ความรู้เบื้องต้นเกี่ยวกับข้อดีและข้อเสียของบีจีเอ PCBกระดาน

แผงวงจรพิมพ์ (PCB) แบบ Ball Grid Array (BGA) เป็นแพ็คเกจ PCB แบบยึดบนพื้นผิวที่ออกแบบมาสำหรับวงจรรวมโดยเฉพาะ บอร์ด BGA ใช้ในการใช้งานที่ต้องติดตั้งบนพื้นผิวแบบถาวร เช่น ในอุปกรณ์ เช่น ไมโครโปรเซสเซอร์ เหล่านี้เป็นแผงวงจรพิมพ์แบบใช้แล้วทิ้งและไม่สามารถนำมาใช้ซ้ำได้ บอร์ด BGA มีพินเชื่อมต่อระหว่างกันมากกว่า PCB ทั่วไป แต่ละจุดบนบอร์ด BGA สามารถบัดกรีได้อย่างอิสระ การเชื่อมต่อทั้งหมดของ PCB เหล่านี้จะกระจายออกไปในรูปแบบของเมทริกซ์หรือตารางพื้นผิวที่สม่ำเสมอ PCB เหล่านี้ได้รับการออกแบบเพื่อให้สามารถใช้ด้านล่างทั้งหมดได้อย่างง่ายดาย แทนที่จะใช้เพียงพื้นที่ต่อพ่วง

หมุดของแพ็คเกจ BGA นั้นสั้นกว่า PCB ทั่วไปมาก เนื่องจากมีรูปทรงแบบเส้นรอบวงเท่านั้น ด้วยเหตุนี้ มันจึงให้ประสิทธิภาพที่ดีขึ้นที่ความเร็วที่สูงขึ้น การเชื่อม BGA จำเป็นต้องมีการควบคุมที่แม่นยำ และมักได้รับคำแนะนำจากเครื่องจักรอัตโนมัติ นี่คือสาเหตุที่อุปกรณ์ BGA ไม่เหมาะสำหรับการติดตั้งซ็อกเก็ต

เทคโนโลยีการบัดกรีบรรจุภัณฑ์ BGA

เตาอบ reflow ใช้เพื่อบัดกรีแพ็คเกจ BGA เข้ากับแผงวงจรพิมพ์ เมื่อการละลายของลูกบอลบัดกรีเริ่มต้นขึ้นภายในเตาอบ ความตึงเครียดบนพื้นผิวของลูกบอลที่หลอมละลายจะทำให้บรรจุภัณฑ์อยู่ในตำแหน่งจริงบน PCB กระบวนการนี้จะดำเนินต่อไปจนกระทั่งนำบรรจุภัณฑ์ออกจากเตาอบ เย็นลงและแข็งตัว เพื่อให้มีข้อต่อบัดกรีที่ทนทาน กระบวนการบัดกรีแบบควบคุมสำหรับแพ็คเกจ BGA จึงมีความจำเป็นมากและต้องถึงอุณหภูมิที่ต้องการ เมื่อใช้เทคนิคการบัดกรีที่เหมาะสม จะช่วยลดโอกาสที่จะเกิดไฟฟ้าลัดวงจรอีกด้วย

ข้อดีของบรรจุภัณฑ์ BGA

มีข้อดีหลายประการสำหรับบรรจุภัณฑ์ BGA แต่เฉพาะข้อดีอันดับต้น ๆ เท่านั้นที่มีรายละเอียดด้านล่าง

1. บรรจุภัณฑ์ BGA ใช้พื้นที่ PCB อย่างมีประสิทธิภาพ: การใช้บรรจุภัณฑ์ BGA เป็นแนวทางในการใช้ส่วนประกอบที่มีขนาดเล็กลงและใช้พื้นที่น้อยลง แพ็คเกจเหล่านี้ยังช่วยประหยัดพื้นที่เพียงพอสำหรับการปรับแต่งใน PCB ซึ่งจะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพ

2. ปรับปรุงประสิทธิภาพทางไฟฟ้าและความร้อน: ขนาดของแพ็คเกจ BGA มีขนาดเล็กมาก ดังนั้น PCB เหล่านี้จึงกระจายความร้อนน้อยลง และกระบวนการกระจายก็ใช้งานง่าย เมื่อใดก็ตามที่ติดตั้งแผ่นเวเฟอร์ซิลิคอนไว้ด้านบน ความร้อนส่วนใหญ่จะถูกถ่ายโอนไปยังตะแกรงลูกบอลโดยตรง อย่างไรก็ตาม เมื่อติดตั้งแม่พิมพ์ซิลิโคนไว้ที่ด้านล่าง แม่พิมพ์ซิลิโคนจะเชื่อมต่อกับด้านบนของบรรจุภัณฑ์ ด้วยเหตุนี้จึงถือเป็นตัวเลือกที่ดีที่สุดสำหรับเทคโนโลยีทำความเย็น ไม่มีพินที่โค้งงอหรือเปราะบางในแพ็คเกจ BGA ดังนั้นความทนทานของ PCB เหล่านี้จึงเพิ่มขึ้น ขณะเดียวกันก็รับประกันประสิทธิภาพทางไฟฟ้าที่ดีด้วย

