बीजीए पैकेजिंग सोल्डरिंग और एक्स-रे निरीक्षण समझाया गया

जैसे-जैसे इलेक्ट्रॉनिक उपकरण आकार में सिकुड़ते रहते हैं, जबकि कार्यात्मक जटिलता में वृद्धि होती है,बहुत बड़े पैमाने पर एकीकरण (वीएलएसआई) प्रौद्योगिकी में प्रगति ने इनपुट/आउटपुट (आई/ओ) इंटरफेस की संख्या और घटक आयामों पर बढ़ती मांग रखी हैबॉल ग्रिड एरे (बीजीए) पैकेजिंग इन चुनौतियों से निपटने के लिए आदर्श समाधान के रूप में उभरी है, जो उच्च घनत्व वाले इंटरकनेक्ट और लघुकरण लाभ प्रदान करती है।

कुछ ही पिन से लेकर पांच सौ से अधिक तक के बीजीए एकीकृत सर्किट, मोबाइल उपकरणों, पर्सनल कंप्यूटर और विभिन्न संचार उपकरणों सहित आधुनिक उत्पादों में सर्वव्यापी हो गए हैं.इस लेख में BGA पैकेजिंग तकनीक का गहराई से अन्वेषण किया गया है, जिसमें इसकी मूलभूत अवधारणाएं, विशेषताएं, प्रकार, मिलाप प्रक्रियाएं और एक्स-रे निरीक्षण तकनीक शामिल हैं।

बीजीए और पीओपी पैकेजिंगः अवधारणाओं की व्याख्या

The Ball Grid Array (BGA) is a surface-mount device (SMD) packaging technology that uses an array of solder balls on the package underside to establish electrical connections with printed circuit boards (PCBs)ये सोल्डर गेंदें धातु के तारों के माध्यम से चिप से जुड़ती हैं, जिससे चिप और पीसीबी के बीच सिग्नल ट्रांसमिशन संभव हो जाता है।

दो सामान्य बीजीए पैकेज संरचनाएं मौजूद हैंः

• तार बंधन BGA:इस विन्यास में, चिप ठीक धातु के तारों के माध्यम से सब्सट्रेट से जुड़ा होता है, जो फिर सब्सट्रेट पर धातु के निशान के माध्यम से सोल्डर बॉल सरणी के लिए मार्ग बनाते हैं।
• फ्लिप चिप बीजीए:इस डिजाइन में चिप को सीधे सब्सट्रेट पर उल्टा घुमाया जाता है, बिना तार बंधन के सोल्डर गेंदों के माध्यम से कनेक्ट किया जाता है। यह दृष्टिकोण चिप और सोल्डर गेंदों के बीच कनेक्शन पथ को छोटा करता है,सिग्नल संचरण गति में वृद्धि.

पारंपरिक दोहरी इन-लाइन (डीआईपी) या फ्लैट पैकेज की तुलना में, बीजीए अधिक आई/ओ कनेक्शन और छोटी चिप-टू-सोल्डर-बॉल दूरी प्रदान करता है, जो उच्च आवृत्ति अनुप्रयोगों में बेहतर प्रदर्शन प्रदान करता है।

पैकेज पर पैकेज (पीओपी) प्रौद्योगिकी

पैकेज पर पैकेज (पीओपी) एक स्टैकिंग तकनीक है जो एक पैकेज के भीतर कई चिप्स या घटकों को एकीकृत करती है। पीओपी तर्क उपकरणों और मेमोरी चिप्स के संयोजन को सक्षम करती है,जैसे कि मेमोरी मॉड्यूल के साथ जोड़े प्रोसेसर. यह दृष्टिकोण पीसीबी स्थान आवश्यकताओं को काफी कम करता है जबकि सिग्नल अखंडता के मुद्दों को कम करता है, जिससे समग्र बोर्ड प्रदर्शन में सुधार होता है। हालांकि, पीओपी पैकेजिंग अधिक लागत लेती है।

पीओपी लाभः

• घटकों का छोटा आकार
• कुल लागत कम
• सरलीकृत सर्किट बोर्ड जटिलता

सभी पैकेजिंग प्रकारों के बीच, BGA उच्च I/O उपकरणों के लिए उद्योग की सबसे लोकप्रिय पसंद बनी हुई है।

बीजीए पैकेजिंग की मुख्य विशेषताएं

बीजीए पैकेजिंग का व्यापक रूप से अपनाया जाना इसकी उल्लेखनीय विशेषताओं से उत्पन्न होता हैः

