Giới thiệu về ưu điểm và nhược điểm củaPCB BGACái bảng
Bảng mạch in (PCB) dạng lưới bi (BGA) là một PCB dạng lắp trên bề mặt được thiết kế riêng cho mạch tích hợp. Bảng BGA được sử dụng trong các ứng dụng mà việc lắp trên bề mặt là cố định, ví dụ như trong các thiết bị như bộ vi xử lý. Đây là bảng mạch in dùng một lần và không thể tái sử dụng. Bảng BGA có nhiều chân kết nối hơn PCB thông thường. Mỗi điểm trên bảng BGA có thể được hàn độc lập. Toàn bộ các kết nối của các PCB này được trải ra dưới dạng một ma trận đồng nhất hoặc lưới bề mặt. Các PCB này được thiết kế sao cho toàn bộ mặt dưới có thể dễ dàng sử dụng thay vì chỉ sử dụng vùng ngoại vi.
Các chân của gói BGA ngắn hơn nhiều so với PCB thông thường vì nó chỉ có hình dạng kiểu chu vi. Vì lý do này, nó cung cấp hiệu suất tốt hơn ở tốc độ cao hơn. Hàn BGA đòi hỏi phải kiểm soát chính xác và thường được hướng dẫn bởi các máy tự động. Đây là lý do tại sao các thiết bị BGA không phù hợp để gắn ổ cắm.
Công nghệ hàn BGA đóng gói
Lò nung chảy lại được sử dụng để hàn gói BGA vào bảng mạch in. Khi quá trình nóng chảy của các viên bi hàn bắt đầu bên trong lò, sức căng trên bề mặt của các viên bi nóng chảy giữ cho gói được căn chỉnh theo đúng vị trí thực tế của nó trên PCB. Quá trình này tiếp tục cho đến khi gói được lấy ra khỏi lò, nguội và trở nên rắn chắc. Để có mối hàn bền, một quy trình hàn được kiểm soát cho gói BGA là rất cần thiết và phải đạt đến nhiệt độ yêu cầu. Khi sử dụng các kỹ thuật hàn phù hợp, nó cũng loại bỏ mọi khả năng xảy ra đoản mạch.
Ưu điểm của bao bì BGA
Có nhiều ưu điểm của việc đóng gói BGA, nhưng chỉ những ưu điểm hàng đầu được nêu chi tiết dưới đây.
1. Đóng gói BGA sử dụng không gian PCB hiệu quả: Việc sử dụng đóng gói BGA hướng dẫn sử dụng các thành phần nhỏ hơn và diện tích nhỏ hơn. Các gói này cũng giúp tiết kiệm đủ không gian để tùy chỉnh trong PCB, do đó tăng hiệu quả của nó.
2. Cải thiện hiệu suất điện và nhiệt: Kích thước của các gói BGA rất nhỏ, vì vậy các PCB này tản nhiệt ít hơn và quá trình tản nhiệt dễ thực hiện. Bất cứ khi nào một wafer silicon được gắn ở trên cùng, hầu hết nhiệt được truyền trực tiếp đến lưới bi. Tuy nhiên, với khuôn silicon được gắn ở phía dưới, khuôn silicon kết nối với phần trên của gói. Đây là lý do tại sao nó được coi là lựa chọn tốt nhất cho công nghệ làm mát. Không có chân cắm dễ uốn cong hoặc dễ vỡ trong gói BGA, vì vậy độ bền của các PCB này được tăng lên đồng thời đảm bảo hiệu suất điện tốt.
3. Cải thiện lợi nhuận sản xuất thông qua cải thiện hàn: Các miếng đệm của các gói BGA đủ lớn để dễ hàn và dễ xử lý. Do đó, việc hàn và xử lý dễ dàng giúp sản xuất rất nhanh. Các miếng đệm lớn hơn của các PCB này cũng có thể dễ dàng được gia công lại nếu cần.
4. GIẢM NGUY CƠ HƯ HỎNG: Gói BGA được hàn trạng thái rắn, do đó có độ bền cao và bền bỉ trong mọi điều kiện.
5. Giảm chi phí: Những ưu điểm trên giúp giảm chi phí đóng gói BGA. Việc sử dụng hiệu quả bảng mạch in tạo thêm cơ hội tiết kiệm vật liệu và cải thiện hiệu suất nhiệt điện, giúp đảm bảo chất lượng điện tử cao và giảm khuyết tật.
Nhược điểm của bao bì BGA
Sau đây là một số nhược điểm của các gói BGA, được mô tả chi tiết.
1. Quá trình kiểm tra rất khó khăn: Rất khó để kiểm tra mạch trong quá trình hàn các thành phần vào gói BGA. Rất khó để kiểm tra bất kỳ lỗi tiềm ẩn nào trong gói BGA. Sau khi mỗi thành phần được hàn, gói rất khó để đọc và kiểm tra. Ngay cả khi phát hiện ra bất kỳ lỗi nào trong quá trình kiểm tra, cũng sẽ rất khó để sửa lỗi đó. Do đó, để tạo điều kiện cho việc kiểm tra, các công nghệ chụp CT và X-quang rất tốn kém được sử dụng.
2. Các vấn đề về độ tin cậy: Các gói BGA dễ bị căng thẳng. Sự mong manh này là do ứng suất uốn. Ứng suất uốn này gây ra các vấn đề về độ tin cậy trong các bảng mạch in này. Mặc dù các vấn đề về độ tin cậy rất hiếm khi xảy ra trong các gói BGA, nhưng khả năng này luôn hiện hữu.
Công nghệ RayPCB đóng gói BGA
Công nghệ được sử dụng phổ biến nhất cho kích thước gói BGA do RayPCB sử dụng là 0,3mm và khoảng cách tối thiểu phải có giữa các mạch được duy trì ở mức 0,2mm. Khoảng cách tối thiểu giữa hai gói BGA khác nhau (nếu duy trì ở mức 0,2mm). Tuy nhiên, nếu các yêu cầu khác nhau, vui lòng liên hệ với RAYPCB để thay đổi các chi tiết bắt buộc. Khoảng cách của kích thước gói BGA được hiển thị trong hình bên dưới.
Bao bì BGA trong tương lai
Không thể phủ nhận rằng bao bì BGA sẽ dẫn đầu thị trường sản phẩm điện và điện tử trong tương lai. Tương lai của bao bì BGA rất vững chắc và sẽ có mặt trên thị trường trong một thời gian khá dài. Tuy nhiên, tốc độ tiến bộ công nghệ hiện tại rất nhanh và dự kiến trong tương lai gần, sẽ có một loại bảng mạch in khác hiệu quả hơn bao bì BGA. Tuy nhiên, những tiến bộ trong công nghệ cũng mang lại vấn đề lạm phát và chi phí cho thế giới điện tử. Do đó, người ta cho rằng bao bì BGA sẽ đi một chặng đường dài trong ngành điện tử do lý do hiệu quả về chi phí và độ bền. Ngoài ra, có nhiều loại bao bì BGA và sự khác biệt về loại của chúng làm tăng tầm quan trọng của bao bì BGA. Ví dụ, nếu một số loại bao bì BGA không phù hợp với các sản phẩm điện tử, các loại bao bì BGA khác sẽ được sử dụng.