้ว่าบรรจุภัณฑ์ BGA จะไปได้ไกลในอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์เนื่องจากเหตุผลด้านความคุ้มทุนและความทนทาน นอกจากนี้ยังมีบรรจุภัณฑ์ BGA หลายประเภท และความแตกต่างในประเภทต่างๆ ทำให้บรรจุภัณฑ์ BGA มีความสำคัญมากขึ้น ตัวอย่างเช่น หากบรรจุภัณฑ์ BGA บางประเภทไม่เหมาะสำหรับผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์ ก็จะใช้บรรจุภัณฑ์ BGA ประเภทอื่นแทน