آی سی های BGA و BGY :
قطعات BGA بطور گسترده ای در محصولات مدرن مانند موبایل، رایانه‌های شخصی و دستگاههای ارتباطی مختلف استفاده میشوند. دستگاه های الکترونیکی به دلیل پیشرفت در تکنولوژی VLSI از نظر کاهش ابعاد و پیچیدگی در حال افزایش هستند. نیاز به ورودی / خروجی رابط بیشتر (I/O) و دستگاههای با اندازه های کوچکتر افزایش یافته است و این نیاز را میتوان با پکیج BGA (Ball Grid Array) برآورده کرد. آیسی های BGA معمولا با بیش از 500 IO (ورودی / خروجی) وجود دارند. آی سی BGA با داشتن ابعاد کوچکتر به کاهش اندازه بردها کمک می‌کند، در نتیجه امکان طراحی و ساخت محصولات فشرده تر را فراهم می‌کند.
BGA مخفف ball grid array به معنی ماتریس شبکه توپی است. پایه های این نوع آی سی ها به صورت توپ قلع میباشد و در کف آنها قرار دارند. به عبارت دیگه اصطلاح ریبال (Reball) نیز با توجه به همین ویژگی به کار میرود و منظور آن، پایه سازی مجدد و توپی کردن دوباره قلع و پایه های آی سی می باشد که در مراحل تعمیرات موبایل صورت می گیرد.
این نوع آی سی ها که از قطعات موبایل به شمار می روند، به آی سی های پایه کف نیز موسومند، چرا که اکثر پایه های آن در کف آی سی تعبیه شده اند، در این آی سی ها تراکم پایه ها بسیار زیاد است و به همین دلیل پایه های آن به طور واضح و مشخص معلوم نمیشوند. این آی سی ها کاربرد بیشتری نسبت به آی سی های SMD دارند.
در یک آی سی BGA پین های پایه زیر آی سی یا تراشه قرار دارند، وپایه ها با ترتیب الگوریتم ماتریسی کنار هم قرار گرفته اند. علاوه بر اتصال راحت پایه ها از دیگر مزایای آن ها می توان به انتقال حرارت بهتر نسبت به تراشه های سیلیکونی دانست، که سریعتر حرارت را به پایه ها انتقال می دهد و باعث میشود که قلع پایه ها سریعتر به نقطه ذوب برسد و به همین شکل حرارت را سریعتر از دست میدهند و خنک میشوند. قطعه هادی پشت پایه ها باعث کمتر شدن قطر پشت تراشه نسبت به همتای QFP خود میباشد.
شمارش تعداد پایه های آی سی BGA
برای شمارش پایه های آی سی BGA طول و عرض پایه ها را در هم ضرب میکنیم و تعداد پایه ها مشخص میشود و یا اگر در داخل آی سی ها تعداد خالی داشت آن را از تعداد پایه ها متناسب مقدار خالی کم میکنیم.
اما آنچه در شمارش پایه های آی سی مد نظر است این که در بعضی مواقع تعویض آی سی پایه های آن جدا میشود، اما کلیه پایه های آی سی پایه اصلی نیست، و پایه های کاذب یا نگهدارنده میباشند به همین دلیل برای خواندن پایه مورد نظر از سمت نقطه نشان که معمولا برای خواندن از سمت پایین چپ شروع میکنیم. که تعداد ردیفهای افقی آن(سطر) از اعداد به تعداد ردیفهای آی سی (مثلا 1 الی 10) و تعداد ردیفهای عمودی آن (ستون) از حروف برای تعداد ردیفهای آن( مثلا A الی Z ) استفاده میشود. آنگاه از طریق نقشه آی سی میتوان فهمید که برای مثال پایه L10 جز پایه های اصلی یا کاذب است.
یکی دیگر از دلایل استفاده از آی سی های BGA حالت لحیم سردی پایه های آی سی است بدین شکل که در اثر کار کردن با هیتر یا هویه و حرارت آنها به قسمتی دیگر از این برد برای مثال همین آی سی های BGA برسد واین حرارت باعث ذوب شدن کامل قلع پایه ها نمیشود، یک حالتی شبیه به نیمه ذوبی میشود که این عامل ممکن است باعث چسبیدن پایه ها یا جدا شدن بعضی از پایه ها از برد گردد. که به دلیل سطح هادی روی آی سی ها، با ریبال کردن میتوان همه پایه ها را دوباره به همان شکل توپی بازگداند.
یکی از ابزارهایی که از آن برای آی سی ها میتوان استفاده کرد، دستگاه هیتر مادون قرمز است. که نسبت به هیترهای نوری این مزایا را دارد که مستقیم روی قلع پایه ها تاثیر میگذارد. این فرآیند در آی سی های نسل قبلی توسط هیترهای نوری بود که برای آی سی های BGA امکان پذیر نیست.
معمولا این آی سی ها به ندرت خراب میشوند، وبا ریبال کردن فعالیت اولیه خود را انجام میدهد. تنها تفاوت بین BGA و BGY در تعداد پایه ها است. که پایه های BGY کمتر ولی بزرگتر از نمونه های BGA است.
نحوه مونتاژ آی سی BGA به PCB
در فرآیند مونتاژ، قطعات BGA توسط پروسه Reflow به برد لحیم میشوند. در طی این فرآیند، گلوله‌های لحیم در کوره Reflow ذوب میشوند.
