對(duì)于需要高密度銜接的SMD IC，球柵陣列已變得越來(lái)越盛行。運(yùn)用IC封裝的下側(cè)而不是邊緣銜接，能夠降低銜接密度，簡(jiǎn)化PCB布局。

運(yùn)用SMD BGA IC封裝的首要問(wèn)題在于，運(yùn)用芯片的下側(cè)意味著無(wú)法直接拜訪銜接，從而使焊接，拆焊和查看愈加困難。可是，運(yùn)用主線PCB出產(chǎn)設(shè)備能夠輕松戰(zhàn)勝這些問(wèn)題，并能夠進(jìn)步全體牢靠性和功能。

什么是BGA封裝？
球柵陣列BGA運(yùn)用的銜接辦法與傳統(tǒng)的外表設(shè)備銜接所用的辦法不同。其他包裝，例如方形扁平包裝，QFP，則運(yùn)用包裝的旁邊面進(jìn)行銜接。這意味著針腳的空間有限，針腳有必要十分緊密地隔開(kāi)，而且要供給所需等級(jí)的銜接性而有必要小得多。球柵陣列（BGA）運(yùn)用封裝的底側(cè)，該區(qū)域的銜接空間很大。

將引腳以網(wǎng)格圖案（因而稱(chēng)為Ball Grid Array）放置在芯片載體的下外表上。此外，與其運(yùn)用引腳來(lái)供給連通性，不如將帶有焊錫球的焊盤(pán)用作銜接辦法。在要設(shè)備BGA器材的印刷電路板上，PCB上有一組配套的銅墊，用于供給所需的銜接性。

除了改善銜接性之外，BGA還具有其他優(yōu)勢(shì)。與四方扁平封裝器材比較，它們?cè)诠栊酒g供給的熱阻更低。這允許由封裝內(nèi)部的集成電路產(chǎn)生的熱量更快，更有效地從器材中傳導(dǎo)到PCB上。這樣，BGA器材無(wú)需特別的冷卻措施就能夠產(chǎn)生更多的熱量。

除此之外，導(dǎo)體在芯片載體的下側(cè)的事實(shí)意味著芯片內(nèi)的引線更短。因而，不需要的引線電感水平較低，因而，球柵陣列器材能夠供給比QFP同類(lèi)器材更高的功能。

球柵陣列BGA的方針
球柵陣列的開(kāi)發(fā)旨在為IC和設(shè)備制作商供給許多長(zhǎng)處，并為最終的設(shè)備用戶(hù)供給長(zhǎng)處。與其他技能比較，BGA的一些優(yōu)勢(shì)包含：

有效利用印刷電路板空間，允許在SMD封裝下進(jìn)行銜接，而不僅僅是在其外圍進(jìn)行銜接
熱和電功能均得到改善。BGA封裝可為低電感供給電源和接地層，并為信號(hào)供給受控的阻抗走線，并能夠經(jīng)過(guò)焊盤(pán)等將熱量傳導(dǎo)走。
因?yàn)楦纳屏撕附樱M(jìn)步了出產(chǎn)良率。BGA允許銜接之間的距離較大，并具有更好的可焊性。
減小包裝厚度，這在許多組件需要做得更薄的狀況下（例如手機(jī)等）具有很大的優(yōu)勢(shì)。
更大的焊盤(pán)尺度等進(jìn)步了可返工性
這些長(zhǎng)處意味著，雖然開(kāi)始對(duì)該包裝表明置疑，但在許多狀況下仍供給了一些有用的改善。

運(yùn)用BGA的理由
引入和運(yùn)用球柵陣列是有道理的，因?yàn)槠渌寄艽嬖趩?wèn)題，BGA十分簡(jiǎn)略。常規(guī)的四方扁平包裝方式的包裝具有十分薄且距離十分近的引腳。這種裝備引起許多困難。

