Конструкция корпуса bga-компонентов для применения в жестких условиях эксплуатации

Конструкция корпуса BGA-компонентов относится к электронной технике и может использоваться для монтажа микросхем типа BGA изделий спецтехники, работающих в жестких условиях эксплуатации.

Конструкция корпуса BGA компонентов содержит печатную плату со сквозными металлизированными отверстиями, микросхему типа BGA с шариковыми выводами корпуса и тонкие штырьки, припаянные к шариковым выводам корпуса микросхемы, причем тонкие штырьки свободно вставлены в металлизированные отверстия печатной платы и подпаяны к ее контактным площадкам с обратной стороны расположения микросхемы.

Использование штырьковых контактов и проведение пайки на плате с обратной стороны расположения микросхемы позволяет избежать термоудара на микросхему и плату, повысить надежность паяного соединения при резких циклических изменениях температуры. Такая конструкция паяного соединения обеспечивает свободный визуальный контроль над ним и проведение пайки любым (одиночным или групповым) методом, а также обеспечивает ремонт, как каждого контакта, так и целиком микросхемы без нагрева корпуса, что исключает риск перегрева и выхода микросхемы из строя.

Техническим результатом предлагаемой полезной модели является создание надежного, пластичного и ремонтопригодного паяного соединения при монтаже микросхем типа BGA для изделий спецтехники.

Предлагаемая полезная модель относится к электронной технике и может использоваться для монтажа микросхем типа BGA изделий спецтехники, работающих в жестких условиях эксплуатации.

Известен способ монтажа электронных компонентов с шариковыми выводами методом перевернутого кристалла, включающий операции позиционирования, фиксации и присоединения шариковых выводов к контактам монтажной поверхности печатной платы, которые механически и электрически соединены с проходящими через них сквозными металлизированными отверстиями, посредством пайки (см. патент США 6735857, МПК H05K 3/30, опубл. 18.05.2004 г.).

Основным недостатком вышеуказанного способа является то, что при повышенной плотности монтажа существует неконтролируемая возможность растекания припоя с контактных площадок и образования мостиков, приводящих к замыканию соседних контактных площадок.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемой полезной модели является способ монтажа электронных компонентов с шариковыми выводами методом перевернутого кристалла, включающем операции позиционирования, фиксации и присоединения шариковых выводов к контактам монтажной поверхности печатной платы, которые механически и электрически соединены с проходящими через них сквозными металлизированными отверстиями, посредством пайки, перед операцией позицирования печатную плату переворачивают монтажной поверхностью вниз, а шариковые выводы электронного компонента располагают под контактами сквозных металлизированных отверстий, при этом вышеуказанную пространственную ориентацию печатной платы сохраняют во время проведения всех операций (см. патент RU 2331993 C1, МПК H05K 3/30, опубл. 20.08.2008 г.).

Вышеуказанный способ обладает рядом существенных недостатков, обусловленных:

- помещением термочувствительной микросхемы вместе с печатной платой в зону нагрева для пайки, что приводит к снижению надежности особенно для изделий спецтехники;

- уменьшением зазора между корпусом микросхемы и платы за счет частичного перетекания паяльного шарикового контакта в металлизированное отверстие платы и соответственно более плотного прилегания, что практически может исключить возможность оптического бокового контроля, который применяют при монтаже микросхем типа BGA;

- нарушением пластичности соединения из-за различного термического коэффициента расширения микросхем и платы и как следствие повышением вероятности разрушения паяных соединений и выхода изделия из строя, особенно в жестких условиях эксплуатации.

Техническим результатом предлагаемой полезной модели является создание надежного, пластичного и ремонтопригодного паяного соединения при монтаже микросхем типа BGA для изделий спецтехники.

Технический результат достигается тем, что конструкция корпуса BGA компонентов для применения в жестких условиях эксплуатации содержит печатную плату со сквозными металлизированными отверстиями, микросхему типа BGA с шариковыми выводами корпуса и тонкие штырьки, припаянные к шариковым выводам корпуса микросхемы, причем тонкие штырьки свободно вставлены в металлизированные отверстия печатной платы и подпаяны к ее контактным площадкам с обратной стороны расположения микросхемы.

Данная конструкция за счет использования штырьковых контактов и проведения пайки на плате с обратной стороны расположения микросхемы позволяет избежать термоудара на микросхему и плату, что особенно важно для надежной работы изделий спецтехники. Другим важным преимуществом предлагаемой конструкции является обеспеченность ремонта, как каждого контакта, так и целиком микросхемы без нагрева корпуса, что исключает риск перегрева и выхода микросхемы из строя. Кроме того, соединение микросхемы с печатной платой посредством тонких штырьков, свободно вставляемых в ее металлизированные отверстия, обеспечивает эластичность данного соединения, что особенно важно при больших термических перепадах в процессе эксплуатации специзделия.

Заявляемая полезная модель схематично (упрощенно) представлена на фиг.1, где:

1 - печатная плата со сквозными металлизированными отверстиями;

2 - корпус микросхемы типа BGA с шариковыми выводами;

3 - шариковые выводы с припаянными тонкими штырьками;

4 - места пайки штырьковых контактов микросхемы к контактным площадкам металлизированных отверстий печатной платы.

Выполнение контактных выводов конструкции корпуса BGA-компонентов в виде тонких штырьков, припаянных к шаровым выводам корпуса микросхемы типа BGA, предоставляет возможность проведения на печатную плату, имеющую сквозные металлизированные отверстия для них, монтажа с любой их двух ее сторон в зависимости от топологического рисунка, а также контроля каждого паяного соединения, что особенно важно для изделий, работающих в жестких условиях эксплуатации.

Проведение пайки с обратной стороны расположения микросхемы на плате позволяет избежать термоудара на микросхему и плату, повысить надежность паяного соединения при резких циклических изменениях температуры, свойственных применению спецаппаратуры.

К тому же такая конструкция паяного соединения обеспечивает свободный визуальный контроль над ним и проведение пайки любым (одиночным или групповым) методом, доступным на производстве.

Таким образом, перечисленные отличительные признаки заявляемой конструкции корпуса BGA-компонентов обеспечивают получение заданного технического результата.

Конструкция корпуса BGA-компонентов для применения в жестких условиях эксплуатации, содержащая печатную плату со сквозными металлизированными отверстиями и микросхему типа BGA с шариковыми выводами корпуса, отличающаяся тем, что имеет тонкие штырьки, подпаянные к шариковым выводам корпуса микросхемы типа BGA, причем тонкие штырьки свободно вставлены в металлизированные отверстия печатной платы, а пайку производят с обратной стороны расположения микросхемы любым (одиночным или групповым) методом, доступным на производстве.