Понимание LGA

Метод Land Grid Array (LGA) — это передовой способ соединения электронных компонентов, включающий сеть контактных площадок на одной стороне печатной платы (печатной платы). Эта сеть не имеет уже припаянной пайки, что создает основу для уникального процесса подключения. Путем нанесения паяльной пасты на печатную плату и последующего ее нагрева (процесс, известный как пайка оплавлением), между модулем LGA и печатной платой образуется надежное соединение.

Генезис LGA

Технология LGA с ее сложной сеткой контактов является образцовым решением для современных интегральных схем, которым требуется большее количество входных/выходных соединений. В отличие от корпуса Ball Grid Array (BGA), в котором используются шарики припоя, в LGA используется метод прямого контакта, обеспечивающий более низкий профиль и более стабильное соединение.

Особенности проектирования и сборки LGA

1. LGA, имеющие меньший объем припоя, подвергаются более быстрому охлаждению, что приводит к уникальной переплетенной структуре зерен, в отличие от структуры «пляжного мяча», наблюдаемой в соединениях BGA.
2. При дальнейшем обеспечении целостности паяного соединения решающую роль играет тип используемого контактного контакта. Контактные площадки без паяльной маски (NSMD), которые имеют большие отверстия паяльной маски, чем контактные площадки на печатной плате, эффективно минимизируют пустоты. И наоборот, площадки с паяльной маской (SMD) с меньшими отверстиями рекомендуются, когда стойкость к физическим воздействиям имеет решающее значение, например, в портативных устройствах.
3. Конструкция трафарета для пайки имеет решающее значение для устройств LGA, где отверстия паяльной маски должны точно отражать нижнюю часть устройства. Это гарантирует идеальное совмещение выводов печатной платы с выводами устройства.

Проверка паяного соединения LGA

1. Чтобы обеспечить наилучшие результаты при пайке модулей на материнские платы, крайне важно придерживаться определенных методов сборки. Использование рентгеновского изображения позволяет четко видеть соединения контактных площадок LGA на модуле и материнской плате, выявляя сложные паяные соединения и любые пустоты, имеющиеся внутри контактных площадок. Эти пустоты, хотя и неизбежны, обычно занимают 5-10% площади колодки, хотя в некоторых случаях они могут достигать 40%.
2. Перед сборкой модули тщательно просушиваются и запечатываются во влагостойкие пакеты, чтобы предотвратить выделение газов при пайке, которое в противном случае могло бы увеличить образование пустот в паяных соединениях. Этот шаг особенно важен, если модули подвергались воздействию влажной среды и требуют соблюдения стандарта JEDEC J-STD-033 для запекания.
3. Очень важно выбирать паяльную пасту с высокой активностью флюса и отличными смачивающими свойствами, поскольку она быстро очищает поверхности контактных площадок и позволяет газам выходить до затвердевания припоя.
4. Конструкция трафарета для трафаретной печати должна соответствовать рекомендуемой настройке компонента с типичной толщиной от 4 до 8 мил (100–200 мкм). Может потребоваться регулировка отверстий трафарета, чтобы предотвратить появление перемычек припоя или брызг, улучшая качество паяных соединений.
5. Процесс оплавления с нарастающим нарастанием-вымачиванием-нарастанием обычно предпочтительнее метода с прямым нарастанием из-за его эффективности в минимизации пустот в паяных соединениях за счет предоставления большего времени для выхода газов. Необходимо тщательно контролировать скорость изменения температуры, чтобы избежать образования припоя или брызг. При пайке сплавов SAC высокая скорость охлаждения может повысить надежность соединения за счет формирования специфической микроструктуры внутри припоя.

Выбор между BGA и LGA для печатной платы

При выборе между BGA и LGA учитывайте такие факторы, как механическая стабильность, тип соединения, плотность контактов, рассеивание тепла и требования к техническому обслуживанию. BGA часто выбирают для компактных, термочувствительных устройств, таких как смартфоны и ноутбуки, тогда как LGA находит свое место в процессорах и модулях камер, где простота замены компонентов имеет первостепенное значение.