什么是BGA，BGA是什么样的
球栅阵列，BGA
SMD球栅阵列，BGA封装允许通过允许芯片封装的下侧用于连接而使集成电路更容易地实现高密度连接。
表面贴装技术，SMT包括：
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球栅阵列在需要高密度连接的SMD IC中变得越来越流行。使用IC封装的底部而不是边缘周围的连接，这可以减少连接密度，简化PCB布局。
使用SMD BGA IC封装的主要问题是使用芯片的底侧意味着无法直接连接到连接，使焊接，脱焊和检查更加困难。然而，对于主线PCB生产设备，这些问题很容易克服，并且可以提高整体可靠性和性能。
BGA使用的基本原理
引入和使用球栅阵列有理由，BGA非常简单，因为其他技术存在问题。传统的四方扁平封装式封装具有非常薄且非常紧密间隔的引脚。这种配置带来了许多困难。
- 损坏： QFP上的引脚自然非常薄，它们的间距意味着它们的位置需要非常紧密地控制。任何不当处理都可能导致他们流离失所，当这种情况发生时，他们几乎无法恢复。使用高引脚数的IC往往非常昂贵，因此这可能成为一个主要问题。
- 引脚密度： 从设计的角度来看，引脚密度使得将轨道从IC上移开也证明是有问题的，因为某些区域可能会出现拥塞。
- 焊接工艺 鉴于QFP引脚的间距非常紧密，需要非常小心地控制焊接工艺，否则可以轻松地桥接触点。
开发BGA封装是为了克服这些问题，并提高焊接接头的可靠性。结果，BGA被广泛使用，并且已经开发了工艺和设备以克服它们的使用问题。
球栅阵列BGA的目标
球栅阵列的开发旨在为IC和设备制造商提供许多好处，并为最终的设备用户提供优势。与其他技术相比，BGA的一些优势包括：
- 有效利用印刷电路板空间，允许在SMD封装下进行连接，而不仅仅是在其周边
- 改善热性能和电气性能。BGA封装可提供电源和接地层，用于低电感和受控的信号阻抗迹线，以及能够通过焊盘等将热量传递走。
- 由于改进了焊接，提高了制造产量。BGA允许连接之间的宽间距以及更好的可焊性水平。
- 减少封装厚度，这是许多组件需要做得更薄的一个很大的优势，例如移动电话等。
- 由于焊盘尺寸较大等原因，改善了可重复加工性
这些优势意味着尽管最初对包装持怀疑态度，但它在许多情况下提供了一些有用的改进。
什么是BGA封装？
球栅阵列BGA采用不同的方法连接到更传统的表面贴装连接。其他封装，如四方扁平封装，QFP，使用封装的侧面进行连接。这意味着引脚的空间有限，必须非常紧密地间隔开，并且要小得多，以提供所需的连接水平。球栅阵列，BGA，使用封装的下侧，其中有相当大的连接区域。
引脚在芯片载体的下表面上以网格图案（因此称为球栅阵列）放置。而且，除了具有提供连接的引脚之外，还使用具有焊料球的焊盘作为连接方法。在印刷电路板上，要安装BGA器件的PCB上有一组匹配的铜焊盘，以提供所需的连接。
除了连接性的改善之外，BGA还具有其他优势。它们在硅芯片本身之间提供比四方扁平封装器件更低的热阻。这允许由封装内部的集成电路产生的热量更快且更有效地从器件传导到PCB上。通过这种方式，BGA设备可以产生更多的热量而无需特殊的冷却措施。
除此之外，导体位于芯片载体下侧的事实意味着芯片内的引线更短。因此，不需要的引线电感水平较低，并且以这种方式，球栅阵列器件能够提供比其QFP对应物更高的性能水平。
BGA封装类型
为了满足不同类型的组件和设备的各种要求，已经开发了许多BGA变体。
- MAPBGA – 模塑阵列工艺球栅阵列： 该BGA封装针对低性能至中等性能器件，需要低电感封装，易于表面贴装。它提供低成本选择，占地面积小，可靠性高。
- PBGA – 塑料球栅阵列： 该BGA封装适用于需要低电感，易于表面贴装，成本相对较低的中高性能器件，同时还保持高水平的可靠性。它在基板中有一些额外的铜层，可以处理更高的功耗水平。
- TEPBGA – 耐热增强塑料球栅阵列： 该封装提供更高的散热水平。它在基板中使用厚铜平面将热量从芯片吸收到客户板上。
- TBGA – 磁带球栅阵列： 这种BGA封装是一种中高端解决方案，适用于需要高热性能而无需外部散热器的应用。
- PoP – 封装上的封装： 此封装可用于空间非常宝贵的应用中。它允许在基础设备上堆叠存储器包。
- MicroBGA： 顾名思义，这种BGA封装尺寸小于标准BGA封装。该行业普遍存在三种间距：0.65,0.75和0.8mm。
BGA组装
当BGA首次推出时，BGA组装是关键问题之一。由于焊盘不能以正常方式接触，BGA组件将达到可通过更传统的SMT封装实现的标准。实际上，尽管焊接可能对球栅阵列，BGA，器件来说似乎是一个问题，但是发现标准回流方法非常适合这些器件，并且接头可靠性非常好。从那时起，BGA组装方法得到改进，并且通常发现BGA焊接特别可靠。
在焊接过程中，然后加热整个组件。焊球具有非常小心控制的焊料量，并且在焊接过程中加热时，焊料熔化。表面张力使熔化的焊料保持封装与电路板正确对准，同时焊料冷却并固化。仔细选择焊料合金的成分和焊接温度，使焊料不会完全熔化，但保持半液体状态，使每个焊球与其相邻的焊球保持分离。
由于许多产品现在都使用BGA封装作为标准配置，BGA组装方法现在已经很成熟，大多数制造商都能轻松应对。因此，不应该担心在设计中使用BGA器件。
球栅阵列，BGA，检查
BGA器件的一个问题是不可能使用光学方法观察焊接连接。因此，当该技术首次引入时，人们对该技术产生了一些怀疑，并且许多制造商进行了测试以确保它们能够令人满意地焊接设备。焊接球栅阵列装置的主要问题是必须施加足够的热量以确保网格中的所有球充分熔化以使每个接头都能令人满意地制造。
通过检查电气性能无法完全测试接头。关节可能无法充分制造，并且随着时间的推移会失效。唯一令人满意的检查手段是使用X射线检查，因为这种检查手段能够通过下方的焊接接头观察设备。发现一旦焊接机的热分布正确设置，BGA器件焊接非常好并且遇到的问题很少，从而使BGA组件可用于大多数应用。
BGA，球栅阵列技术已经成熟。虽然看起来可能存在无法访问联系人的问题，但已经找到了克服这些问题的合适方法。随着磁道和引脚密度的降低，PCB布局和电路板可靠性得到了提高，此外，这种焊接变得更加可靠，并且红外线回流焊技术得到了改进，可实现可靠的焊接。类似地，使用BGA检查电路板可以使用X射线检查，AXI，此外还开发了这种返工技术。结果，BGA技术的使用导致质量和可靠性的整体改进。