ความก้าวหน้าด้านบรรจุภัณฑ์ BGA สำหรับการเชื่อมต่ออุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ความเร็วสูง

เนื่องจากอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ต้องการผลงานที่เพิ่มขึ้นเรื่อยๆ และความหนาแน่นในการเชื่อมต่อกันสูงขึ้น การบรรจุกล่อง Ball Grid Array (BGA) ได้ปรากฏขึ้นเป็นทางแก้ไขที่เปลี่ยนแปลงเทคโนโลยีการบรรจุที่ทันสมัยนี้เป็นทางด่วนของข้อมูลในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ทําให้การผลิตได้เพิ่มขึ้นอย่างไม่เคยมีมาก่อน

Ball Grid Array ซึ่งมักถูกสั้นเป็น BGA เป็นเทคโนโลยีพัสดุที่ติดอยู่บนพื้นผิวที่ใช้เป็นหลักสําหรับวงจรอินทิกรีต โดยเฉพาะส่วนประกอบที่มีประสิทธิภาพสูง เช่นไมโครโพเซสเซอร์ไม่เหมือนกับวิธีการบรรจุที่ใช้ ปิ้นด้านนอก, BGA ใช้ชุดของลูกบอล solder จัดเรียงในรูปกรอบในด้านล่างของแพคเกจเปิดทางให้กับกลุ่มเล็กๆ, อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่มีพลังงานสูงกว่า

เมื่อเปรียบเทียบกับวิธีการบรรจุที่เก่าแก่อย่าง Dual In-line Package (DIP) หรือ Quad Flat Package (QFP) BGA มีข้อดีสําคัญหลายอย่างที่ทําให้มันเป็นทางเลือกที่นิยมสําหรับอิเล็กทรอนิกส์ที่ทันสมัย:

• ความหนาแน่น I/O เพิ่มขึ้นการจัดทํากรีดทําให้สามารถเชื่อมต่อกันได้มากขึ้นในระยะเวลาเดียวกัน ทําให้สามารถทํางานได้ยุ่งยากขึ้น
• การเพิ่มประสิทธิภาพไฟฟ้า:เส้นทางสัญญาณที่สั้นกว่าจะลดความช้าและการบิดเบือน ซึ่งสําคัญสําหรับการใช้งานความเร็วสูง
• การจัดการความร้อนที่สูงกว่าการสัมผัสตรงระหว่างลูกผสมและ PCB สะดวกในการระบายความร้อนที่มีประสิทธิภาพมากขึ้น
• การปรับปรุงความสมบูรณ์แบบของสัญญาณอุปทานที่ต่ํากว่าจะลดความรุนแรงและความรบกวนในวงจรความถี่สูง

กระบวนการประกอบ BGA ประกอบด้วยการวางลูกบอลผสมจุลินทรีย์ที่แม่นยําบนแผ่นที่กําหนดไว้ล่วงหน้า, ต่อมาคือการผสมผสมแบบถอยหลังที่สร้างการเชื่อมต่อไฟฟ้าและเครื่องกลอย่างถาวร.ความเครียดบนพื้นผิวระหว่างการไหลกลับให้แน่ใจว่าการจัดสรรที่เหมาะสม, ขณะที่การเย็นอย่างรอบคอบ จะทําให้กระบวนการผูกพันธุ์เสร็จสิ้น

เทคโนโลยี BGA ได้กลายเป็นสิ่งที่มีอยู่ทุกที่ในหลายสาขา:

• ระบบคอมพิวเตอร์ (CPU, GPU, ชิปเซ็ต)
• อุปกรณ์มือถือ (สมาร์ทโฟน แท็บเล็ต)
• อุปกรณ์เครือข่าย (รูเตอร์, สวิตช์)
• อิเล็กทรอนิกส์รถยนต์
• ระบบควบคุมอุตสาหกรรม

ขณะที่นําเสนอข้อดีมากมาย แพคเกจ BGA นําเสนอโจทย์ที่พิเศษ:

• ความยากลําบากในการตรวจแก้ไขด้วยการตรวจ X-ray และการตรวจแสงอัตโนมัติ
• การจัดการความเครียดทางความร้อนโดยใช้วัสดุ PCB และสารประกอบที่ไม่เต็ม
• การลดความเครียดทางเครื่องกลผ่านการออกแบบเสริม
• ความซับซ้อนของการผสมแบบไม่มีหมูที่ต้องการกระบวนการที่ปรับปรุงให้ดีที่สุด

การพัฒนาของเทคโนโลยี BGA เน้น:

• ความหนาแน่นในการเชื่อมต่อ
• ปัจจัยรูปร่างที่เล็กกว่า
• ผลงานไฟฟ้าและความร้อนที่ดีขึ้น
• ความน่าเชื่อถือที่ดีขึ้นในสภาพแวดล้อมที่รุนแรง
• วัสดุและกระบวนการที่ยั่งยืนมากขึ้น

• PBGA (พลาสติก BGA) สําหรับการใช้งานที่มีความรู้สึกต่อค่าใช้จ่าย
• CBGA (Ceramic BGA) สําหรับสภาพแวดล้อมที่รุนแรง
• FBGA (Fine-pitch BGA) สําหรับความหนาแน่นสูง
• FCBGA (Flip Chip BGA) สําหรับผลงานไฟฟ้าที่ดีกว่า

ในขณะที่อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ยังคงเดินหน้าอย่างไม่หยุดยั้งไปสู่การทํางานที่สูงขึ้น และการลดขนาดเล็กการขับเคลื่อนนวัตกรรมในเกือบทุกภาคของอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์.