BGA

BGA ( eng.  Ball grid array  - un réseau de boules) - un type de boîtier pour les circuits intégrés montés en surface .

Ici, les puces de mémoire installées sur la barre ont des broches de type BGA .

Section d'une carte de circuit imprimé avec un boîtier BGA . Vu d'en haut est un cristal de silicium

BGA est dérivé de PGA . Les broches BGA sont des billes de soudure appliquées sur des pastilles à l'arrière de la puce. Le microcircuit est placé sur la carte de circuit imprimé selon le marquage du premier contact sur le microcircuit et sur la carte. Le microcircuit est ensuite chauffé avec une station de soudure ou une source infrarouge pour que les billes commencent à fondre. La tension superficielle fait que la soudure fondue fixe la puce exactement au-dessus de l'endroit où elle devrait être sur la carte et ne permet pas aux billes de se déformer.

Variétés

• FBGA : LFBGA, TFBGA, VFBGA, WFBGA, UFBGA
• FLGA : TFLGA, VFLGA, WFLGA
• PBGA : PBGA, PBGA-H, PBGA-MD
• Extrêmement mince
• Ensembles de baies

Avantages

Haute Densité

BGA est une solution au problème de la production d'un boîtier IC miniaturisé avec un grand nombre de broches. Des réseaux de broches utilisant un montage en surface "deux lignes sur les côtés" ( SOIC ) sont produits avec un espacement et une largeur des broches de plus en plus petits pour réduire l'espace occupé par les broches, mais cela entraîne certaines difficultés lors du montage de ces composants. Les conclusions sont situées trop près et le pourcentage de mariage augmente en raison de la soudure des contacts voisins avec de la soudure. BGA n'a pas ce problème - la soudure est appliquée en usine dans la bonne quantité et au bon endroit. Bien que je voudrais ajouter que même un contrôle aléatoire des produits par rayons X ne garantit pas à 100% la qualité de la soudure BGA, la non-soudure peut se manifester par des déformations ou des changements de température sous la forme d'un défaut flottant complexe. . Il est également important d'installer des puces BGA sur de l'étain, un textolite relativement épais, afin d'éviter l'affaissement, la flexion et les vibrations, par exemple, comme cela se produit avec les cartes vidéo, lorsqu'un processeur ou une mémoire BGA tombe en panne, des nickels se détachent de la carte.

Inconvénients

BGA à rayons X.

Conclusions inflexibles

Le principal inconvénient du BGA est que les broches ne sont pas flexibles. Par exemple, la dilatation thermique ou les vibrations peuvent provoquer la rupture de certaines broches. Par conséquent, le BGA n'est pas populaire dans la technologie militaire ou la fabrication d'avions.

En partie, ce problème est résolu en inondant le microcircuit d'une substance polymère spéciale - un composé . Il fixe toute la surface de la puce à la carte. Dans le même temps, le composé empêche l'humidité de pénétrer sous le boîtier de la puce BGA, ce qui est particulièrement important pour certains appareils électroniques grand public (par exemple, les téléphones portables ). Un coulage partiel du corps est également réalisé, aux angles du microcircuit, pour renforcer la résistance mécanique.

Service cher

Un autre inconvénient est qu'une fois la puce soudée, il est très difficile de détecter les défauts de soudure. Habituellement, on utilise des rayons X ou des microscopes spéciaux qui ont été développés pour résoudre ce problème, mais ils sont coûteux. Une méthode relativement peu coûteuse pour localiser les défauts qui se produisent lors de l'installation est le balayage des limites . S'il est déterminé que le BGA est mal soudé, il peut être dessoudé avec un pistolet à air chaud ou une station de soudage infrarouge ; peut être remplacé par un neuf. Dans certains cas, en raison du coût élevé du microcircuit, les billes sont restaurées à l'aide de pâtes à souder et de pochoirs ; ce procédé s'appelle reballing , de l' anglais.  rebillage .

Difficulté de remplacement

Si un ordinateur portable, par exemple, dans la carte mère, possède un socket de processeur central de ce facteur de forme, alors en cas de mise à niveau ou de dysfonctionnement, il ne peut pas être remplacé sans équipement spécial, car dans ce cas, vous devez dessouder l'ancien processeur et souder la nouvelle sans abîmer la carte, sans heurter et sans surchauffer les éléments adjacents. Pour la même raison, il est difficile de remplacer les puces de chipset défaillantes , qui sont presque toujours implémentées en BGA.

Autres problèmes de fiabilité

Il est difficile de surestimer la contribution de la soudure BGA à la technologie de soudure sans plomb en termes de technologie d'obsolescence programmée. Les appareils non rentables et souvent impossibles à réparer avec de telles puces créent une grande quantité de déchets électroniques et polluent la planète. Des normes strictes en matière de soudure sans plomb dégradent considérablement ses caractéristiques de qualité, sa durabilité, la soudure à l'étain à haute température s'oxyde et se décompose avec le temps (en particulier dans des conditions d'humidité et de basses températures).nickels gris sur les puces BGA, où il n'y a pas de contact de haute qualité , à la suite de quoi les appareils dotés de tels microcircuits échouent plus tôt que prévu, bien qu'ils puissent encore fonctionner. Le problème est répandu dans divers appareils électroniques automobiles, ordinateurs (voir vidage GPU sur les cartes vidéo ), appareils portables, etc.

Voir aussi

• Montage en saillie

Liens

• Assemblage de cartes de circuits imprimés avec des puces BGA
• www.SiliconFarEast.com : "Ball Grid Array (BGA)  "
• Intel Packaging Databook : "Packages BGA  "