Cuatro pasos para conocer el BGA

Se siente mareado al enfrentarse a algunos términos abreviados como SMT, LED, CMRR, CCD o inclusoPCBEstos términos breves hacen que nuestras comunicaciones sean fáciles, cómodas y rápidas, pero a veces provocan que olvidemos rápidamente su concepto. Este artículo compartirá información detallada sobre BGA.

¿Qué es BGA?

Abreviatura deMatriz de rejilla de bolassu apariencia proviene de las expectativas de las personas hacia los productos electrónicos con numerosas funciones, alto rendimiento, tamaño reducido y peso ligero. Para alcanzar este objetivo, el mercado requiere circuitos integrados (IC) complejos pero de tamaño reducido, que finalmente puedan lograr una mayor densidad de E/S en el empaquetado. Por esta razón, se necesitan con urgencia métodos de empaquetado de alta densidad y bajo costo, y el BGA es uno de ellos.

BGA es básicamente una forma detecnología de montaje superficial (SMT)o un tipo de encapsulado de montaje superficial para circuitos integrados. Normalmente, los encapsulados convencionales de montaje superficial utilizan los laterales del encapsulado para la conexión, lo que proporciona un área limitada para la conexión de pines. Sin embargo, el encapsulado BGA utiliza la parte inferior para la conexión y se puede proporcionar más espacio para la conexión, lo que hace posible la alta densidad de las PCB y el alto rendimiento de los productos electrónicos.

Ventajas del BGA

1.Uso altamente eficaz del espacio de PCBEl uso de encapsulado BGA implica que la participación de menos componentes y huellas más pequeñas también ayuda a ahorrar espacio en las PCB personalizadas, lo que aumenta en gran medida la eficacia del espacio de la PCB.

2.Aumento del rendimiento térmico y eléctrico. Dado el pequeño tamaño de la PCB basada en encapsulado BGA, el calor puede disiparse más fácilmente. Cuando la oblea de silicio se monta en la parte superior, la mayor parte del calor puede transmitirse hacia abajo a las rejillas de bolas. Cuando la oblea de silicio se monta en la parte inferior, la parte posterior de la oblea de silicio se conecta a la parte superior del encapsulado, lo que se considera uno de los mejores métodos de disipación de calor. El encapsulado BGA no tiene pines que puedan doblarse o romperse, lo que le confiere suficiente estabilidad para garantizar el rendimiento eléctrico a gran escala.

3.Aumento de los rendimientos de fabricación basado en la mejora de la soldaduraLa mayoría de las almohadillas de encapsulado BGA son relativamente grandes, lo que facilita y hace conveniente soldar en una gran área de modo queVelocidad de fabricación de PCBaumenta a medida que mejoran los rendimientos de fabricación. Además, con almohadillas de soldadura más grandes, es conveniente volver a trabajar en ellas.

4.Menos clientes potenciales de dañosLos terminales BGA están compuestos por bolas de soldadura macizas que no pueden dañarse fácilmente durante el proceso de operación.

5.Menor costo. Todas las ventajas mostradas arriba contribuyen a reducir los costos. El uso altamente eficaz del espacio de la PCB ofrece la oportunidad de ahorrar material, mientras que el aumento del rendimiento térmico y eléctrico ayuda a garantizar la calidad de los componentes electrónicos y a disminuir la probabilidad de defectos.

Familias BGA

Principalmente existen tres tipos de BGA: PBGA (matriz de rejilla de bolas de plástico), CBGA (matriz de rejilla de bolas de cerámica) y TBGA (matriz de rejilla de bolas sobre cinta).
•PBGANormalmente, se utiliza laminado de resina/vidrio BT como sustrato y plástico como material de encapsulado. Las esferas de soldadura pueden clasificarse en soldadura con plomo y sin plomo. No se necesita otra soldadura para conectar las esferas de soldadura con el cuerpo del encapsulado.
•CBGAEl CBGA tiene la historia más larga entre los tres tipos de BGA. El material del sustrato es cerámica multicapa. La tapa metálica se suelda al sustrato mediante soldadura de encapsulado para proteger el chip, las patillas y las almohadillas. Se utiliza soldadura eutéctica de alta temperatura como material para las esferas de soldadura.
•TBGA. TBGA es una estructura con una cavidad. Hay dos tipos de interconexiones entre el chip y el sustrato: unión por soldadura invertida y unión por cable.

La siguiente tabla muestra una comparación de ventajas y desventajas entre esos tres tipos de BGA.

Paso n.º 4: Inspección de BGA

Inspección por rayos Xse utiliza ampliamente para inspeccionar la calidad de las BGA. Con los rayos X como fuente, inspecciona las características ocultas de los objetos o productos objetivo. Estos son los 4 principales parámetros de inspección obtenidos mediante la tecnología de laminografía por rayos X:
•Posición de los centros de las uniones de soldaduraLas posiciones relativas de los centros de las uniones de soldadura pueden reflejar las posiciones de los componentes electrónicos en la almohadilla del PCB.
•Radio de la unión de soldaduraLa medición del radio de la unión de soldadura muestra la cantidad de soldadura en las uniones de soldadura en una capa específica. La medición del radio en la capa de pad indica cualquier cambio causado en el proceso de serigrafía de pasta y en la contaminación del pad. La medición del radio en la capa de nivel de bola indica los problemas de coplanaridad de las uniones de soldadura relacionados con componentes o PCBs que sobresalen.
•El espesor de la soldadura en cada bucle que se obtiene con la unión de soldadura como centroLa medición del grosor del bucle indica la distribución de la soldadura en las uniones de soldadura. Este parámetro se utiliza para evaluar la humedad y la existencia de vacíos.
•Desviación de la forma circular. Indica la uniformidad de la distribución de la soldadura alrededor de las uniones de soldadura, el autorregistro y la humedad.

Estos cuatro parámetros inspeccionados son bastante significativos para determinar la integridad de la estructura de la unión de soldadura y para comprender el rendimiento de cada etapa en el proceso de implementación de la técnica de ensamblaje BGA. Conocer la información proporcionada en el proceso de ensamblaje BGA y la relación entre estas inspecciones físicas permite detener desplazamientos y mejorar la técnica a fin de eliminar defectos. Además, la inspección por laminografía de rayos X puede utilizarse para indicar los defectos que se producen en cualquier etapa del proceso de ensamblaje BGA.

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Recursos útiles
•Introducción al servicio de ensamblaje de circuitos de PCBCart
•La importancia de la tecnología de inspección por rayos X
•6 formas eficaces de reducir el costo de ensamblaje de PCB sin sacrificar la calidad