فهم LGA
تعد طريقة Land Grid Array (LGA) طريقة متطورة لتوصيل المكونات الإلكترونية، وتتميز بشبكة من منصات الاتصال على جانب واحد من PCB (لوحة الدوائر المطبوعة). لا تأتي هذه الشبكة مع لحام مطبق بالفعل، مما يمهد الطريق لعملية اتصال فريدة. من خلال تطبيق معجون اللحام على PCB ثم تسخينه (عملية تعرف باسم اللحام بإعادة التدفق)، يتم تشكيل رابطة آمنة بين وحدة LGA وثنائي الفينيل متعدد الكلور.
نشأة LGA
تبرز تقنية LGA، بشبكتها المعقدة من جهات الاتصال، كحل مثالي للدوائر المتكاملة الحديثة التي تتطلب عددًا أكبر من اتصالات الإدخال/الإخراج. على عكس عبوات Ball Grid Array (BGA)، التي تعتمد على كرات اللحام، تستخدم LGA أسلوب الاتصال المباشر، مما يضمن مظهرًا أقل واتصالًا أكثر استقرارًا.
اعتبارات تصميم وتجميع LGA
- تخضع LGAs، التي تحتوي على حجم لحام أقل، إلى تبريد أسرع، مما يؤدي إلى بنية حبيبية فريدة ومتشابكة، على عكس هيكل “كرة الشاطئ” الذي يظهر في مفاصل BGA.
- ومن أجل معالجة سلامة مفاصل اللحام بشكل أكبر، يلعب نوع نمط الأرض المستخدم دورًا حاسمًا. تُعد الوسادات غير المحددة بقناع لحام (NSMD)، والتي تتميز بفتحات قناع لحام أكبر من وسادات PCB، فعالة في تقليل الفراغات. على العكس من ذلك، يُنصح باستخدام وسادات قناع اللحام المحدد (SMD)، ذات الفتحات الأصغر، عندما تكون المتانة ضد التأثيرات المادية أمرًا بالغ الأهمية، كما هو الحال في الأجهزة المحمولة.
- يعد تصميم استنسل اللحام أمرًا بالغ الأهمية لأجهزة LGA، حيث يجب أن تعكس فتحات قناع اللحام الجانب السفلي للجهاز بدقة. وهذا يضمن محاذاة أراضي PCB بشكل مثالي مع أراضي الجهاز.
التفتيش المشترك لحام LGA
- لضمان أفضل النتائج في لحام الوحدات باللوحات الأم، من الضروري الالتزام بممارسات التجميع المحددة. يتيح استخدام التصوير بالأشعة السينية رؤية واضحة لوصلات لوحة LGA الموجودة على الوحدة واللوحة الأم، مما يكشف عن روابط اللحام المعقدة وأي فراغات موجودة داخل وسادات اللحام. هذه الفراغات، على الرغم من أنها لا يمكن تجنبها، تشغل عادة 5-10% من مساحة اللوحة، على الرغم من أنها يمكن أن تصل إلى 40% في بعض الحالات.
- قبل التجميع، يتم تجفيف الوحدات بعناية وإغلاقها في أكياس مقاومة للرطوبة لمنع إطلاق الغازات أثناء اللحام، مما قد يؤدي إلى زيادة الفراغ في وصلات اللحام. تعتبر هذه الخطوة بالغة الأهمية بشكل خاص إذا تعرضت الوحدات لبيئة رطبة وتتطلب اتباع معيار JEDEC J-STD-033 للخبز.
- يعد اختيار معجون لحام ذو نشاط تدفق عالي وخصائص ترطيب ممتازة أمرًا ضروريًا، لأنه ينظف أسطح الوسادة بسرعة ويسمح للغازات بالهروب قبل أن يتصلب اللحام.
- يجب أن يعكس تصميم استنسل طباعة الشاشة الإعداد الموصى به للمكون، بسمك نموذجي يتراوح من 4 إلى 8 مل (100-200 ميكرومتر). قد تكون التعديلات على فتحات الاستنسل ضرورية لمنع جسور اللحام أو تناثرها، مما يعزز جودة وصلات اللحام.
- تُفضل بشكل عام عملية إنحسر التدفق المنحدر-النقعي على أسلوب المنحدر المباشر نظرًا لفعاليتها في تقليل فراغات مفاصل اللحام عن طريق السماح بمزيد من الوقت للهروب من الغازات. يعد التحكم الدقيق في معدل منحدر درجة الحرارة ضروريًا لتجنب جسور اللحام أو البقع. بالنسبة إلى لحام سبائك SAC، يمكن لمعدل التبريد السريع أن يعزز موثوقية المفصل من خلال تعزيز بنية مجهرية معينة داخل اللحام.
الاختيار بين BGA وLGA لثنائي الفينيل متعدد الكلور
عند الاختيار بين BGA وLGA، ضع في اعتبارك عوامل مثل الاستقرار الميكانيكي ونوع الاتصال وكثافة الدبوس وتبديد الحرارة ومتطلبات الصيانة. غالبًا ما يكون BGA هو الاختيار للتطبيقات المدمجة والحساسة للحرارة مثل الهواتف الذكية وأجهزة الكمبيوتر المحمولة، بينما تجد LGA مكانها في وحدات المعالجة المركزية ووحدات الكاميرا، حيث تعد سهولة استبدال المكونات أمرًا بالغ الأهمية.
