与性能的微型电子设备，例如重量轻，体积小，许多功能性和合理的价格的上升范围，集成电路（IC）封装的趋势已经不断提高。在这种情况下使用当今最强大的IC封装由许多电子设备，消费产品，军事装备和医疗器械被称为“球栅阵列（BGA）”。该BGA芯片被广泛应用于电脑主板，移动电话，公羊，内存模块和其他电信和军事设备。该IC封装进来多种，其中流行的是微间距BGA或FPBGA类型。这些FPBGAs来自CSP的类别（芯片级封装）。该CSP封装为一个具有封装面积小于或等于所述管芯和所述球间距的1.2倍必须不大于1mm。
BGA芯片的应用：
BGA封装IC被广泛使用由设计者在其布局优选设备，因为它们具有高引脚数和高元件密度因而简化了布局路由拓扑，并提供在PCB板的更多元件布局和用于跟踪的更多空间更多的空间。一些BGA IC的应用是在现场可编程门阵列（FPGA），微处理器，微控制器，ADC，DAC，信号处理IC中，图像处理芯片，视频处理集成电路，存储器模块，静态存储器，膝上型的RAM等DDR3，MEMS（微- 电 - 机械系统）的数字传感器像陀螺仪，加速计，温度传感器和许多其他。
BGA封装IC的性能：
BGA的IC基于PCB布局指南的讨论范围不能完成，除非我们知道BGA芯片的性能。正如在电子电路的引脚数的数目由于在像电路使用I / O端口的增加而增加FPGA，所以BGA芯片的实现越来越多。这是因为BGA IC具有引脚排列的独特风格。在BGA集成电路的管脚排列在2D网格状的形式。销布置在BGA集成电路2D阵列使得它们非常适合于象FPGA，DSP和其他应用程序。销是在焊料球的形式驻留内部/ BGA封装不同于QFP封装，其中引脚处于典型计数器时钟方向上的下方，只在封装的QFP封装/体外的边缘侧和驻留找到。所述LFBGA100（薄型精细间距球栅阵列）100个的球和LQFP100（薄型四方扁平封装）封装，100个销的示意性比较如下所示。你可以看到这两个是极其美丽的封装布局。他们都有自己的优点和缺点。我们将比较这两个下方。
BGA和QFP封装的比较：
这是STM32F103x8中密度基于ARM®性能线32位MCU的具有64或128KB的闪存，USB，CAN，7个定时器，2型ADC，9级COM interfacesBGA和QFP封装的比较。
LQFP100，14×14毫米100引脚薄型四方扁平封装轮廓，0.5mm间距
LFBGA100 - 100球低轮廓细间距球栅阵列，10×10毫米，0.8毫米间距，封装轮廓
BGA封装的优点：
上述BGA封装的主要优点是它的高分量销密度可以是从图明显。的其它优点如下所述
- BGA封装的范围可以从250个引脚超过每包1000个引脚。这导致更高的针密度等非常小的尺寸微型PCB是可能开发通过紧密地放置其他部件给予他们在PCB上更多的空间，并且还给予PCB板的更多的空间用于路由
- 更高的性能，由于更小的空间。BGA封装可高达至比其对应的QFP小50％，而变得明显时引脚数开始增加高于250
- 非常适合于高速数字电路中，可以在微波频率的电路非常有效地执行
- 两个销之间更高的电性能由于较短的电路径/跟踪
- 有效的热耗散由于接地（GND）和电源（VCC）的平面，接地和电源的热环，由热界面材料的装置（设置在包装件的中心和模头下以有效地散热出来的包蒂姆斯）
- BGA封装是由装配机使用的自动放置技术高度兼容，因为它们自定位性
- 因为用于代替焊球和较大的间距钢的圆孔的，涂抹和分辨率的问题是在模版非常少基于打印处理。
- 因为BGA可以焊料回流期间对齐本身，廉价的表面贴装设备可以大大减少从而减少BGA制造BGA基于电子产品的整体成本的组装成本。
- 相比于它们的QFP同行的BGA对机械/误操作的损坏更敏感
- 连接销的痕迹/ BGA的球是非常短的，由于非常细的间距，以便它降低从而提高性能和信号完整性的信号的电感。
缺点：
- 最大的缺点是BGA封装是难以通过肉眼以及因此AOI进行检查（自动光学检测）的成像器是不够的找到相关的BGA的PCB的缺陷。因此，昂贵的X光机都需要仔细考虑可能的故障。
- 在BGA芯片的PCB相关的返修是很困难的。
- BGA是对湿度敏感，因此除湿之前将其应用需要
- BGA封装的另一缺点是焊接工艺之后留下的困难或不能cleaningof通量。由于非常高引脚数，磁通容易被困在引脚之间，并可能导致电气故障所以在BGA的清洁问题也显著
在BGA封装布局（准则）的建议：
