Khi các thiết bị điện tử trở nên nhỏ hơn, kích cỡ khoảng cách giảm đi đáng kể. yêu cầu là đặt các bộ phận điện tửbảng mạch ingiống như cách mà bắp cải được đóng gói. Do vậy, sự gia tăng số các chân trên một PCBcác mảng hình cầuhàn. bạn sẽ thấy đó là một trong những gói sản phẩm có giá trị nhất.
tuy nhiên, bạn có thể muốn biết cách tốt nhất để hàn bga, hoặc cách nhận dạng và xử lý các lỗi hàn. kích cỡ của bga đang thu hẹp lại, mắt thường không thể nhận diện được. tài liệu này giải quyết tất cả những vấn đề này và nhiều hơn. Bắt đầu nào.
(một chiếu dài về công nghệ bga trên một pcb)
hàn mảng hình cầu-bga (hàn mảng hình cầu) là gì
BGA là một trong nhữngcác thiết bị bộ phận (smd)nó được kết nối bằng điện thông qua sự sắp xếp của các quả bóng. Nó không cấp đường dây nào và bao gồm một bộ phận hình cầu kim loại được tạo bởi vật liệu hàn gọi là cầu hàn. bạn sẽ thấy những quả cầu hàn này dính vào lớp lỏng ở mặt sau của gói bga.
các con chip bga được gắn vào một mặt phẳng bằng công nghệ con chip cuốn hoặc nối với các đầu nối. bên trong, bga có một đường dẫn điện bên trong được sử dụng để kết nối các nơ-ron và chip. ngoài ra, nó cũng tạo ra một kết nối giữa bga và nền. Bạn có thể phân biệtGói BGAvà các gói khác, bởi vì BGA sử dụng một quả cầu hàn kim loại thay vì một cái đinh. những quả cầu hàn này làm cho nó có rất nhiều dây dẫn, thậm chí hơn 208 dây dẫn.
so với các gói khác, bga rất phổ biến trong các ngành công nghiệp sử dụng các thiết bị i/ o cao. Các phần tiếp theo sẽ chi tiết về lý do tại sao bạn thích gói bga hơn các gói khác.
(một hình chiếu gần của bga ic)
các đặc điểm của bga
Lợi thế:
Mật độ điểm thấp hơn cải thiện thiết kế của một PCB: Trong các gói như gói phẳng tứn, mật độ điểm khá cao vì các chân ở gần đó. tuy nhiên, bga giải quyết hoặc giảm đáng kể vấn đề này bằng cách phân bố các điểm tiếp xúc trên toàn bộ bề mặt của gói.
Gói BGA vững chắc: Bạn sẽ biết rằng Gói BGA có các chân nhạy cảm, vì ngay cả khi bạn rất cẩn thận, chúng có thể bị hư hỏng rất nhanh. Ngoài ra, do khoảng cách của các kẹp móc rất lớn, hiệu quả là không thể sửa được các kẹp cong. nhưng bga không có vấn đề này. trong bga, đĩa hàn và bóng hàn cung cấp một kết nối điện không dễ bị hư hỏng.
Kháng nhiệt thấp hơn: Tương tự như vậy, các gói phẳng vuông có độ kháng nhiệt cao hơn, nhưng BGA cung cấp độ kháng nhiệt thấp hơn nhiều trong chip silicon. Nếu mạch tích hợp BGA của bạn tạo ra nhiệt, nhiệt sẽ di chuyển từ gói đến bộ PCB một cách nhanh chóng và hiệu quả.
Gói Phẳng Bốn Hình (QFP)
hiệu suất tốc độ cao: trong bga, các đầu điện được đặt ở dưới đáy của nội bộ. có nghĩa là chiều dài dây bên trong của con chíp ngắn hơn. thay vào đó, nó sẽ làm giảm sự nhạy cảm không cần thiết. các điều khiển không mong muốn là nguyên nhân của các tín hiệu không mong muốn trong mạch điệntần số caovà tốc độ. Do vậy, bạn có thể đạt được hiệu năng cao hơn với gói BGA so với gói bằng vuông (QFP) tương đương.
Dừng độ dày của gói: với BGA, bạn có thể giảm độ dày và dễ dàng tạo ra các PCBcho các sản phẩm điện tử nhẹ như điện thoại thông minh.
việc sử dụng không gian pcb thực sự: bạn có thể sử dụng một cách hiệu quả không gian pcb của chip bga. bạn có thể kết nối điện dưới bề mặt của chip smd. Bạn không còn cần hạn chế các liên kết đến ngoại vi của gói SMD nữa.