損壞：   QFP上的引腳天然很細(xì)，它們的距離意味著需要十分緊密地控制它們的位置。任何不妥處理都可能導(dǎo)致他們顛沛流離，一旦發(fā)生這種狀況，簡(jiǎn)直不可能恢復(fù)。運(yùn)用大引腳數(shù)的IC往往十分貴重，因而這可能成為一個(gè)首要問(wèn)題。
引腳密度：   從規(guī)劃的角度來(lái)看，引腳密度是如此之大，以致使走線脫離IC也是有問(wèn)題的，因?yàn)槟承﹨^(qū)域可能會(huì)呈現(xiàn)擁塞。
焊接進(jìn)程   鑒于QFP引腳之間的距離十分近，需要十分仔細(xì)地控制焊接進(jìn)程，不然觸點(diǎn)很容易橋接。
開(kāi)發(fā)BGA封裝是為了戰(zhàn)勝這些問(wèn)題，并進(jìn)步焊接接頭的牢靠性。結(jié)果，BGA被廣泛運(yùn)用，而且現(xiàn)已開(kāi)發(fā)了戰(zhàn)勝其運(yùn)用問(wèn)題的工藝和設(shè)備。

BGA封裝類(lèi)型
為了滿足不同類(lèi)型的拼裝和設(shè)備的各種要求，現(xiàn)已開(kāi)發(fā)了許多BGA變體。

MAPBGA-模制陣列工藝球柵陣列：   此BGA封裝針對(duì)要求封裝具有低電感，易于外表設(shè)備的低功能至中功能器材。它供給了一個(gè)占地面積小，牢靠性高的低成本挑選。
PBGA-塑料球柵陣列：   此BGA封裝用于要求電感低，易于外表設(shè)備，成本相對(duì)較低同時(shí)還堅(jiān)持較高牢靠性的中至高功能器材。它在基板中還有一些額外的銅層，能夠處理增加的功耗水平。
TEPBGA-熱增強(qiáng)塑料球柵陣列：   此封裝可供給更高的散熱水平。它運(yùn)用基板上的厚銅平面將熱量從芯片吸到客戶(hù)板上。
TBGA-膠帶球柵陣列：   此BGA封裝是中高端解決方案，適用于需要高熱功能而無(wú)需外部散熱器的運(yùn)用。
PoP-包裝上的包裝：   此包裝可用于空間十分寶貴的運(yùn)用中。它允許將存儲(chǔ)包堆疊在根本設(shè)備的頂部。
MicroBGA：   望文生義，這種類(lèi)型的BGA封裝小于規(guī)范BGA封裝。業(yè)界共有三種距離：0.65、0.75和0.8mm。
BGA拼裝
初次引入BGA時(shí)，BGA拼裝是首要關(guān)注的問(wèn)題之一。如果無(wú)法以一般的方式觸及焊盤(pán)，BGA拼裝將達(dá)到能夠經(jīng)過(guò)更傳統(tǒng)的SMT封裝完成的規(guī)范。實(shí)際上，雖然對(duì)于球柵陣列BGA器材來(lái)說(shuō)，焊接似乎是一個(gè)問(wèn)題，但發(fā)現(xiàn)規(guī)范的回流焊辦法十分適宜這些器材，而且接頭牢靠性也十分好。從那時(shí)起，BGA拼裝辦法得到了改善，而且一般發(fā)現(xiàn)BGA焊接特別牢靠。

在焊接進(jìn)程中，然后將整個(gè)組件加熱。焊球中的焊料量十分仔細(xì)地控制，而且在焊接進(jìn)程中加熱時(shí)，焊料會(huì)熔化。外表張力使熔化的焊料將封裝與電路板正確對(duì)齊，同時(shí)焊料冷卻并固化。仔細(xì)挑選焊料合金的成分和焊接溫度，以使焊料不會(huì)完全融化，而是堅(jiān)持半液態(tài)，從而使每個(gè)球都與相鄰的球體堅(jiān)持獨(dú)立。