3. เพิ่มผลกำไรจากการผลิตผ่านการบัดกรีที่ได้รับการปรับปรุง: แผ่นของบรรจุภัณฑ์ BGA มีขนาดใหญ่พอที่จะทำให้บัดกรีง่ายและง่ายต่อการจัดการ ดังนั้นการเชื่อมและการจัดการที่ง่ายดายทำให้สามารถผลิตได้เร็วมาก แผ่น PCB ขนาดใหญ่เหล่านี้สามารถนำกลับมาทำใหม่ได้อย่างง่ายดายหากจำเป็น

4. ลดความเสี่ยงของความเสียหาย: แพคเกจ BGA เป็นแบบโซลิดสเตตบัดกรี จึงให้ความทนทานและความทนทานที่แข็งแกร่งในทุกสภาวะ

จาก 5. ลดต้นทุน: ข้อดีข้างต้นช่วยลดต้นทุนของบรรจุภัณฑ์ BGA การใช้แผงวงจรพิมพ์อย่างมีประสิทธิภาพช่วยเพิ่มโอกาสในการประหยัดวัสดุและปรับปรุงประสิทธิภาพของเทอร์โมอิเล็กทริก ช่วยให้มั่นใจในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์คุณภาพสูงและลดข้อบกพร่อง

ข้อเสียของบรรจุภัณฑ์ BGA

ต่อไปนี้เป็นข้อเสียบางประการของแพ็คเกจ BGA ซึ่งอธิบายโดยละเอียด

1. กระบวนการตรวจสอบเป็นเรื่องยากมาก: การตรวจสอบวงจรระหว่างกระบวนการบัดกรีส่วนประกอบเข้ากับแพ็คเกจ BGA เป็นเรื่องยากมาก การตรวจสอบข้อผิดพลาดที่อาจเกิดขึ้นในแพ็คเกจ BGA เป็นเรื่องยากมาก หลังจากบัดกรีส่วนประกอบแต่ละส่วนแล้ว จะอ่านและตรวจสอบบรรจุภัณฑ์ได้ยาก แม้จะพบข้อผิดพลาดใดๆ ในระหว่างขั้นตอนการตรวจสอบ แต่ก็ยากที่จะแก้ไขได้ ดังนั้น เพื่ออำนวยความสะดวกในการตรวจสอบ จึงมีการใช้เทคโนโลยี CT scan และ X-ray ที่มีราคาแพงมาก

2. ปัญหาด้านความน่าเชื่อถือ: แพ็คเกจ BGA มีความเสี่ยงต่อความเครียด ความเปราะบางนี้เกิดจากการดัดงอ ความเค้นดัดงอนี้ทำให้เกิดปัญหาความน่าเชื่อถือในแผงวงจรพิมพ์เหล่านี้ แม้ว่าปัญหาด้านความน่าเชื่อถือจะพบได้ยากในแพ็คเกจ BGA แต่ก็มีความเป็นไปได้อยู่เสมอ

เทคโนโลยี RayPCB ที่บรรจุ BGA

เทคโนโลยีที่ใช้บ่อยที่สุดสำหรับขนาดแพ็คเกจ BGA ที่ RayPCB ใช้คือ 0.3 มม. และระยะห่างขั้นต่ำที่ต้องอยู่ระหว่างวงจรจะคงไว้ที่ 0.2 มม. ระยะห่างขั้นต่ำระหว่างแพ็คเกจ BGA สองชุดที่แตกต่างกัน (หากคงไว้ที่ 0.2 มม.) อย่างไรก็ตาม หากข้อกำหนดแตกต่างออกไป โปรดติดต่อ RAYPCB เพื่อเปลี่ยนแปลงรายละเอียดที่จำเป็น ระยะทางของขนาดบรรจุภัณฑ์ BGA แสดงในรูปด้านล่าง

บรรจุภัณฑ์ BGA ในอนาคต

ปฏิเสธไม่ได้ว่าบรรจุภัณฑ์ BGA จะเป็นผู้นำตลาดผลิตภัณฑ์เครื่องใช้ไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ในอนาคต อนาคตของบรรจุภัณฑ์ BGA นั้นแข็งแกร่งและจะอยู่ในตลาดอีกระยะหนึ่ง อย่างไรก็ตามอัตราความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีในปัจจุบันนั้นเร็วมาก และคาดว่าในอนาคตอันใกล้นี้จะมีแผงวงจรพิมพ์ประเภทอื่นที่มีประสิทธิภาพมากกว่าบรรจุภัณฑ์ BGA อย่างไรก็ตาม ความก้าวหน้าทางเทคโนโลยียังนำปัญหาเงินเฟ้อและต้นทุนมาสู่โลกอิเล็กทรอนิกส์อีกด้วย ดังนั้นจึงสันนิษฐานว่าบรรจุภัณฑ์ BGA จะไปได้ไกลในอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์ เนื่องจากเหตุผลด้านความคุ้มค่าและความทนทาน นอกจากนี้ ยังมีแพ็คเกจ BGA หลายประเภท และความแตกต่างในประเภททำให้แพ็คเกจ BGA มีความสำคัญมากขึ้น ตัวอย่างเช่น หากแพ็คเกจ BGA บางประเภทไม่เหมาะกับผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์ ก็จะใช้แพ็คเกจ BGA ประเภทอื่น