Bạn có thể phát triển các gói IC nhỏ: các thiết bị SMD tiêu chuẩn, như các mảng lưới chân và cắm hai cột, có các chân quá chậm và diện tích nhỏ giữa các chân. đây là một nhược điểm vì bạn có thể vô tình gắn hai hoặc nhiều chân vào nhau. Tuy nhiên, với BGA, bạn sẽ không gặp bất cứ vấn đề nào như vậy, và bạn có thể dễ dàng tạo ra các gói IC nhỏ.
(Nó cho thấy gói BGA trên một PCB)
nhược điểm:
Vâng, bạn biết rằng không có gì là hoàn hảo, vì vậy BGA thực sự không có bất kỳ nhược điểm. Đầu tiên, nếu bạn ngây thơ và không phải là một chuyên gia trong việc xử lý BGA, bạn sẽ gặp khó khăn trong việc thiết kế và sản xuất mạch BGA. thứ hai, đôi khi rất khó để kiểm tra các lỗi trong gói bga. và thứ ba, bga không có tính linh hoạt. Cuối cùng, nó rất tốn kém, có thể hoặc không phải là một nhược điểm, tùy thuộc vào ngân sách của bạn.
hàn mảng hình cầu – các loại thông thường của bga
BGA nhựa
BGA nhựa (PBGA) đã trở thành BGA phổ biến nhất vì chi phí thấp của nó. chúng có khoảng cách giữa 1 mm và 1. 27 mm. Bạn có thể thấy những bga này được bao bọc trong một mẫu thủy tinh, một vật thể phủ nhựa và các đường gạch xuất hiện. với chúng, bạn sẽ có được những quả cầu hàn sẵn và tăng cường ổn định nhiệt độ.
Nếu bạn có các câu hỏi về việc sử dụng chúng, bạn có thể sử dụng chúng với các thiết bị yêu cầu hiệu năng trung bình và cao cấp. các thiết bị này đòi hỏi khả năng cảm biến thấp, độ tin cậy cao và dễ cài đặt trên bề mặt. túi nhựa cũng có lớp đồng bổ sung, giúp tăng mức tiêu thụ điện.
Gốm sứ BGA
bga gốm sứ (cbga) là một trong những loại bga đầu tiên. Nó là một gói gốm sứ hình chữ nhật hoặc hình vuông, sử dụng một cầu hàn thay vì một chân để tạo ra một kết nối điện bên ngoài. cbga được đặt trong một mắt lưới ở mặt sau của hộp. Bạn có thể sử dụng chúng trong các ứng dụng của máy tính xách tay, hệ thống viễn thông và các thiết bị được kiểm tra.
Băng BGA
Trong loại BGA nàyuốn congbăng keo, chip và hàn gắn ở mặt sau của bộ tản nhiệt kim loại. Bộ tản nhiệt này được sử dụng như một phương tiện và một bộ tăng cường cho một gói BGA linh hoạt. các con chip được kết nối với các đường dẫn và được đặt vào vỏ. Nếu bạn muốn so sánh chúng với QPFA và PBGA, bạn sẽ thấy được độ tin cậy, hiệu năng điện và nhiệt hơn. Bạn có thể sử dụng chúng cho các giải pháp yêu cầu hiệu năng giải nhiệt cao mà không cần bộ tản nhiệt.
Đỉnh kim loại có độ dẫn nhiệt cao BGA
Giống như các BGA FlexTap, bạn cũng có thể đạt được hiệu suất điện và nhiệt hơn với BGA trên mặt phẳng kim loại có đường dẫn nhiệt cao. chúng được thiết kế tương tự như băng bga. Chipset được gắn vào mặt sau của bộ tản nhiệt hoặc bộ tản nhiệt đến đỉnh của gói. Do vậy, bộ tản nhiệt giảm đáng kể bởi bộ tản nhiệt đạt đỉnh của gói và bộ tản nhiệt có thể được thông gió một cách tự do.
Nếu bạn cũng cần sử dụng bộ tản nhiệt hoặc các thiết bị quản lý nhiệt thụ động hoặc hoạt động khác, bạn có thể kết hợp bộ tản nhiệt với chúng. Hơn nữa, nếu bạn thiết kế các bộ điện đất và nguồn điện bổ sung, bạn sẽ nhận được hiệu suất lớn hơn. Với loại gói BGA này, lỗi khó kiểm tra của gói BGA không còn hiệu quả nữa. Mặt phẳng trên của nó có độ phản xạ cao, do vậy hệ thống nhìn có hiệu suất khi sử dụng ánh sáng khuếch tán thay vì ánh sáng phân cực.
