BGA là thuật ngữ khá phổ biến trong công nghiệp điện tử và công nghệ thông tin. Tuy nhiên để hiểu về ý nghĩa của nó vẫn là điều khá mơ hồ với nhiều người. Bài viết dưới đây sẽ giúp bạn tìm hiểu rõ hơn BGA là gì, ứng dụng, cách hoạt động và những ưu điểm so với các loại linh kiện khác của nó nhé!
BGA là gì?
BGC là viết tắt của cụm từ Ball Grid Array dịch ra tiếng Việt có nghĩa là mảng bi sắt. Đây là một dạng đóng gói dùng trong SMT (a chip carrier) được dùng cho các mạch điện tử tích hợp. Gói BGA được dùng để gắn vĩnh viễn các thiết bị chẳng hạn như bộ vi xử lý bởi nó cung cấp sự ổn định và độ tin cậy cao. BGC có cấu trúc gồm một mảng các bi sắt hay hạt hàn ở dưới chip thay vì chân dẹt như các gói vi mạch truyền thống. Toàn bộ bề mặt dưới của thiết bị có thể được sử dụng. Các dây dẫn trung bình cũng ngắn hơn so với loại chỉ có chu vi khiến hiệu suất tốt hơn ở tốc độ cao. BGA có đặc điểm quan trọng là khả năng truyền dữ liệu nhanh chóng và làm giảm nhiễu điện từ.
Linh kiện BGA – Ball Grid Array là gì (Ảnh: Internet)
Thành phần chính của BGA là gì?
Linh kiện BGA sẽ gồm có các thành phần chính sau:
- Vi mạch: Đây là thành phần chính của BGA chứa mạch điện tử và vi mạch viết trên nó. Các vi mạch thường được sản xuất từ những chất liệu bền, có khả năng chịu điện và nhiệt tốt.
- Cuộn dây và nối hàn: Hai thành phần này được dùng để gắn chắc vi mạch vào linh kiện BGA. Chúng đảm bảo cho sự kết nối điện và nhiệt được ổn định giữa BGA và vi mạch.
- Bóng/Bán tròn: Là thành phần quan trọng của link kiện BGA được dùng để kết nối vi mạch với các điểm nối trên mạch in ở dạng hình tròn hoặc mảng bóng. Bóng sẽ giúp làn tăng độ tin cậy và ổn định của kết nối.
- Vật liệu điện cách: Vật liệu này được dùng để phân cách vi mạch và các bóng, giữ cho kết nối cách ly điện và ngăn ngừa hiện tượng lặp điểm nóng.
Mục đích sử dụng linh kiện BGA là gì trong SMT?
BGA là một dạng đóng gói được dùng trong SMT (Surface – mount technology) cho mạch điện tử tích hợp. Mục đích chính của BGA là là gắn vĩnh viễn các linh kiện vào mạch điện tử, giúp đảm bảo chất lượng kết nối và tăng độ tin cậy cho hệ thống.
BGA bao gồm một mảng các chân sắp xếp theo hình lưới và được bọc bên ngoài một lớp cách điện. Các chân này được hàn chính xác vào bên mặt mạch in và liên kết với những đường dẫn theo cấu trúc đặc biệt của mạch.
BGA sẽ có nhiều ưu điểm hơn so với những dạng đóng gói khác ở khả năng chịu nhiệt độ cao tốt, truyền tải tín hiệu tốt hơn và chống nhiễu tuyệt vời hơn. Đặc biệt, BGA còn có khả năng chịu cao hơn với lực cắt và lực nén so với các loại đóng gói khác, điều này giúp giảm thiểu rủi ro hỏng hóc linh kiện trong quá trình sử dụng.
BGA được ứng dụng phổ biến trong SMT bởi khả năng chịu nhiệt và chống nhiễu tốt (Ảnh: Internet)
Ưu điểm của BGA so với các loại linh kiện khác
BGA có thiết kế các chân hàn ở dạng viên bi dưới mặt linh kiện giúp linh kiện gắn chặt và ổn định trên mạch in. So với các loại linh kiện khác, ưu điểm của linh kiện BGA là gì? Cùng điểm qua những ưu điểm sau của BGA:
- Dung lượng tin yên tĩnh cao: BGA có thể chứa nhiều chân hàn hơn so với các loại đóng gói khác như QFP (Quad Flat Package), có thể làm tăng dung lượng tin trên mạch in.
- Tăng khả năng dẫn nhiệt: Với thiết kế nhiều chân hàn dạng viên bi ở phía dưới, BGA có thể dẫn nhiệt tốt hơn so với những linh kiện khác. Bên cạnh đó, nó còn làm mát linh kiện và tránh hiện tượng quá nhiệt.
- Cung cấp độ tin cậy cao: Sự gắn chặt và độ ổn định của hàn BGA giúp linh kiện có độ tin cậy cao hơn, ít bị nhiễu và lỏng chân hàn hơn so với các loại linh kiện khác.
