Che cosa è l'assemblaggio BGA?
L'assemblaggio BGA si riferisce al processo di montaggio di un Ball Grid Array (BGA) su un PCB utilizzando la tecnica di saldatura a rifusione. Il BGA è un componente a montaggio superficiale che utilizza una serie di sfere di saldatura per l'interconnessione elettrica. Quando il circuito stampato passa attraverso un forno di saldatura a rifusione, queste sfere di saldatura si fondono, formando connessioni elettriche.
Definizione di BGA
BGA: Array di griglie di sfere
Classificazione del BGA
PBGA: BGA incapsulato in plastica
CBGA: BGA per imballaggio BGA in ceramica
CCGA: Colonna in ceramica BGA pilastro in ceramica
BGA confezionato in forma
TBGA: nastro BGA con colonna a griglia a sfere
Fasi dell'assemblaggio BGA
Il processo di assemblaggio BGA prevede in genere i seguenti passaggi:
Preparazione del PCB: il PCB viene preparato applicando la pasta saldante sui pad dove verrà montato il BGA. La pasta saldante è una miscela di particelle di lega saldante e flusso, che facilita il processo di saldatura.
Posizionamento dei BGA: i BGA, costituiti dal chip del circuito integrato con le sfere di saldatura sul fondo, vengono posizionati sul PCB preparato. Questa operazione viene in genere eseguita utilizzando macchine pick-and-place automatizzate o altre attrezzature di assemblaggio.
Saldatura a riflusso: il PCB assemblato con i BGA inseriti viene quindi fatto passare attraverso un forno a riflusso. Il forno a riflusso riscalda il PCB a una temperatura specifica che fonde la pasta saldante, provocando la rifusione delle sfere di saldatura dei BGA e stabilendo connessioni elettriche con le piazzole del PCB.
Raffreddamento e ispezione: dopo il processo di rifusione della saldatura, il PCB viene raffreddato per solidificare i giunti di saldatura. Viene quindi ispezionato per rilevare eventuali difetti, come disallineamenti, cortocircuiti o connessioni aperte. A questo scopo, è possibile utilizzare l'ispezione ottica automatizzata (AOI) o l'ispezione a raggi X.
Processi secondari: a seconda dei requisiti specifici, dopo l'assemblaggio BGA possono essere eseguiti processi aggiuntivi quali pulizia, test e rivestimento conforme per garantire l'affidabilità e la qualità del prodotto finito.
Vantaggi dell'assemblaggio BGA
Array di griglie a sfere BGA
EBGA 680L
LBGA 160L
Griglia a sfere in plastica PBGA 217L
SBGA 192L
TSBGA 680L
CLCC
CNR
Array di pin in ceramica CPGA
Pacchetto DIP Dual Inline
DIP-tab
FBGA
1. Ingombro ridotto
Il packaging BGA è costituito dal chip, dalle interconnessioni, da un substrato sottile e da una copertura di incapsulamento. I componenti esposti sono pochi e il package ha un numero minimo di pin. L'altezza complessiva del chip sul PCB può arrivare fino a 1,2 millimetri.
2. Robustezza
Il packaging BGA è estremamente robusto. A differenza del QFP con un passo di 20 mil, il BGA non ha pin che possono piegarsi o rompersi. Generalmente, la rimozione del BGA richiede l'utilizzo di una stazione di rilavorazione BGA ad alte temperature.
3. Minore induttanza e capacità parassite
Grazie ai pin corti e alla ridotta altezza di assemblaggio, il packaging BGA presenta una bassa induttanza e capacità parassite, con conseguenti eccellenti prestazioni elettriche.
4. Maggiore spazio di archiviazione
Rispetto ad altri tipi di packaging, il packaging BGA ha solo un terzo del volume e circa 1,2 volte l'area del chip. I dispositivi di memoria e operativi che utilizzano il packaging BGA possono ottenere un aumento di oltre 2,1 volte della capacità di archiviazione e della velocità operativa.
5. Elevata stabilità
Grazie all'estensione diretta dei pin dal centro del chip nel packaging BGA, i percorsi di trasmissione per i vari segnali vengono effettivamente accorciati, riducendo l'attenuazione del segnale e migliorando la velocità di risposta e le capacità anti-interferenza. Ciò aumenta la stabilità del prodotto.
6. Buona dissipazione del calore
Il BGA offre eccellenti prestazioni di dissipazione del calore, con la temperatura del chip che si avvicina alla temperatura ambiente durante il funzionamento.
7. Conveniente per la rielaborazione
I pin del packaging BGA sono disposti ordinatamente sul fondo, facilitando l'individuazione delle aree danneggiate da rimuovere. Questo facilita la rilavorazione dei chip BGA.
8. Evitare il caos nei cavi
Il packaging BGA consente di posizionare molti pin di alimentazione e di massa al centro, con i pin di I/O posizionati sulla periferia. Il pre-routing può essere effettuato sul substrato BGA, evitando il cablaggio caotico dei pin di I/O.
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