Gói cấp chip
gói bga này được đặt tên vì bạn có thể thiết kế theo yêu cầu kích thước của chip. Bất cứ gói BGA nào cũng là gói CSP (Chip-grade Package) nếu nó phù hợp với các đặc điểm kỹ thuật của bạn và là một thiết bị gắn bề mặt. Bạn có thể sử dụng chúng trong các điện thoại thông minh, thiết bị thông minh, máy tính xách tay và các thiết bị điện tử nhỏ gọn cao cấp khác.
hàn mảng hình cầu – công nghệ hàn bga
4. 1 cơ sở hàn bga
nhiệt độ hàn
Bạn phải chọn nhiệt độ hàn và cấu trúc hợp kim hàn thích hợp cho các thiết bị hàn hoặc thiết bị hàn thiết bị BGA. như một lời khuyên nhanh, bạn có thể đảm bảo rằng các vật liệu hàn của các con chíp bga không hoàn toàn bị nóng chảy. bạn có thể để nó ở trạng thái bán lỏng, để mỗi quả bóng được tách ra khỏi các quả bóng khác.
(Nó cho thấy các kỹ thuật viên đặt các quả bóng hàn trên một mảng hình cầu)
4. 1. 2 bộ hàn và máy hàn
may mắn thay, có rất nhiều loại máy hàn và bộ hàn sẵn có trên thị trường điện tử cho bga. Trong thời đại công nghệ này, bạn có thể đặt mua chúngTrên mạngvâng. khi mua máy hàn, bạn có thể cần xem xét các đặc điểm chính sau:
Chúng nên cho phép bạn cài đặt bằng tay, hàn, bỏ hàn, và loại bỏ các con chip BGA.
4.1.3 Dọn sạch PCB của bạn
Vâng, bây giờ bạn đã có một máy hàn hoặc bộ dụng cụ và đã chọn một nhiệt độ hàn hoàn hảo để bắt đầu hàn, nhưng vẫn chưa đủ. trước khi bạn bắt đầu hàn bga, bạn cũng cầnLàm sạch PCBvà hoàn toàn với BGA. với bga, yêu cầu là một bề mặt mịn. chúng ta sẽ xem xét cách làm sạch chúng từng bước trong phần tiếp theo.
4. 1. 4 hàn mảng hình cầu – phương pháp làm sạch bga
đầu tiên, bạn cần đặt bga trên một tấm dẫn điện và thêm một lượng nhỏ kem hàn vào bề mặt của nó.
Tiếp theo, sử dụng sắt và dây để tách quả bóng ra khỏi BGA. Trước khi di chuyển đường giấy tới bề mặt BGA, hãy để đầu sắt làm lỏng quả bóng thiết và làm nóng đường thấy khí. ngoài ra, bạn nên đảm bảo rằng sắt không gây quá nhiều áp lực lên bề mặt, vì điều này có thể làm cho bề mặt nứt ra.
Sử dụng rượu công nghiệp để làm sạch bề mặt BGA và các chuyển động ma sát để loại bỏ các vật liệu hàn bề mặt BGA. thường bắt đầu từ các cạnh, không bỏ qua các góc. tiếp tục lau đi. sử dụng chất làm sạch cho mỗi bga.
Sau đó bạn cũng có thể sử dụng kính hiển vi để kiểm tra bộ mặt BGA xem có bất cứ bóng thiết bị nào chưa loại bỏ và các đĩa hàn hư hỏng.
làm sạch bề mặt bga bằng bàn chải và phun. điều này sẽ giúp loại bỏ các mức hàn còn lại trên bề mặt bga. để bga sấy khô trong không khí. kiểm tra bề mặt bga 2 lần.
Để loại bỏ độ ẩm, nướng BGA và PCB ở nhiệt độ từ 80 ° C đến 90 ° C trong lò nung nhiệt độ từ 10 đến 20 giờ. bạn có thể điều chỉnh thời gian nướng và nhiệt độ theo độ ẩm.
Ngoài ra, hãy đeo găng tay chống tĩnh điện hoặc vòng tĩnh điện trong mọi hoạt động tiếp theo để ngăn chặn điện tĩnh gây gián đoạn không mong muốn cho chip.
