ما هو مصفوفة شبكة الكرة (BGA)

باختصار، BGA وLGA هما نوعان من تقنيات التغليف الإلكترونية المستخدمة بشكل أساسي لتركيب المكونات على لوحة الدوائر المطبوعة. ومع ذلك، هناك تمييز في توصيلاتها الكهربائية. تعتمد LGA على الدبابيس أو نقاط الاتصال، بينما تستخدم BGA كرات لحام صغيرة.

يعمل من خلال استخدام شبكة من كرات اللحام أو الخيوط لتسهيل نقل الإشارات الكهربائية من لوحة الدائرة المتكاملة. على عكس PGA، الذي يستخدم الدبابيس، يستخدم BGA كرات لحام موضوعة على لوحة الدوائر المطبوعة (PCB). يوفر PCB، من خلال استخدام الأسلاك المطبوعة الموصلة، الدعم والاتصال للمكونات الإلكترونية.

تأتي حزمة مصفوفة الشبكة الكروية (BGA) بأحجام مختلفة، تتراوح من 17 مم × 17 مم إلى 35 مم × 35 مم. توفر ملاعب كرة مقاس 0.8 مم و1.0 مم، مما يؤدي إلى أن يتراوح عدد الكرات من 208 إلى 976 كرة. بالإضافة إلى ذلك، تتوفر حزم PBGA في تصميمات الركيزة المكونة من 2 و4 طبقات.

مكونات BGA هي نوع محدد من المكونات شديدة الحساسية للرطوبة ودرجة الحرارة. ولذلك، فمن الضروري تخزينها في بيئة جافة مع درجة حرارة ثابتة. بالإضافة إلى ذلك، يجب على المشغلين الالتزام الصارم بعملية تكنولوجيا التشغيل لمنع أي تأثير سلبي على المكونات قبل التجميع.

FPGA، اختصار لمصفوفة البوابة القابلة للبرمجة الميدانية، عبارة عن دائرة متكاملة يمكن تخصيصها بواسطة المصمم بعد تصنيعها. من ناحية أخرى، BGA، الذي يرمز إلى مصفوفة الشبكة الكروية، هو نظام تعبئة للدوائر المتكاملة التي تستخدم مجموعة من كرات اللحام لتوصيل الركيزة بدبابيس الحزمة.

في عبوات BGA، يتم استخدام ركيزة عضوية بدلاً من إطار الرصاص. تتكون الركيزة عادة من بسماليميد تريازين أو بوليميد. يتم وضع الشريحة أعلى الركيزة، بينما تقوم كرات اللحام الموجودة على الجانب السفلي من الركيزة بإنشاء اتصالات مع لوحة الدائرة.

كما هو الحال مع جميع حزم BGA، تستخدم حزم FBGA كرات لحام مرتبة في شبكة أو مصفوفة في الجزء السفلي من جسم الحزمة للتوصيل الكهربائي الخارجي. ومع ذلك، فإن حزمة FBGA تميز نفسها بكونها قريبة من حجم الشريحة، وتتميز بجسم أصغر وأرق مقارنة بحزمة BGA القياسية.

بمجرد إزالة كل اللحام الزائد، فمن الممكن إعادة تشكيل BGA. تستلزم عملية إعادة الكرة استخدام استنسل لوضع مجالات لحام جديدة على BGA. بعد إزالة اللحام الزائد وإعادة تشكيل BGA، يمكن إعادة لحام المكونات وثنائي الفينيل متعدد الكلور وإعادة توصيلها.

تعد BGA أكثر تكلفة من QFP نظرًا لارتفاع تكلفة الألواح الخشبية والراتنج المرتبط بالركيزة التي تحمل المكونات. تستخدم BGA حاملات راتنجات BT والسيراميك والبوليميد، وهي أكثر تكلفة، بينما تستخدم QFP راتنجات صب البلاستيك وإطارات الرصاص المصنوعة من الصفائح المعدنية، وهي أرخص.

تتشابه إلكترونيات LGA (Land Grid Array) مع BGAs، ولكنها تختلف في أن أجزاء LGA لا تحتوي على كرات لحام كأسلاك توصيلية. بدلا من ذلك، لديهم سطح مستو مع منصات. تُستخدم LGAs بشكل شائع كواجهة مادية للمعالجات الدقيقة ويمكن توصيلها بالجهاز إما من خلال مقبس LGA أو عن طريق لحامه مباشرة بلوحة PCB.