什么是球柵陣列？BGA封裝類型有哪些？

導(dǎo)語

當(dāng)涉及到極其敏感的計(jì)算機(jī)部件時(shí)。可以看出，當(dāng)涉及到表面安裝的組件時(shí)，通過電線連接集成電路是困難的。球柵陣列是最好的解決方案。這些BGA可以很容易地識別在微處理器的底部。由于它直接連接終端，BGA在計(jì)算機(jī)部件和其他高性能計(jì)算機(jī)器的開發(fā)中受到高度重視。BGA利用了整個(gè)組件的全部面積，提供了更多的連接空間和良好的通信。

#1什么是球柵陣列？

BGA是球柵陣列的縮寫。一般來說，這是一個(gè)小的，微小的金屬導(dǎo)體球的集合，在我們制造印刷電路板(PCB)的過程中，它們和諧地放在電路板上。

球柵陣列(BGA)與典型的表面貼裝連接器具有不同的連接策略。另一種封裝，如四平面封裝(QFP)，在封裝的側(cè)面包括連接器。這意味著插腳的空間很小，插腳必須緊密間隔，并顯著縮小，以提供必要的通信量。BGA采用封裝的底面，那里有足夠的空間連接。

#2使用BGA的原因

球柵陣列在需要密集連接的SMD IC中越來越受歡迎。使用IC封裝的底面而不是在邊緣周圍連接，可以降低連接密度，從而方便PCB布局。

使用芯片的底部防止直接訪問連接，這使得焊接，拆焊和檢查更具挑戰(zhàn)性。然而，有了主線PCB生產(chǎn)設(shè)備，這些挑戰(zhàn)很容易克服，整體可靠性和性能可以提高。

#3在哪里可以識別?

BGA優(yōu)越的散熱性能使核心在運(yùn)行過程中保持涼爽，從而延長產(chǎn)品的使用壽命。熱量是需要考慮的最重要的因素，而BGA是技術(shù)產(chǎn)品在滿負(fù)荷運(yùn)行時(shí)如此高效地運(yùn)行而保持正常溫度的原因。

第二個(gè)最重要的因素是電氣特性。最小可行電阻路徑的最短距離連接增加了BGA的價(jià)值和重要性。

第三個(gè)最重要的因素是兼容性。在處理大量球的同時(shí)能夠利用最短的空間，使制作人能夠包含越來越多的可行選擇。從而增加了產(chǎn)品的價(jià)值和可取性。

#4不同類型的BGA

BGA是你想要制造的東西的核心。這不僅取決于你希望生產(chǎn)的產(chǎn)品種類。而且還要對整個(gè)生產(chǎn)成本、最終產(chǎn)品的重量、產(chǎn)品的質(zhì)量、產(chǎn)生的熱量等一系列因素產(chǎn)生影響。

1陶瓷BGA (CBGA)

這是陶瓷BGA型。在這種型號中，錫和鉛的比例是10:90。這種類型的BGA需要C4方法(受控折疊芯片連接)來構(gòu)建BGA和PCB之間的橋梁。這是由于其極高的熔點(diǎn)。這種類型的BGA比PBGA更昂貴，但它在提高電性能和導(dǎo)熱性方面非常可靠。

2塑料層壓BGA (PBGA)

塑料球柵陣列的縮寫是PBGA。這是目前使用中最普遍的雙面PCB類型。摩托羅拉被認(rèn)為是它的先驅(qū)，盡管目前，幾乎所有的生產(chǎn)商都在使用它。雙馬來酰亞胺三嗪(BT)樹脂作為襯底材料形成芯材。該技術(shù)與覆蓋成型墊陣載體(OMPAC)密封膠技術(shù)或球?qū)|陣載體(GTPAC)的應(yīng)用一起，被JEDEC證明是高度可靠的(3級)。這些BGAs包含200到500個(gè)球陣。

3磁帶BGA

TBGA唯一的缺點(diǎn)是它總是比PBGA貴。然而，TBGA是薄貨的最佳選擇。這需要堅(jiān)固的核心材料，卓越的散熱和卓越的電氣連接。無論ic /芯片必須朝上還是朝下，這都是最大化產(chǎn)品價(jià)值同時(shí)最小化成本的策略。在這種形式的BGA，線鍵合通常是首選，如果芯片是面向上，但倒裝芯片技術(shù)似乎適合，如果芯片是面向下。

4PoP封裝類型

封裝對封裝(PoP)是集成電路的一種封裝方法，它結(jié)合了垂直離散邏輯和存儲BGA單元。堆疊是指將兩個(gè)或兩個(gè)以上的包安裝在彼此的頂部，并使用標(biāo)準(zhǔn)接口在它們之間傳輸信號。

PoP技術(shù)的存在是為了滿足電子行業(yè)對智能手機(jī)和數(shù)碼相機(jī)等電子產(chǎn)品對細(xì)間距、小尺寸、高信號處理速度和更小安裝空間的持續(xù)需求。在PCB組裝過程中使用這種技術(shù)，將頂部封裝中的存儲器件和底部封裝中的邏輯器件電連接，并分別進(jìn)行測試和更換。所有這些特性降低了PCB結(jié)構(gòu)的成本和復(fù)雜性。