4. 2 Hàn mảng hình cầu – Kiểm tra các điểm hàn BGA
tầm quan trọng của việc kiểm tra hàn
Các nhà sản xuất PCB không kiểm tra BGA bằng phương pháp quang học vì các điểm hàn dưới một bộ phận BGA không thể nhìn thấy được. đánh giá điện không chính xác vì nó chỉ hiển thị dẫn điện của thbga vào thời điểm đó. nó không ước lượng tuổi thọ của những người lính. các điểm hàn có thể bị hư hỏng theo thời gian.
các phương pháp kiểm tra tia x
các kết nối hợp của bga theo dõi tia x-quang. phân tích tia x cho phép bạn thấy điểm hàn dưới một bộ phận. Do đó, công nghệ phát hiện tia X tự động (AXI) được sử dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp để phát hiện BGA.
4. 3 hàn mảng hình cầu-công nghệ hàn cơ bản của bga
một trong những vấn đề chính của bga là nó có thể cung cấp một hoạt động hàn hoặc hàn thành công hay không. Ngoài ra, vì mặt sau của chip BGA là đĩa hàn thay vì chân, việc sử dụng phương pháp hàn thích hợp là rất quan trọng.
may mắn thay, công nghệ hàn bga đã chứng minh chúng hiệu quả hơn so với các gói phẳng bốn phía tiêu chuẩn. bạn chỉ cần đảm bảo rằng bạn đã thiết lập đúng quy trình. Từ bây giờ, điều này có nghĩa là sản xuất hàng loạt các nguyên mẫu và các bộ phận PCB.
trước khi bạn bắt đầu quá trình hàn bga, bạn phải chọn cẩn thận kích thước của các vật liệu hàn và các cầu hàn, cũng như độ cao của sự sụp đổ. Bạn sẽ làm nóng các quả bóng hàn, và khi chúng tan chảy, lực căng bề mặt sẽ cho phép chúng cài đặt đúng BGA với PCB. sau đó, các vật liệu hàn sẽ được làm nguồn và đông đúc để sẵn sàng cho bga pcb.
tuy nhiên, việc làm nóng cầu hàn không đơn giản như nó nghe có vẻ. để làm như vậy, bạn cần sử dụng một phương pháp hàn. điều này rất quan trọng, bởi vì bạn phải đảm bảo rằng lớp hàn chảy bên dưới chip bga. để làm điều này, toàn bộ các thành phần cần vượt quá nhiệt độ nóng chảy. cuối cùng, chỉ có công nghệ hồi quy mới có thể làm được điều đó.
4. 4 hàn mảng hình cầu-làm lại hàn bga
lựa chọn: hòa tan trong nước và không làm sạch
Được rồi, bây giờ anh..biết tại sao chúng ta cần nóđể sử dụng một thủ tục hàn, chúng tôi sẽ thảo luận về kiểu hàn cần dùng. về bản chất, có hai dạng thay đổi: hòa tan trong nước và không rửa. Nếu bạn không thể làm sạch bảng mạch với một dung lượng khử răng cưa trong giai đoạn hàn cuối cùng và trong giai đoạn lắp ráp PCB, bạn có thể sử dụng dung lượng hỗ trợ không làm sạch. Bạn có thể không muốn đi qua bảng mạch nếu nó chứa các màn hình LCD, các tinh thể hoặc các bộ phận nhạy cảm với nước hơn.
mặt khác, khi bạn có kế hoạch làm sạch một bộ phận tử với nước tách rời, bạn có thể sử dụng một dung lượng hàn có thể hòa tan trong nước. Cũng có thể lưu ý rằng kiểu hỗ trợ xác định mức độ hoạt động giữa các hoạt động thay đổi và bộ hỗ trợ, bất kể loại hỗ trợ bạn sử dụng.
chọn lựa vật liệu hàn
cuối cùng, sau khi chọn chất hàn, chọn đúng chất hàn là rất quan trọng. việc hàn lại không đủ, thay thế không đủ và in mẫu thấp có thể dẫn đến sự cố hợp khẩu.
hàn mảng hình cầu – khuyết tật hợp trong bga
chúng ta vừa nói về sự cố hàn cầu. Đây là một lỗi hàn, cũng được gọi là các điểm hàn có sẵn hoặc các cầu hàn không sụp đổ. nguyên nhân là không đủ nhiệt. kết nối gián đoạn bga (bic) là một lỗi hàn khác. Nó ảnh hưởng đến tất cả các kích thước khoảng cách và cực kỳ nguy hiểm vì nó thường không đều. Nó gây ra thiệt hại hàng ngàn đô la cho các nhà sản xuất thiết bị ban đầu, những thiệt hại này được ẩn trong thời gian sản xuất bị lãng phí và sự chậm trễ trong việc phát hành sản phẩm.
