Ball Grid Array (BGA) : Qu'est-ce que c'est et Pourquoi c'est Important

Qu'est-ce qu'un Ball Grid Array ?

Vous avez peut-être entendu le terme BGA. Pas sûr de ce que cela signifie ? Nous avons la réponse. BGA, pour Ball Grid Array (réseau de billes), est un type spécifique de technologie de montage en surface (CMS/SMT). Dans la plupart des cas, les boîtiers BGA sont utilisés par les professionnels pour monter définitivement différents types de dispositifs, comme les microprocesseurs. Cela se fait en faisant fondre des billes de soudure entre le circuit imprimé et la face du dispositif.

Saviez-vous qu'un BGA peut facilement fournir plus de broches d'interconnexion que vous ne pouvez en mettre sur un boîtier double en ligne (DIP) ou à plat ? L'avantage est que les professionnels peuvent utiliser toute la surface inférieure du dispositif, au lieu du seul périmètre, ce qui est très pratique. L'apparence de la plupart des BGA découle des attentes élevées pour les produits électroniques modernes : fonctions variées, petite taille, haute performance et légèreté.

Il convient aussi de noter que les BGA comprennent plusieurs couches chevauchantes. Celles-ci comportent un à plus d'un million de multiplexeurs, bascules, portes logiques ou autres circuits. Notez que les BGA varient considérablement. Certains n'ont pas de connexions au centre. D'autres ont des broches sur toute la surface inférieure. Gardez à l'esprit que vous pouvez réaliser un routage manuel sans créer de motif de sortie (breakout) pour les BGA plus simples avec un pas plus grand et plus d'espace au centre.

Alignement des Billes de Soudure

Notez qu'un BGA aligne ses billes de soudure en grille sous la surface inférieure du dispositif connecté. Cela diffère du type de boîtier périmétrique daté qui place habituellement les broches de soudure le long des bords du dispositif.

L'avantage de cette approche est qu'elle laisse une empreinte (footprint) significativement plus petite ou plus compacte sur le circuit imprimé (PCB), induisant de meilleures propriétés électriques et thermiques comparé à un boîtier de montage périmétrique conventionnel. On peut imaginer que la popularité de ce format a considérablement grandi avec la miniaturisation rapide de l'électronique.

Avantages des BGA

Optimise l'Espace PCB

Saviez-vous que l'utilisation de boîtiers BGA implique généralement moins de composants ? De plus, des empreintes plus petites aident à économiser l'espace sur la plupart des PCB personnalisés. C'est excellent car cela améliore grandement l'efficacité de l'espace PCB.

Meilleure Performance Thermique

C'est un autre avantage crucial. La taille compacte du PCB basée sur le boîtier BGA permet une dissipation de chaleur plus rapide et facile.

Notez que quand vous montez la tranche de silicium sur le dessus, la plupart de la chaleur peut facilement être transmise vers les grilles de billes. Et quand vous montez la tranche au fond, le dos de cette tranche est solidement connecté au sommet du boîtier. C'est l'une des méthodes de dissipation de chaleur les plus efficaces.

Réduit les Coûts

Il n'y a pas de doute que l'utilisation efficace de l'espace PCB offre des opportunités d'économiser les matériaux et d'améliorer la performance thermoélectrique simultanément. C'est important car cela assure la qualité globale des composants électroniques et réduit le risque de défauts.

Meilleure Performance Électrique

La chose fantastique avec le boîtier BGA est qu'il n'a pas de broches qui peuvent se casser ou se plier, ce qui le rend suffisamment stable pour assurer la performance électrique à grande échelle.

Utilisation Croissante des BGA

L'utilisation des BGA est très rationnelle car elle est assez simple, tandis que d'autres technologies ont eu leur lot de problèmes. Par exemple, les boîtiers quad flat pack traditionnels avaient des broches très rapprochées et fines. Cette configuration cause de sérieuses difficultés :

Dommages

Les broches sur un Quad Flat Package (QFP) sont très fines. C'est pourquoi les professionnels doivent contrôler leurs positions très soigneusement. Toute mauvaise manipulation risque de déplacer ces broches, et quand cela arrive, elles sont très difficiles à restaurer.

Processus de Soudure

À cause de l'espacement extrêmement proche de ces broches QFP, un contrôle minutieux du processus de soudure est nécessaire ; sinon, les contacts peuvent facilement être bridgés.

Si vous avez des questions sur l'utilisation de BGA dans votre design ou comment nous travaillons avec eux pour votre assemblage, appelez-nous.