Language
Country/Area
No result found
Dari PGA ke BGA: Apa yang ada di balik evolusi teknologi pengemasan ini?!
Seiring dengan perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi, teknologi pengemasan komponen elektronik juga terus berkembang. Banyak perangkat elektronik modern menggunakan pengemasan BGA (ball grid array), dan teknologi pengemasan baru ini sebenarnya berasal dari PGA (pin grid array). Dalam artikel ini, kita akan membahas tentang lahirnya BGA, kelebihan dan kekurangannya, serta perannya dalam industri elektronik saat ini.
Gambaran Umum BGA
BGA adalah paket pemasangan permukaan yang digunakan untuk pemasangan tetap sirkuit terpadu, terutama mikroprosesor. Dibandingkan dengan paket dual in-line (DIP) atau paket planar tradisional, BGA dapat menyediakan jumlah pin koneksi yang lebih besar karena seluruh permukaan bawahnya tersedia untuk penempatan bola solder, dan jarak antar bola solder lebih pendek, yang meningkatkan kinerja selama operasi kecepatan tinggi.
Teknologi pengemasan BGA memungkinkan komponen elektronik memiliki kepadatan koneksi yang lebih tinggi, yang mengatasi kesulitan yang disebabkan oleh pengemasan tradisional.
Pengelasan BGA biasanya memerlukan kontrol yang presisi. Proses ini sebagian besar diselesaikan melalui tungku peleburan ulang otomatis yang dikontrol komputer untuk memastikan stabilitas kualitas pengelasan. Paket BGA terutama terdiri dari substrat plastik atau keramik dengan bola solder di bagian bawah, yang sesuai dengan bantalan tembaga PCB. Setelah dipanaskan, bola solder akan meleleh dan terhubung dengan bantalan tembaga PCB.
Evolusi dari PGA ke BGA
PGA adalah paket dengan pin di bagian bawah. Pin ini biasanya didistribusikan dalam kisi dan digunakan untuk menghubungkan sirkuit terpadu ke papan sirkuit cetak (PCB). Namun, dengan miniaturisasi komponen elektronik dan peningkatan jumlah pin yang dibutuhkan, desain PGA menjadi semakin kewalahan. Desain BGA yang dihasilkan tidak hanya mengatasi kesulitan pengelasan yang disebabkan oleh peningkatan jumlah dan jarak pin, tetapi juga meningkatkan kinerja transmisi sinyal selama proses pengelasan.
Teknologi BGA berhasil memadukan keunggulan koneksi kepadatan tinggi, konduktivitas termal tinggi, dan induktansi rendah, sehingga menjadi tonggak penting dalam industri elektronik.
Keunggulan BGA
Kepadatan Tinggi
Salah satu keunggulan terbesar BGA adalah kepadatannya yang tinggi. Bentuk pengemasan ini dapat memusatkan hingga ratusan pin dalam area kecil, sehingga memecahkan masalah penyolderan yang sulit akibat jarak pin yang mengecil. Konfigurasi BGA membuat transmisi sinyal lebih efisien, terutama dalam sirkuit berkecepatan tinggi.
Konduksi panas
Keunggulan signifikan lainnya adalah konduktivitas termal BGA. Dibandingkan dengan kemasan dengan pin individual, BGA memiliki resistansi termal yang lebih rendah, yang memungkinkan panas yang dihasilkan oleh sirkuit terpadu selama pengoperasian dapat dihilangkan dengan lebih efisien, sehingga mengurangi risiko panas berlebih.
Induktansi rendahlead
Karena jarak antara bola solder BGA dan PCB sangat pendek, hal ini menghindari induktansi yang tidak perlu dalam operasi frekuensi tinggi. Oleh karena itu, kinerja listrik BGA lebih baik daripada pengemasan pin tradisional, terutama dalam aplikasi elektronik berkecepatan tinggi.
Tantangan BGA
Kurangnya fleksibilitas
Salah satu kelemahan BGA adalah bola soldernya tidak sefleksibel pin yang lebih panjang, sehingga ketidaksesuaian ekspansi termal antara PCB dan BGA dapat menyebabkan sambungan solder putus. Untuk memperbaiki kekurangan ini, biasanya perlu menggunakan proses "underfill" untuk meningkatkan ketahanan pengelasan.
Kesulitan pemeriksaan
Setelah BGA disolder di tempatnya, menjadi sulit untuk memeriksa kualitas penyolderan. Untuk mengatasi masalah ini, industri telah mengembangkan teknologi inspeksi canggih seperti mesin sinar-X dan pemindai CT industri. Namun, teknologi tersebut seringkali mahal, sehingga metode pengujian listrik lebih disukai.
Tantangan dalam proses pengembangan
Selama tahap pengembangan sirkuit, colokan sering digunakan untuk sambungan sementara karena tantangan penyolderan BGA, tetapi colokan ini cenderung memiliki keandalan yang buruk.
Biaya peralatan
Menyolder paket BGA secara andal memerlukan peralatan yang mahal, dan keandalan penyolderan manual relatif rendah. Dengan latar belakang ini, teknologi perbaikan DIY secara bertahap muncul, dan banyak penggemar mulai mencoba menggunakan sumber panas sederhana untuk penyolderan ulang.
Varian BGA
BGA telah melahirkan banyak variasi, contohnya termasuk teknologi flip-chip, yang memungkinkan penyolderan pada tingkat mikroskopis. Dengan setiap paket baru, kemampuan dan jangkauan aplikasi komponen elektronik terus berkembang.
Tren pengembangan di masa mendatang
Penelitian dan inovasi teknologi seputar BGA terus berkembang, terutama dalam menghadapi kondisi kerja ekstrem dan beradaptasi dengan karakteristik berbagai material. Untuk beradaptasi dengan lingkungan penggunaan yang semakin keras, pengembang terus mencari teknologi dan material pengelasan yang lebih andal.
Untuk produk elektronik masa depan, apakah BGA dapat terus memimpin dan memenuhi permintaan pasar adalah pertanyaan yang patut direnungkan.
