Na pierwszy rzut oka, układy BGA mogą wydawać się trudne do lutowania, ponieważ kulki lutownicze, które są lutowane na PCB, są umieszczone pomiędzy samym korpusem BGA a płytką drukowaną.
Udowodniono jednak, że montaż PCB za pomocą BGA działa i działa dobrze. Proces lutowania i inne obszary montażu PCB mogą wymagać nieznacznej modyfikacji, ale stwierdzono, że korzyści płynące ze stosowania układów BGA są dość znaczące, zarówno pod względem niezawodności, jak i wydajności.
Ball Grid Array, BGA, został wprowadzony w wyniku znacznego wzrostu liczby pinów w wielu chipach. Szpilki na nośnikach takich jak Quad Flat Pack stały się bardzo delikatne i łatwe do uszkodzenia. Również trasowanie PCB było trudne ze względu na bliskość wielu wyprowadzeń. Wykorzystanie całej dolnej części chipa rozwiązało problemy związane z gęstością delikatnych wyprowadzeń chipa za jednym razem.
Komponenty BGA zapewniają znacznie lepsze rozwiązanie dla wielu płyt, ale w procesie montażu PCB należy zachować ostrożność podczas lutowania komponentów BGA, aby zapewnić prawidłowe lutowanie BGA i prawidłowe wykonanie wszystkich połączeń.
Proces lutowania BGA
Jedną z początkowych obaw związanych z używaniem komponentów BGA była ich lutowalność i to, czy lutowanie komponentów BGA może być tak niezawodne, jak rozwiązania do lutowania przy użyciu bardziej tradycyjnych form połączeń. Ponieważ podkładki znajdują się pod urządzeniem i są niewidoczne, konieczne jest zapewnienie prawidłowego procesu i jego pełnej optymalizacji. Inspekcja i przeróbki również budziły niepokój.
Na szczęście techniki lutowania BGA okazały się bardzo niezawodne, a po prawidłowym ustawieniu procesu niezawodność lutowania BGA jest zwykle wyższa niż w przypadku poczwórnych płaskich opakowań. Oznacza to, że każdy zespół BGA jest bardziej niezawodny. Dlatego też jego zastosowanie jest obecnie szeroko rozpowszechnione zarówno w montażu płytek drukowanych w produkcji masowej, jak i montażu prototypów PCB, w których opracowywane są obwody.
W procesie lutowania BGA stosuje się techniki rozpływowe. Powodem tego jest to, że cały zespół musi zostać podgrzany do temperatury, w której lut topi się pod samymi elementami BGA. Można to osiągnąć tylko za pomocą technik reflow.
W przypadku lutowania BGA kule lutownicze na opakowaniu mają bardzo dokładnie kontrolowaną ilość lutowia, a po podgrzaniu w procesie lutowania lut topi się. Napięcie powierzchniowe powoduje, że stopiony lut utrzymuje opakowanie we właściwym wyrównaniu z płytką drukowaną, podczas gdy lut ochładza się i zestala.
Skład stopu lutowniczego i temperatura lutowania są starannie dobrane tak, aby lut nie topił się całkowicie, ale pozostał półpłynny, dzięki czemu każda kula pozostaje oddzielona od sąsiadów.
