Le tecnologie attuali, come quelle contenute all’interno dei computer, richiedono l’utilizzo di componenti molto complessi e dalle dimensioni sempre più ridotte. Per montarli su un circuito stampato (PCB) si è quindi rivelato necessario mettere a punto un metodo che richiedesse un ridotto utilizzo di fili.
È proprio da questa esigenza che è nata la tecnica package on package (PoP), un metodo a montaggio superficiale che viene realizzato saldando sfere di metallo al PCB. A questo punto viene spontaneo chiedersi: come funziona il package on package? Quando viene utilizzato? Te lo spiega Eurek in questo articolo.
Indice dei contenuti
Ball Grid Array: cos’è e come funziona
Il Ball Grid Array (BGA) è un pacchetto integrato utilizzato per montare e collegare il circuito integrato su una scheda a circuito stampato (PCB). È una tecnologia a montaggio superficiale (SMT) caratterizzata dall’utilizzo di cavi a forma di sfera di stagno che vengono distribuiti in array (ovvero in una griglia) nella parte inferiore del pacchetto.
I pacchetti BGA hanno la capacità di fornire molti più pin di interconnessione rispetto ad altre tipologie. Utilizzando come pin delle sfere di saldatura disposte secondo uno schema a griglia, viene aumentata l’area utile per le connessioni anziché disporre solo della periferia. La caratteristica che rende la BGA una tecnica così interessante è proprio la possibilità di poter impiegare l’intera superficie inferiore del dispositivo anziché utilizzare solo il perimetro.
Il metodo più efficace per saldare i componenti BGA sul PCB è il forno vapour-phase. Il pacchetto viene inserito in un forno a condensazione scaldato ad una temperatura specifica: al suo interno le sfere di stagno si ammorbidiranno, saldando così i pad alla superficie inferiore del circuito.
Package on Package (PoP): quando si utilizza?
Il Package on Package, conosciuto anche con la sigla PoP, è un tipo di pacchetto BGA utilizzato quando lo spazio è la vera preoccupazione. Nasce, infatti, per soddisfare la richiesta di assemblaggi sempre più compatti. È un tipo packaging che unisce due o più circuiti integrati utilizzando la tecnica della Ball Grid Arrays.
Questo metodo consiste nell’installazione di due o più circuiti integrati uno sopra all’altro, ovvero impilati, secondo uno schema preciso, con un’interfaccia standard per collegare i segnali tra di loro. Grazie al PoP, è possibile montare un maggiore numero di elementi sulla superficie del circuito stampato. I componenti di integrazione più utilizzati per lo stacking sono il processore e la memoria. Questa tipologia di packaging viene spesso utilizzata all’interno di smartphone, computer portatili e macchine fotografiche digitali.
Quali sono I vantaggi della tecnologia PoP?
L’uso della tecnologia PoP all’interno di un progetto offre diversi vantaggi. Il più evidente è la riduzione delle dimensioni generali del PCB. Oltre ad aumentare la superficie utilizzabile per l’applicazione di componenti, la tecnica PoP garantisce anche una riduzione del numero di strati del PCB, poiché le linee di connessione tra il processore e la memoria sono ridotte al minimo. Questo migliora anche l’integrità del segnale sulla scheda, riducendo al minimo la lunghezza delle tracce tra le diverse parti interoperanti, come il controller e la memoria. Le interconnessioni dirette tra i circuiti riducono il ritardo di propagazione, il rumore e il cross-talk.
In conclusione
Nell’ultimo decennio il mondo embedded ha vissuto grandi cambiamenti. L’avvento di smartphone, computer sempre più compatti, tablet o tag digitali, ha richiesto l’utilizzo di assemblaggi elettronici sempre più compatti e più densamente popolati. Questa esigenza ha trovato soluzione nella Ball Grid Arrays e nei suoi diversi metodi di applicazione, quali il PoP (Package on Package): un metodo di confezionamento impilato che prevede due pacchetti BGA montati uno sopra l’altro con un’interfaccia standard per instradare i segnali tra di essi. Il suo impiego permette sia di incrementare la superficie utilizzabile per il montaggio di componenti, sia di ridurre l’ingombro complessivo della scheda elettronica.
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