bga چیست؟ بررسی انواع و مزایای آن

bga چیست؟ Ball grid array یکی از کاربردی ترین انواع ic های متراکم است که در بردهای پیچیده در ابعاد کوچک به کار می رود. به دلیل فشردگی این قطعه و وجود دایره های کوچک به جای پین در آن، ضریب خود القایی بسیار کمتری نسبت به مدل های پایه دار دار؛ در نتیجه احتمال بروز سیگنال های ناخواسته در آن پایین تر است. MAPBGA، PBGA و TEPBGA برخی از انواع کاربردی آی سی های BGA هستند. به علت حساسیت بالای گوی های اتصال این آی سی، در مونتاژ برد smd معمولا از دستگاه های اتوماتیک برای لحیم کاری آن استفاده می شود.

bga در برد الکتریکی چیست؟

bga یا Ball grid array پکیجی فشرده از IC است که در آن از تکنولوژی شبکه توپی برای اتصال با برد SMT استفاده می شود. این نوع مدار مجتمع سیگنال الکتریکی را به برد مدار چاپی به طور دقیق تری هدایت می کند. در طراحی این نوع ic پین های قطعات THD و اجزای SMD استفاده نشده و دایره ها معمولا فاصله ای 0.5، 0.8، 1 و 1.27 میلی متری از یکدیگر دارند. قطر هریک از توپ های BGA نیز بین 0.3 تا 0.7 می باشد.

انواع پکیج های BGA

مدل های رایج bga چیست؟ در اینجا به بررسی چند مورد از انواع کاربردی این آی سی ها می پردازیم.

نوع آی سی bga	نام کامل آی سی	ویژگی ها
MAPBGA	Moulded Array Process Ball Grid Array	ضریب خودالقایی کم مناسب عملکردهای ساده تا متوسط عملکرد مناسب مقرون به صرفه
PBGA	Plastic Ball Grid Array	ضریب خودالقایی پایین نصب آسان دارای لایه مسی برای انتقال گرما به pcb
TEPBGA	Thermally Enhanced Plastic Ball Grid Array	کارکرد مشابه PBGA دارای لایه مسی ضخیم انتقال بالای گرما به برد مدار چاپی طول عمر زیاد
TBGA	Tape Ball Grid Array	توان حرارتی بالا عدم انتقال حرارت به برد pcb
MICRO BGA	MICRO Ball Grid Array	اندازه کوچک دارای ابعاد 0.65، 0.75، 0.8

مراحل مونتاژ آی سی bga

به دلیل وجود تکنولوژی خاص در پکیج آی سی BGA، فرایند مونتاژ و لحیم کاری آن از حساسیت بالایی برخوردار است. در صورت جابجایی یا وارد شدن هرگونه ضربه به توپ های دایره ای قبل از ذوب سیم لحیم، عملکرد قطعه با مشکل مواجه می شود؛ به همین علت مونتاژ این قطعه به تخصص بالایی نیاز دارد و معمولا با دستگاه اتوماتیک انجام می شود.

1. دایره های آی سی bga که محل اتصال هستند توسط شابلون مونتاژ به خمیر قلع آغشته می شوند.
2. نمودار دمایی در دستگاه oven flow تنظیم می گردند.
3. به وسیله دستگاه اتوماتیک pick and place مونتاژ BGA انجام می شود.

مزایای آی سی bga نسبت به ic پایه دار

در اینجا به بررسی مزایای کاربردی آی سی های بی جی ای می پردازیم.

1. کنترل حرارت در مدار
2. تراکم بالا
3. لحیم کاری ایمن
4. ضریب خود القایی پایین
5. طول عمر بالا
6. ضخامت بسیار کم

1. کنترل حرارت در مدار

پکیج های bga مقاومت حرارتی کمتری نسبت به بسته های دارای پایه دارند؛ به همین علت گرمای ic را بهتر به برد pcb انتقال داده و از گرم شدن بیش از حد مدار مجتمع جلوگیری می کنند. در برخی از مدل های این قطعه لایه ای از مس وجود دارد که گرما را به شکلی یکنواخت و عالی به مدار چاپی منتقل خواهد کرد.

2. تراکم بالا برای بردهای کوچک

بهترین گزینه در تولید بردهای کوچک و پیچیده، bga است. در این آی سی ها اتصالات به شکلی کاربردی فشرده شده؛ به همین علت مشکلات متراکم سازی پکیج های معمولی در آن وجود ندارد.

3. لحیم کاری ایمن

به علت وجود تکنولوژی خاص در bga، فرایند لحیم کاری آن ایمن تر خواهد بود. در مقابل آن در بسته های SOIC، فاصله پین ها با یکدیگر کم بوده و فرایند لحیم کاری سخت تر خواهد بود.