• उच्च पिन संख्याःजटिल सर्किट डिजाइनों के लिए कई I/O पिन को समायोजित करता है
• कोई पिन झुकने की समस्या नहीं:सोल्डर बॉल कनेक्शन पारंपरिक पिन विरूपण समस्याओं को समाप्त करते हैं
• उच्च इंटरकनेक्ट घनत्वःतंग मिलाप गेंद व्यवस्था अधिक लघुकरण की अनुमति देता है
• बोर्ड की कम जगहःसमान I/O गिनती वाले अन्य पैकेजों की तुलना में कम क्षेत्र पर कब्जा करता है
• कम प्रेरकताःसंक्षिप्त कनेक्शन पथ सिग्नल की गुणवत्ता में सुधार करते हैं
• स्व-संरेखण गुण:पिघला हुआ मिलाप गेंदों की सतह तनाव स्वचालित रूप से reflow के दौरान प्लेसमेंट को सही करता है
• कम थर्मल प्रतिरोधःअति ताप से बचने के लिए गर्मी फैलाव को बढ़ाता है

बीजीए पैकेज किस्में

बाजार में कई प्रकार के बीजीए पैकेज उपलब्ध हैं, जिनमें निम्नलिखित शामिल हैंः

• प्लास्टिक BGA (PBGA):विशेषताएं प्लास्टिक कैप्सुलेशन, ग्लास-इपॉक्सी लेमिनेट सब्सट्रेट, और पूर्व-निर्मित सोल्डर गेंदों के साथ उत्कीर्ण तांबे के निशान
• उच्च थर्मल प्रदर्शन BGA (HLPBGA):कम प्रोफाइल डिजाइन के साथ बढ़ी हुई गर्मी अपव्यय के लिए धातु ढक्कन शामिल
• टेप बीजीए (टीबीजीए):उत्कृष्ट विद्युत और यांत्रिक गुणों की पेशकश लचीला substrates का उपयोग करता है
• उच्च प्रदर्शन BGA (H-PBGA):उच्च शक्ति अनुप्रयोगों के लिए बेहतर थर्मल प्रबंधन के साथ डिज़ाइन किया गया

बीजीए सोल्डरिंग प्रक्रियाएं

बीजीए असेंबली रिफ्लो सोल्डरिंग तकनीक का उपयोग करती है। पीसीबी असेंबली के दौरान, बीजीए घटकों को रिफ्लो ओवन में सोल्डरिंग से गुजरना पड़ता है जहां सोल्डर गेंदों को विद्युत कनेक्शन बनाने के लिए पिघलाया जाता है।

महत्वपूर्ण मिलाप विचारः

• पर्याप्त हीटिंग विश्वसनीय कनेक्शन के लिए सभी मिलाप गेंदों के पूर्ण पिघलने सुनिश्चित करता है
• सतह के तनाव पट्टा सख्त होने तक पैकेज संरेखण बनाए रखता है
• सटीक मिलाप मिश्र धातु संरचना और तापमान नियंत्रण पृथक्करण बनाए रखते हुए गेंद विलय को रोकता है

बीजीए सोल्डर संयुक्त निरीक्षण

पारंपरिक ऑप्टिकल निरीक्षण घटकों के नीचे छिपे हुए बीजीए सॉल्डर जोड़ों का मूल्यांकन नहीं कर सकता है। विद्युत परीक्षण समान रूप से अविश्वसनीय साबित होता है,चूंकि यह केवल परीक्षण के समय संयुक्त दीर्घायु की भविष्यवाणी किए बिना चालकता की पुष्टि करता है.

एक्स-रे निरीक्षण:

एक्स-रे तकनीक छिपे हुए सोल्डर कनेक्शनों की गैर-विनाशकारी जांच को सक्षम बनाती है। स्वचालित एक्स-रे निरीक्षण (एएक्सआई) प्रणाली बीजीए गुणवत्ता मूल्यांकन के लिए मानक बन गई है,मैनुअल सहित विभिन्न परीक्षण पद्धतियों की पेशकश, स्वचालित ऑप्टिकल निरीक्षण (AOI), और स्वचालित एक्स-रे निरीक्षण।

बीजीए पुनर्विक्रय प्रक्रियाएं

दोषपूर्ण बीजीए घटकों को अंतर्निहित मिलाप जोड़ों को पिघलने के लिए स्थानीय ताप द्वारा सावधानीपूर्वक हटाने की आवश्यकता होती है। विशेष रीवर्किंग स्टेशन इन्फ्रारेड हीटर, तापमान निगरानी थर्मोकपल्स,और वैक्यूम लिफ्टिंग तंत्रसटीक थर्मल नियंत्रण पुनर्मिलन प्रक्रियाओं के दौरान आसन्न घटकों की रक्षा करता है।

निष्कर्ष

बीजीए घटकों को इलेक्ट्रॉनिक्स उद्योग में बड़े पैमाने पर उत्पादन और प्रोटोटाइपिंग अनुप्रयोगों दोनों के लिए व्यापक रूप से अपनाया गया है।BGA पैकेजिंग प्रभावी रूप से लेआउट जटिलता का प्रबंधन करता है जबकि कम स्थानों में उच्च I/O गिनती प्रदान करता है, कॉम्पैक्ट इलेक्ट्रॉनिक डिजाइन।