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BGA 技术简介

时间:2013-05-23 09:11:38 来源:鼎华科技 点击: 2408次

BGA 技术简介

BGA技术的研究始于20世纪60年代,最早被美国IBM公司采用但一直到20世纪90年代初BGA 才真正进入实用化的阶段。

20世纪80年代,人们对电子电路小型化和I/O引线数提出了更高的要求。为了适应这一要求QFP的引脚间距目前已从1.27mm发展到了0.3mm。由于引脚间距不断缩小,I/O数不断增加, 封装体积也不断加大给电路组装生产带来了许多困难导致成品率下降和组装成本的提高。另方面由于受器件引脚框架加工精度等制造技术的限制0.3mm已是QFP引脚间距的极限,这都限制了组装密度的提高。于是一种先进的芯片封装BGABall Grid Array)应运而生,BGA是球栅阵列的英文缩写它的I/O端子以圆形或柱状焊点按阵列形式分布在封装下面(如图1所示),引线间距大,引线长度短,这样BGA消除了精细间距器件中由于引线而引起的共面度和翘曲的问题。BGA技术的优点是可增加I/O数和间距,消除QFP技术的高I/0数带来的生产成本和可靠性问题。

  BGAI/O端子分布在封装体下面

JEDEC(电子器件工程联合会)(JC-11)的工业部门制定了BGA封装的物理标准. BGAQFP相比的最大优点是I/O引线间距大,已注册的引线间距有1.01.271.5mm而且目前正在推荐由1.27mm1mm间距的BGA取代0.4mm-0.5mm的精细间距器件。

BGA器件的结构可按焊点形状分为两类:球形焊点和柱状焊点。球形焊点包括陶瓷球栅阵列 CBGA(Ceramic Ball Grid Array)、载带自动键合球栅阵列 TBGA(Tape Automatic Ball Grid Array)塑料球栅阵列PBGA(Plastic Ball Array)CBGATBGAPBGA是按封装方式的不同而划分的。柱形焊点称为CCGA(Ceramic Column Grid Array)

BGA技术的出现是IC器件从四边引线封装到阵列焊点封装的一大进步,它实现了器件更小、引线更多以及优良的电性能,另外还有一些超过常规组装技术的性能优势。这些性能优势包括高密度的I/O接口、良好的热耗散性能以及能够使小型元器件具有较高的时钟频率。

由于BGA器件相对而言其间距较大, 它在再流焊接过程中具有自校准的能力, 所以它比相类似的其它元器件例如QFP操作便捷,在组装时具有高可靠性。据国外一些印刷电路板制造技术资料反映BGA器件在使用常规的SMT工艺规程和设备进行组装生产时能够始终如一地实现缺陷率小于20PPMParts Per Million,百万分率缺陷数)而与之相对应的器件例如QFP在组装过程中所形成的产品缺陷率至少要超过其10倍。


综上所述, BGA器件的性能和组装优于常规的元器件,但是许多生产厂家仍然不愿意投资开发大批量生产BGA器件的能力。究其原因主要是BGA器件焊接点的测试相当困难不容易保证其质量和可靠性。

 

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