tuy nhiên, như tên của nó, bic chỉ thỉnh thoảng bị phá sản. Bởi vì chúng rất khó tìm được, BIC sẽ tạo ra một phản ứng dây chuyện bằng cách gửi các vấn đề thiết kế khó có thể phát hiện tới một số nhóm kỹ thuật OEM và cuối cùng tới ban quản lý.
Ngoài quả bóng không sụp đổ và BIC, bạn cũng phải sử dụng quần short, lỗ hổng và quả bóng BGA vỡ. Giống như các quả bóng không sụp đổ và BIC, sự phân bố nhiệt mức của việc hỗ trở lại có thể dẫn đến những khuyết tật này.
Đường cong nhiệt xác định phạm vi nhiệt độ mà một PCB được sửa trong quá trình hàn lại và thời gian cần thiết cho bảng mạch ở bất cứ độ nào. nếu bạn chèn đúng tất cả các khu vực của một đường cong nhiệt độ, kết quả sẽ là luồng trở hoàn toàn. sau đó bạn có thể xác minh nó bằng cách kiểm tra tia x bga.
các vấn đề về hàn mẫu hình cầu-bga
6. 1 Lưới mẫu hình cầu-Được hàn bằng tay BGA
nếu lần đầu tiên hàn không đúng, bạn cần cập nhật. Nếu bạn không sử dụng chế tạo lại để loại bỏ một thành phần, bạn cần phải làm nóng một PCB xung quanh thành phần để vật liệu hàn lại được tan chảy (khối mật), cải thiện việc hàn. Nếu bạn cần tách các cấu phần và hàn, sau đó làm lại và hàn thủ công gói BGA là phức tạp nhất. chúng ta sẽ nói về nó trong phần tiếp theo.
6. 2 Lưới mẫu hình cầu – Lưới BGA bằng tay
1: tách bga và cẩn thận xóa bỏ bất kỳ chất kết dính PCB còn lại.
Tiếp theo, hãy kiểm tra xem BGA có độ ẩm không, vì nó nhạy cảm với độ ẩm.
3: chọn một khuôn mẫu bga nhỏ để in vẽ. Bạn phải sử dụng khoảng cách và đường kính của hình cầu để quyết định kích thước và độ dày của khung mẫu. cuối cùng, bạn cũng nên kiểm tra chất lượng in.
4: sử dụng sắt để dọn dẹp và dọn dẹp. bạn cũng có thể sử dụng các đầu hàn phẳng và tháo rời. cẩn thận đừng làm hỏng màng hàn và tấm hàn.
5: lặp lại bước 2 và 3.
6: bây giờ là thời gian để cài đặt bga. Nếu bạn có thể đặt bảng lắp ráp một PCB bề mặt (sau khi in) lên bàn làm việc, nó sẽ rất hữu ích. sau đó, bạn phải mở máy bơm chân không sau khi chọn một cái miệng hút thích hợp. Ống phun sẽ nuốt con chip BGA và tháo con chip ra khi đĩa hàn PCB và BGA chồng lấp. cuối cùng, tích hợp chip bga với pcb và tắt máy bơm chân không.
7: tùy theo độ dày pcb, kích cỡ thiết bị, v. v. chọn nhiệt độ hàn thích hợp. nói chung, nhiệt độ của bga cao hơn 15 độ so với smd truyền thống.
bây giờ anh đã sẵn sàng. bước cuối cùng là kiểm tra hàn bga.
kết luận:
trong bài viết này, chúng tôi giới thiệu về công nghệ bga, các loại khác nhau, lợi thế và nhược điểm của nó. ngoài ra, chúng tôi cũng giải thích các bộ hàn và máy móc mà bạn có thể mua để hàn. và, nếu bạn không hàn tốt, làm thế nào bạn có thể làm lại bga.
chúng tôi cũng so sánh thiết bị bga với thiết bị bề mặt truyền thống. và cuối cùng, chúng tôi cũng đề xuất các lỗi hàn để bạn có thể tránh chúng. nếu bạn muốn biết thêm thông tin về công nghệ bga, bạn có thểtiếp xúcChúng ta sẽ nói chuyện với nhau.