什么是球栅阵列？BGA封装类型有哪些？

导语

当涉及到极其敏感的计算机部件时。可以看出，当涉及到表面安装的组件时，通过电线连接集成电路是困难的。球栅阵列是最好的解决方案。这些BGA可以很容易地识别在微处理器的底部。由于它直接连接终端，BGA在计算机部件和其他高性能计算机器的开发中受到高度重视。BGA利用了整个组件的全部面积，提供了更多的连接空间和良好的通信。

#1什么是球栅阵列？

BGA是球栅阵列的缩写。一般来说，这是一个小的，微小的金属导体球的集合，在我们制造印刷电路板(PCB)的过程中，它们和谐地放在电路板上。

球栅阵列(BGA)与典型的表面贴装连接器具有不同的连接策略。另一种封装，如四平面封装(QFP)，在封装的侧面包括连接器。这意味着插脚的空间很小，插脚必须紧密间隔，并显著缩小，以提供必要的通信量。BGA采用封装的底面，那里有足够的空间连接。

#2使用BGA的原因

球栅阵列在需要密集连接的SMD IC中越来越受欢迎。使用IC封装的底面而不是在边缘周围连接，可以降低连接密度，从而方便PCB布局。

使用芯片的底部防止直接访问连接，这使得焊接，拆焊和检查更具挑战性。然而，有了主线PCB生产设备，这些挑战很容易克服，整体可靠性和性能可以提高。

#3在哪里可以识别?

BGA优越的散热性能使核心在运行过程中保持凉爽，从而延长产品的使用寿命。热量是需要考虑的最重要的因素，而BGA是技术产品在满负荷运行时如此高效地运行而保持正常温度的原因。

第二个最重要的因素是电气特性。最小可行电阻路径的最短距离连接增加了BGA的价值和重要性。

第三个最重要的因素是兼容性。在处理大量球的同时能够利用最短的空间，使制作人能够包含越来越多的可行选择。从而增加了产品的价值和可取性。

#4不同类型的BGA

BGA是你想要制造的东西的核心。这不仅取决于你希望生产的产品种类。而且还要对整个生产成本、最终产品的重量、产品的质量、产生的热量等一系列因素产生影响。

1陶瓷BGA (CBGA)

这是陶瓷BGA型。在这种型号中，锡和铅的比例是10:90。这种类型的BGA需要C4方法(受控折叠芯片连接)来构建BGA和PCB之间的桥梁。这是由于其极高的熔点。这种类型的BGA比PBGA更昂贵，但它在提高电性能和导热性方面非常可靠。

2塑料层压BGA (PBGA)

塑料球栅阵列的缩写是PBGA。这是目前使用中最普遍的双面PCB类型。摩托罗拉被认为是它的先驱，尽管目前，几乎所有的生产商都在使用它。双马来酰亚胺三嗪(BT)树脂作为衬底材料形成芯材。该技术与覆盖成型垫阵载体(OMPAC)密封胶技术或球对垫阵载体(GTPAC)的应用一起，被JEDEC证明是高度可靠的(3级)。这些BGAs包含200到500个球阵。

3磁带BGA

TBGA唯一的缺点是它总是比PBGA贵。然而，TBGA是薄货的最佳选择。这需要坚固的核心材料，卓越的散热和卓越的电气连接。无论ic /芯片必须朝上还是朝下，这都是最大化产品价值同时最小化成本的策略。在这种形式的BGA，线键合通常是首选，如果芯片是面向上，但倒装芯片技术似乎适合，如果芯片是面向下。

4PoP封装类型

封装对封装(PoP)是集成电路的一种封装方法，它结合了垂直离散逻辑和存储BGA单元。堆叠是指将两个或两个以上的包安装在彼此的顶部，并使用标准接口在它们之间传输信号。

PoP技术的存在是为了满足电子行业对智能手机和数码相机等电子产品对细间距、小尺寸、高信号处理速度和更小安装空间的持续需求。在PCB组装过程中使用这种技术，将顶部封装中的存储器件和底部封装中的逻辑器件电连接，并分别进行测试和更换。所有这些特性降低了PCB结构的成本和复杂性。

5LGA封装类型

平面网格阵列封装(LGA)是一种使用金属垫代替引线(如引脚网格阵列)或用于外部电气连接的焊接球(如球网格阵列)的封装。这些被称为“lands”的金属垫通常在包装的底部组织成网格或阵列，因此被称为“平面网格阵列”。LGA封装的栅格式设计使其具有较大的栅格数，使其成为具有广泛I/O需求的设备的常见封装选项。

典型的平面数量范围在8到1681之间。lands数量最少的LGA基本上是QFN，因为这些包裹的lands被限制在身体的外围。典型的LGA间距(lands之间的距离)值范围为1.0毫米至1.27毫米。

6QFN封装类型

将ASCIC连接到PCB是QFN半导体封装。此外，它通过表面贴装技术实现了这一点。此外，QFN是一种铅框封装，称为芯片级封装(CSP)。这是因为它使您能够在组装后观察和接触引线。通常，QFN封装的PCB连接和模具组装通常由铜引线框架组成。此外，该封装可能具有单排或多排引脚。

QFN封装有一个由引线框架包裹的模具。引线框架由铜合金和哑光锡覆盖组成。

金属丝粘合通常用于连接模具和框架。铜/金通常是首选的键合线。一些制造商使用倒装芯片技术实现该接口。与传统方法相比，倒装芯片方法提供了优越的电气性能。

在设备的背部是金属化接线板。沿着底部表面的四个边界，这些板为PCB提供电气连接。

在封装的底部是一个暴露的焊盘。该焊盘为PCB提供了一个导热通道。暴露的焊盘也允许接地连接。在暴露的焊盘处，QFN封装被焊接到电路板上。模具附着是指用于将模具固定在外露垫上的环氧树脂。

7倒装芯片

与CBGA相比，除了陶瓷衬底。这种FC-BGA使用BT树脂代替。通过这种方式，这种类型的额外费用变得最小。与其他BGA品种相比，其主要优点是电路径更短，从而具有优越的导电性和更高的性能速度。这种BGA型锡铅比为63:37。在基板上使用的芯片可以很容易地重新排列到正确的位置，而无需使用倒装芯片对齐机，这是这种BGA类型的另一个优点。

#5BGA的优点

球栅阵列最初为IC和设备生产商以及设备用户提供了许多优势。与其他技术相比，BGA的优势如下：

有效利用印刷电路板空间，允许在SMD封装下完成连接，而不仅仅是在其周边。

热和电气性能增强。BGA封装可以提供低电感的电源和地平面，信号走线的可控阻抗走线，以及通过焊盘将热量传递出去的能力等。

由于加强了焊接，提高了产量。BGA允许更宽的连接间隔和改进的可焊性。

减少封装厚度，这在多个组件(如移动电话)只做得相当薄时是有利的;由于更大的衬垫尺寸等，提高了可再加工性。

#6总结

当前技术严重依赖BGA的原因有很多。最关键的是，BGA提供了优越的散热。它允许核心在操作期间保持凉爽，从而延长产品的使用寿命。热量是需要考虑的最重要的因素，而BGA是技术产品在满负荷运行时如此高效地运行而保持正常温度的原因。

第二个最重要的因素是电气特性。最小可行电阻路径的最短距离连接增加了BGA的价值和重要性。

第三个最重要的因素是兼容性。能够利用最短的空间，同时处理更多的球，使生产者包括越来越多的可行选择，从而提高产品的价值和可取性。这间接有助于降低生产成本，同时为生产和市场客户生产更有价值、价格更实惠的产品。

审核编辑：汤梓红