常用的BGA间距类型1.00毫米，0.8毫米与0.5mm。间距是在IC封装的两个连续的销之间的距离。有许多意见和建议，设计人员可以跟随不过是更好的是，设计人员使用他/她的经验，同时在处理BGA封装。
- 非阻焊限定（NSMD）着陆垫：
建议的NSMD风格着陆垫在BGA封装中使用。的NSMD垫是其中所述焊盘不覆盖焊料掩模。在SMD的情况下（阻焊限定的）着陆垫衬垫覆盖有焊料掩模。下图更好示出的概念
上表显示在音调，由1.5mm至0.3mm的典型逐渐减少。焊球直径也减小。已在NSMD和SMD焊盘细节，掩模开口和铜焊盘和线迹的尺寸之间的差别一探究竟。你会看到，0.3mm间距，在NSMD铜迹可薄为3mil的宽和铜焊盘直径可以小到6mil相比4mil的分别9mil SMD同行。因此NSMD是优选用于通过SMD着陆焊盘的BGA。
- 层数：
建议层的PCB上包含BGA IC的数目由一个简单的公式来确定。
这是一个PCB布局设计者确定大约多少层将需要特定的BGA封装到路由容易一个非常简单的和方便的公式。通常情况下，BGA封装的球销60％被用作信号和剩余的40％被用作接地或电源。这些40％球销通过盲的手段，埋或过孔路由到地面或电源面。
现在，假设用的1156管脚/球数和每个信道的路由的BGA我们决定为1（我们如何决定将在下面讨论），所以层的数量将是
- 频道数：
现在信道定义为BGA的两个相邻的滚珠/垫，其允许跟踪以“逃离”身体/ BGA封装的另一点通过在多层PCB“通孔”连接的多个层的装置之间的空间中。所述NSMD型着陆垫允许更大的空间用于跟踪以两个垫，并且还给出了通过两个垫之间放置了更多的空间无论是对角或内嵌之间容易逃脱。
您可以在频道可供痕迹逃脱显示的接触焊盘数量的数字和箭头标志显示看。因此，我们可以从这个图是一个5x5的BGA封装可以有16个释放信道确定。这可以写成是简单的公式作为
（路由频道=面数的数×（√（BGA球计数）-1））
在上述情况下BGA球计数是25和侧面的数量是4，从而
频道= 4×数（√25-1）
通道数= 16
现在，在上面的例子中BGA球数是1156。因此，我们计算的通道数
频道= 4×数（√1156-1）
（通道132 =数目）
- 路由每通道：
另一个重要方面是决定有多少痕迹相邻两个焊盘之间进行路由。这一点我们在前面的步骤一样。一般标准是在两个相邻焊盘之间1个迹线然而，在先进的印刷电路板制造设置2或最多至3点痕迹也被布线在两个相邻焊盘之间。这位设计师将布局轨道没有问题，但它最终取决于PCB制造车间能力制造这样微小的痕迹和相应的“捕获通路”。188金宝愽
每信道的路由是由迹线/路径和迹线/路径宽度之间所需的最小空间确定。信号路由的最小面积是信号都必须通过路由thesmallest区域。该区域由该公式计算
G =（BGA间距）-d
其中g是最小面积，d是经由焊盘直径捕获
下表显示了每个通道的路线和其各自的公式数量
| 轨迹数量 | 式 |
| 1 | 克> = [2×（空间宽度）] +的迹线宽度 |
| 2 | 克> = [3×（空间宽度）] + [2×（迹线宽度）] |
| 3 | 克> = [5×（空间宽度）] + [3×（迹线宽度）] |
上表显示，通过减少跟踪和空间大小，你可以路由更多的走线到g。增加迹线的数量减少了PCB层的所需数目，并降低了总成本。单和双跟踪逃逸路由技术的下图所示的例子
- 通过捕捉垫的位置：
如何捕获通过垫放置在两个表面着陆垫之间的决定取决于三个方面。
- 通过捕获垫直径
- 斯金格长度
- 通过捕获垫和表面焊盘之间的间隙
下图给出了通过垫捕获如何放置在这两个压焊区焊盘之间的简要说明。基本上有通过捕捉垫配售两种方式
- 排队
- 对角线
基本公式在见下表1.00毫米，0.8毫米与0.5mm BGA间距技术的形式表示
| 间距BGA | 布局 | 式 |
| 1.00毫米 | 排队 | A + C + d <=0.53毫米 |
| 1.00毫米 | 对角线 | A + C + d <=0.94毫米 |
| 0.8毫米 | 排队 | A + C + d <=0.46毫米 |
| 0.8毫米 | 对角线 | A + C + d <=0.68毫米 |
结论：
有许多布局技术设计人员可以在路由，位置和基于BGA封装的IC PCB布局的优化实现。然而，PCB制造车间的制约，整体PCB制造成本和终端应用的需求正在推动因素之一的设计师可以用他在适当的和最佳的基于BGA PCB布线设计经验的基础上。