5LGA封裝類型

平面網(wǎng)格陣列封裝(LGA)是一種使用金屬墊代替引線(如引腳網(wǎng)格陣列)或用于外部電氣連接的焊接球(如球網(wǎng)格陣列)的封裝。這些被稱為“l(fā)ands”的金屬墊通常在包裝的底部組織成網(wǎng)格或陣列，因此被稱為“平面網(wǎng)格陣列”。LGA封裝的柵格式設(shè)計(jì)使其具有較大的柵格數(shù)，使其成為具有廣泛I/O需求的設(shè)備的常見封裝選項(xiàng)。

典型的平面數(shù)量范圍在8到1681之間。lands數(shù)量最少的LGA基本上是QFN，因?yàn)檫@些包裹的lands被限制在身體的外圍。典型的LGA間距(lands之間的距離)值范圍為1.0毫米至1.27毫米。

6QFN封裝類型

將ASCIC連接到PCB是QFN半導(dǎo)體封裝。此外，它通過表面貼裝技術(shù)實(shí)現(xiàn)了這一點(diǎn)。此外，QFN是一種鉛框封裝，稱為芯片級封裝(CSP)。這是因?yàn)樗鼓軌蛟诮M裝后觀察和接觸引線。通常，QFN封裝的PCB連接和模具組裝通常由銅引線框架組成。此外，該封裝可能具有單排或多排引腳。

QFN封裝有一個(gè)由引線框架包裹的模具。引線框架由銅合金和啞光錫覆蓋組成。

金屬絲粘合通常用于連接模具和框架。銅/金通常是首選的鍵合線。一些制造商使用倒裝芯片技術(shù)實(shí)現(xiàn)該接口。與傳統(tǒng)方法相比，倒裝芯片方法提供了優(yōu)越的電氣性能。

在設(shè)備的背部是金屬化接線板。沿著底部表面的四個(gè)邊界，這些板為PCB提供電氣連接。

在封裝的底部是一個(gè)暴露的焊盤。該焊盤為PCB提供了一個(gè)導(dǎo)熱通道。暴露的焊盤也允許接地連接。在暴露的焊盤處，QFN封裝被焊接到電路板上。模具附著是指用于將模具固定在外露墊上的環(huán)氧樹脂。

7倒裝芯片

與CBGA相比，除了陶瓷襯底。這種FC-BGA使用BT樹脂代替。通過這種方式，這種類型的額外費(fèi)用變得最小。與其他BGA品種相比，其主要優(yōu)點(diǎn)是電路徑更短，從而具有優(yōu)越的導(dǎo)電性和更高的性能速度。這種BGA型錫鉛比為63:37。在基板上使用的芯片可以很容易地重新排列到正確的位置，而無需使用倒裝芯片對齊機(jī)，這是這種BGA類型的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)。

#5BGA的優(yōu)點(diǎn)

球柵陣列最初為IC和設(shè)備生產(chǎn)商以及設(shè)備用戶提供了許多優(yōu)勢。與其他技術(shù)相比，BGA的優(yōu)勢如下：

有效利用印刷電路板空間，允許在SMD封裝下完成連接，而不僅僅是在其周邊。

熱和電氣性能增強(qiáng)。BGA封裝可以提供低電感的電源和地平面，信號走線的可控阻抗走線，以及通過焊盤將熱量傳遞出去的能力等。

由于加強(qiáng)了焊接，提高了產(chǎn)量。BGA允許更寬的連接間隔和改進(jìn)的可焊性。

減少封裝厚度，這在多個(gè)組件(如移動(dòng)電話)只做得相當(dāng)薄時(shí)是有利的;由于更大的襯墊尺寸等，提高了可再加工性。

#6總結(jié)

當(dāng)前技術(shù)嚴(yán)重依賴BGA的原因有很多。最關(guān)鍵的是，BGA提供了優(yōu)越的散熱。它允許核心在操作期間保持涼爽，從而延長產(chǎn)品的使用壽命。熱量是需要考慮的最重要的因素，而BGA是技術(shù)產(chǎn)品在滿負(fù)荷運(yùn)行時(shí)如此高效地運(yùn)行而保持正常溫度的原因。

第二個(gè)最重要的因素是電氣特性。最小可行電阻路徑的最短距離連接增加了BGA的價(jià)值和重要性。

第三個(gè)最重要的因素是兼容性。能夠利用最短的空間，同時(shí)處理更多的球，使生產(chǎn)者包括越來越多的可行選擇，從而提高產(chǎn)品的價(jià)值和可取性。這間接有助于降低生產(chǎn)成本，同時(shí)為生產(chǎn)和市場客戶生產(chǎn)更有價(jià)值、價(jià)格更實(shí)惠的產(chǎn)品。

審核編輯：湯梓紅