КОНСТРУКЦИЯ КОРПУСА BGA-КОМПОНЕНТОВ ДЛЯ ПРИМЕНЕНИЯ В ЖЕСТКИХ УСЛОВИЯХ ЭКСПЛУАТАЦИИ

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.