因?yàn)楝F(xiàn)在許多產(chǎn)品都采用BGA封裝作為規(guī)范，因而B(niǎo)GA拼裝辦法現(xiàn)已很老練，大多數(shù)制作商都能夠輕松適應(yīng)。因而，在規(guī)劃中不應(yīng)該擔(dān)心運(yùn)用BGA器材。

BGA設(shè)備的問(wèn)題之一是無(wú)法運(yùn)用光學(xué)辦法查看焊接銜接。結(jié)果，在初次引入該技能時(shí)就產(chǎn)生了置疑，許多制作商進(jìn)行了測(cè)試以保證他們能夠令人滿意地焊接器材。焊接球柵陣列設(shè)備的首要問(wèn)題是，有必要施加滿足的熱量以保證網(wǎng)格中的一切球都充沛熔化，以使每個(gè)接頭都能令人滿意地制成。

經(jīng)過(guò)查看電氣功能無(wú)法完全測(cè)試接頭。接頭可能制作不妥，而且跟著時(shí)間的消逝會(huì)失效。僅有令人滿意的查看辦法是運(yùn)用X射線查看，因?yàn)樵摬榭崔k法能夠經(jīng)過(guò)設(shè)備在下面的焊接點(diǎn)處調(diào)查。發(fā)現(xiàn)正確設(shè)置了焊接機(jī)的熱量散布后，BGA器材焊接得很好，簡(jiǎn)直沒(méi)有遇到問(wèn)題，從而使BGA拼裝對(duì)于大多數(shù)運(yùn)用成為可能。

球柵陣列，BGA返修
能夠意料，除非有正確的設(shè)備，不然對(duì)包含BGA的電路板進(jìn)行返工并不容易。如果置疑BGA有毛病，則能夠卸下設(shè)備。這是經(jīng)過(guò)部分加熱設(shè)備以熔化其下方的焊料來(lái)完成的。

在BGA返修進(jìn)程中，一般會(huì)在專(zhuān)門(mén)的返修站中消除加熱。它包含一個(gè)裝有紅外線加熱器的夾具，一個(gè)用于監(jiān)督溫度的熱電偶和一個(gè)用于提高包裝的真空設(shè)備。需要格外小心，以保證僅加熱和取出BGA。需要盡可能少地影響附近的其他設(shè)備，不然可能會(huì)損壞它們。

BGA修理/ BGA壓球
卸下后，能夠用新的BGA替代。有時(shí)可能會(huì)創(chuàng)新或修理已撤除的BGA。如果芯片很貴重，而且一旦被移除，就能夠作為作業(yè)設(shè)備，那么這種BGA修復(fù)可能是一個(gè)有吸引力的提議。進(jìn)行BGA修理時(shí)，需要以稱(chēng)為“重新成球”的進(jìn)程更換焊球。能夠運(yùn)用為此意圖制作和出售的一些小型現(xiàn)成的焊球來(lái)進(jìn)行BGA修理。

許多安排現(xiàn)已建立了專(zhuān)門(mén)的設(shè)備來(lái)進(jìn)行BGA植錫。

BGA，球柵陣列技能現(xiàn)已老練。雖然可能會(huì)呈現(xiàn)無(wú)法拜訪聯(lián)系人的問(wèn)題，可是現(xiàn)已找到了戰(zhàn)勝這些問(wèn)題的適宜辦法。跟著走線和引腳密度的降低，PCB布局和電路板的牢靠性得到了改善，此外，這種焊接變得愈加牢靠，而且紅外回流技能也得到了改善，以完成牢靠的焊接。類(lèi)似地，運(yùn)用BGA的電路板查看能夠運(yùn)用X射線查看，AXI，此外，還開(kāi)發(fā)了返工技能。結(jié)果，BGA技能的運(yùn)用已導(dǎo)致質(zhì)量和牢靠性的全體進(jìn)步。

轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明本文地址：http://www.haoyyp.com/xwzx/jstd/237.html