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什么是BGA芯片?

BGA(球网格阵列)是一种表面安装芯片的技术,使用小球在芯片封装的底部,而不是引脚。BGA有时也被称为CSP(芯片大小封装)。当谈到直径为4、6或8个球的包时,最常使用BGA这个术语。

特点:

BGA的显着特征是:

非常小的封装尺寸(约1/20的面积类似的基于针的封装)。

所有的接触点都在芯片的底部表面。

每个接触都是用焊球制成的,而不是电线。

为了可靠地连接基材,焊锡球通常必须回流。焊锡球在超过400°C(750°F)的温度下被热气体熔化。BGA包通常使用比CSP封装更大的球。较大的球允许更好地分布包装底部的气体。

球不需要像CSP包一样是圆的;它们可以做成任何形状,通常是矩形或三角形,以便更可靠地安装到PCB上。

BGA包在机械上非常健壮。这些球通常是用少量的粘合剂粘在芯片上,而不是用焊料。这允许一些球和芯片上的接触垫之间的错位,而不会造成机械损伤。如果有过度的不对中,它将导致不良的电气接触和可能的焊料疲劳。

BGA封装通常不像CSP封装一样可靠(修复且修复昂贵)。它们通常具有更大的垫以适应增加的热膨胀。包装的小尺寸使其难以保持良好的温度分布焊接并进行可靠的目测后集会

BGA不是一种技术,而是一个设备分类。BGA有许多变化,例如多芯片BGA和倒装芯片BGA。

是否有排泄物?

与基于引脚的包相比,BGA包有一些缺点:

每个接触点或球必须焊接到PCB。这需要在高于400°C的温度下回流过程。在该温度下,焊料可以损坏基板材料。因此,BGA不用于小尺寸不是必需的应用程序,并且可以使用更大的包装。BGA包不适合可靠性至关重要,小尺寸不是问题。

将球焊接到基板中需要高水平的热量,这可能会损坏芯片。球通常用少量粘合剂附着在芯片上,并没有用CSPS焊接到位。球和基板之间的热接触差可能导致球上的大温差,导致焊接疲劳并导致不可靠的操作甚至损坏IC。BGA必须在其侧面连接到散热器或PCB。

衬底可能无法承受焊接过程产生的温度。在这种情况下,芯片必须附着在具有良好导热材料的散热器上才能散热。这并不总是可能的,例如,如果芯片必须在一个没有散热片空间的区域使用。

如果在搬运过程中对包装施加过大的力,这些球很容易脱落。这些小球用粘合剂永久附着在基材上。这通常有利于可靠性,但如果一个球脱落,将很难找到它。

对于使用BGA存在的问题有哪些解决方案?

筹码BGA.

在许多利大于弊的应用程序中可以使用BGA包。一些解决方案是:

整个PCB可以用焊料涂覆,然后使用焊浴或热空气进行返工。这允许在应用中使用BGA芯片,否则它们将不可行。

BGA封装可用于低可靠性的应用,但只有由熟练的操作员处理表面安装技术,并能在组装后进行目测。作业人员必须能够识别出是否有球从包装上脱落,但这并不容易,因为球通常很小。

BGA器件通常用于高可靠性的应用中,在这些应用中,成品率不是问题,而且器件在出现故障时可以很容易地更换。

了解BGA插座对BGA芯片的重要性

BGA插座用于在pcb上表面安装BGA。BGA插座有助于将BGA芯片安装到pcb上,没有太多麻烦。将集成电路安装到PCB上的主要问题是很难在PCB上找到集成电路的引脚并单独焊接它们。此外,如果安装过程没有正确完成,则可能非常耗时,令人沮丧。通过使用BGA套接字,解决了上述问题。BGA插座由矩形的塑料制成,底部有空间容纳BGA芯片的每个焊锡球。

BGA插座有两种类型:主动和被动。有源BGA插座在其下侧具有电触点,BGA芯片的焊球焊球连接在其下面。无源BGA插座在其下面没有任何接触垫。相反,它与PCB连接使用通孔或表面贴装技术(SMT)组件。在本文中,我们将只讨论活动的BGA套接字。

BGA插座有各种尺寸可供选择,这取决于它们设计为容纳的BGA芯片的尺寸。一些BGA插座设计用于仅适应一个BGA芯片,而其他BGA插座则容纳两个甚至四个芯片。BGA套接字的大小通常根据其下侧的行数和列数指定。例如,如果BGA插座被设计为容纳4×4球BGA芯片,则它将具有16行和4个列布置的16个接触垫。

BGA芯片提供各种尺寸。BGA芯片下侧的球的数量通常指定为x4,x6或x8。X4球BGA芯片在其下面有4个球。X6球BGA芯片有6个球,等等。

BGA芯片有几种不同大小的球。球的大小通常指定为x1、x2、x3等。球的尺寸x1是最小的球,它的直径是0.4毫米。一个大小为x4的球是最大的球,它的球的直径为1.0毫米。球的尺寸越大,BGA芯片在PCB上的占地面积就越大。

为什么制造公司应该考虑BGA而不是CSP包:

制造公司应该考虑使用BGAs而不是CSP包的原因有以下几点:

BGA包可以比CSP包小。

BGA能够比任何其他表面安装封装更大的填充密度。

BGA封装通常是更便宜的制造,由于更小的尺寸,更少的球,和更少的附加功能。此外,bga可以用无铅焊料制成。焊锡球可以用机器人设备放置在BGA芯片上,这比手工放置CSP封装要高效得多。

与CSP包相比,BGA包有更丰富的形状。这使得封装可以利用各种安装几何形状,并降低PCB的高度。

小尺寸的BGA使它们更适合适用于空间有限的应用,例如移动电话。

BGA包对未对准的敏感性比CSP封装不太敏感,因为它们使用少量粘合剂将球固定到芯片上。这允许在安装期间允许更大的错误边距。

BGA套餐可用于更好地利用空间高密度应用程序。例如,通过将一个BGA放在另一个BGA上形成的堆叠BGA通常在手持设备中使用。

如今,BGA芯片在高功率的许多不同应用中使用无线电频率放大器最低功率传感器。BGA提供了可用的最小封装,它足够小,可以容纳芯片上的大量引脚。此外,由于封装的体积/质量小,bga提供了大的散热能力,但仍然保持高可靠性。188金宝愽

有了BGA,您将永远不必担心连接器或设备的导线断开。BGA芯片在机械上非常坚固,不易损坏。BGA不需要插座,即不需要辅助载波板。这使得它非常具有成本效益。

正如你所看到的,BGA是一种非常有趣的技术,它在芯片封装的设计中提供了最大的灵活性,但与此同时,它需要比其他表面贴装设计更多的努力和专业知识。当为你的产品考虑BGA时,有许多事情需要考虑——尺寸、成本、可靠性、设计的复杂性,但最重要的是你的特定应用。