- Thuận tiện cho công nghệ BGA rework: Bởi có các chân hàn ở dạng viên bi mà BGA dễ dàng được gỡ bỏ và thay thế trong quy trình BGA rework nếu cần.
Thực tế, việc sử dụng BGA cũng có nhược điểm ví dụ như độ phức tạp của quy trình lắp đặt, sửa chữa. Tuy nhiên, với những ưu điểm vượt trội phía trên thì BGA vẫn được ứng dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp điện tử.
Khả năng dẫn nhiệt tốt, độ tin cậy cao là một trong những ưu điểm tuyệt vời của BGA là gì (Ảnh: Internet)
Ứng dụng của BGA trong các lĩnh vực
BGA được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau gồm có:
- Mạch điện tử tích hợp: BGA được dùng để đóng gói và kết nối các vi mạch điện tử như chip nhớ, chip đồ họa, vi xử lý.
- Thiết bị viễn thông: BGA có thể được dùng để đóng gói các linh kiện điện tử trong các thiết bị viễn thông như máy tính bảng, modem, điện thoại di động, router.
- Thiết bị điện tử tiêu dùng: BGA có thể được dùng trong các thiết bị điện tử tiêu dùng như tivi, máy chơi game, điều hòa không khí.
- Ô tô: BGA cũng được ứng dụng trong các mạch điện tử có trong ô tô như hệ thống định vị, hệ thống động cơ, hệ thống giải trí.
- Thiết bị y tế: BGA được dùng trong các thiết bị y tế như máy chụp X-quang, máy RMI, máy xét nghiệm.
BGA được ứng dụng nhiều trong các thiết bị viễn thông (Ảnh: Internet)
Cách sửa chữa hoặc thay thế linh kiện BGA khi có sự cố
Trên đây chúng ta đã tìm hiểu về linh kiện BGA là gì, vậy để sửa chữa hoặc thay thế linh kiện BGA khi gặp sự cố sẽ cần làm những gì? Sau đây là các bước hướng dẫn:
- Bước 1 – Chuẩn bị công cụ, vật liệu cần thiết: Để có thể tháo và gắn linh kiện BGA, sẽ cần dùng đến các công cụ như máy hút chân BGA, máy hàn BGA, máy reballing, flux, bột hàn, keo dẻo chuyên dụng, bàn làm việc chống tĩnh điện,…
- Bước 2 – Kiểm tra sự cố và chuẩn đoán: Tiến hành xác định xem linh kiện BGA bị hỏng hay hàn không tốt, bị hở chân,… Kiểm tra những linh kiện liên quan khác để đảm bảo rằng chỉ sự cố chỉ xảy ra ở linh kiện BGA.
- Bước 3 – Tháo linh kiện BGA: Dùng máy hút chân BGA để gỡ bỏ linh kiện từ bo mạch chủ. Cần đảm bảo thao tác gọn gàng và cẩn thận để không làm hỏng những linh kiện khác có trên bo mạch.
- Bước 4 – Làm lại linh kiện BGA: Dùng máy reblling BAG để làm lại các bóng hàn trên linh kiện BGA. Cần sử dụng bột hàn và flux chất lượng để đảm bảo cho các mối hàn đồng đều và đáng tin cậy.
- Bước 5 – Gắn linh kiện BGA: Dùng máy hàn BGA để gắn lại linh kiện BGA vào vị trí trên bo mạch chủ. Cần đảm bảo sao cho linh kiện hàn đúng với các chân tiếp điểm trên bo mạch và dùng keo dẻo chuyên dụng để cố định linh kiện.
- Bước 6 – Kiểm tra hoạt động: Sau khi đã gắn được linh kiện BGA lên bo mạch chủ, tiến hành kiểm tra kỹ lưỡng xem còn lỗi nào tồn đọng hay không. Sử dụng các công cụ chẩn đoán để kiểm tra tính năng như máy đo điện tử. Luôn đảm bảo linh kiện BGA hoạt động một cách đúng đắn.
Lưu ý rằng, việc sửa chữa hoặc thay thế linh kiện BGA là quy trình phức tạp, đòi hỏi kỹ năng chuyên môn cao. Vì thế, nếu không tự tin hoặc không đủ kinh nghiệm hãy nhờ đến sự trợ giúp của các kỹ thuật viên chuyên nghiệp để tránh làm bo mạch chủ tổn thương.
>>> Có thể bạn quan tâm: PCBA là gì?
Kết luận
Trên đây là toàn bộ thông tin về linh kiện BGA là gì và những ứng dụng của nó. BGA là một phần quan trọng của ngành công nghiệp điện tử và công nghệ thông tin. Với cấu trúc đặc biệt và quy trình lắp ráp phức tạp, BGA đã trở thành một phần không thể thiếu trong sản xuất các sản phẩm điện tử đòi hỏi hiệu suất và độ tin cậy cao.
Jasmine Wu – Hapoin