4. ضریب خود القایی پایین

در حالت کلی، هرچه هادی الکتریکی طول کمتری داشته باشد، ضریب خود القایی ناخواسته آن کمتر بوده و سیگنال های ناخواسته کمتری توسط آن ایجاد می شود. پکیج های BGA با فاصله بسیار کم، اندوکتانس پایینی دارند و عملکرد دقیق تر و بهتری به نسبت مدل های پین شده خواهند داشت.

5. طول عمر بالا

از آنجایی که در آی سی های bga قطعات به صورت فشرده و منسجم قرار می گیرند، طول عمر بیشتری به نسبت ic های معمولی داشته و گزینه بهتری محسوب می شوند.

6. ضخامت بسیار کم

به علت نبود پین های اتصال در bga، ضخامت آن بسیار کمتر از مدل های معمولی است؛ به همین علت در تولید بردهایی که ضخامت آنها اهمیت دارد، این ic بهترین گزینه خواهد بود.

معایب پکیج BGA

با وجود مزایای بی شمار آی سی های BGA، کار کردن با این قطعه دارای چالش هایی است که در اینجا به بررسی آنها می پردازیم.

• تعمیر دشوار: از آنجایی که توپ های لحیم کاری شده در آی سی های bga در زیر تراشه قرار دارد، تعمیر آن به ابزارهای مخصوص و مهارت نیاز دارد و توسط افراد مبتدی قابل انجام نیست.
• تست کردن پیچیده: در صورت بروز هرگونه آسیب به این قطعه، تست کردن آن به سادگی مدل های پایه دار نیست؛ زیرا دسترسی به توپ های آن دشوارتر از پین ها خواهد بود.
• عدم امکان بازرسی بصری: از آنجایی که توپ ها در محدوده دید نیستند، امکان بازرسی بصری از آنها وجود ندارد.

نکات کلیدی در طراحی برد دارای bga

مهم ترین نکات استفاده از bga چیست؟ در اینجا به بررسی برخی از موارد کلیدی درباره نحوه کار کردن با این مدل آی سی می پردازیم.

• نزدیک بودن bga به کانکتورها: در هنگام برقراری اتصالات، bga را در نزدیک ترین حالت ممکن با کانکتورها قرار دهید تا در هنگام ارسال ترک های طولانی اطلاعات، سیگنال های ناخواسته ایجاد نشود.
• شروع از قطعات ثابت: طراحی برد الکتریکی را از قطعات ثابت شروع کنید. پس از مشخص کردن مکان مقاومت ها، سوئیچ ها و… محل قرارگیری آی سی bga را تعیین نمایید.
• در نظر گرفتن دمای قطعات: میزان حرارت تولید شده توسط قطعات الکتریکی گوناگون را در هنگام طراحی مدار در نظر داشته باشید. در صورتی که دمای bga بیش از حد بالا برود، باعث بروز آسیب به تمام برد خواهد شد.
• توجه به دستورالعمل ها: هریک از انواع bga دارای دستورالعمل های مشخصی است که باید در هنگام طراحی به آن دقت داشته باشید.
• تکنولوژی via in pad: در صورتی که آی سی bga شما دارای پایه های زیادی است، می توانید از تکنولوژی via in pad برای ایجاد ارتباط و انتقال حرارت کمک بگیرید.

در آخر، آی سی bga چیست؟

bga چیست؟ آی سی های Ball grid array یکی از انواع کاربردی و فشرده است که در بردهای smt به کار می رود. در این مدل مدار مجتمع به جای پایه، از دایره هایی نزدیک به هم استفاده شده و به همین علت ضریب خود القایی پایین تری دارد و دقیق تر می باشد. این پکیج گرما را از مدار مجتمع به برد pcb به خوبی منتقل کرده و به بالا رفتن طول عمر برد الکتریکی کمک می کند. در صورتی که به خدمات مونتاژ برد الکترونیکی نیاز دارید، مرصا الکترونیک یکی از بهترین شرکت هایی است که می توانید از آن کمک بگیرید.

سوالات متداول پکیج آی سی bga

آی سی bga بهتر است یا پایه دار؟

پکیج های آی سی BGA دارای تراکم بالاتر و دقت بیشتری هستند و برای بردهای کوچک گزینه بهتری می باشند.

آیا می توان bga ها را به راحتی تعمیر کرد؟

به دلیل تکنولوژی ویژه به کار رفته در قسمت اتصالات آی سی bga، تعمیر آن به مهارت و ابزارهای مخصوص نیاز دارد.