如何了解BGA

当遇到SMT、LED、CMRR、CCD甚至PCB这些术语时，会感到头晕吗?这些简短的术语使我们的交流变得简单、方便和快捷，但有时会导致我们对它们的概念的记忆快速丢失。本文将分享关于BGA的详细信息。

什么是BGA？

BGA是Ball Grid Array 简称，焊球阵列封装。它的出现源于人们对功能多、性能高、体积小、重量轻的电子产品的期望。为了实现这一目标，市场需要复杂但体积小的集成电路(IC)芯片，最终可以实现增加封装I/O密度。因此，高密度低成本的封装方法是非常需要的，BGA就是其中之一。
BGA基本上是一种表面贴装技术(SMT)或一种用于集成电路的表面贴装封装。通常，传统的表面贴装封装使用封装的侧面进行连接，以实现有限的引脚连接面积。而BGA封装采用底面连接，可提供更大的连接空间，使pcb的高密度和电子产品的高性能成为可能。

BGA的优点

1. 高效利用PCB的空间。使用BGA封装意味着更少的组件参与和更小的足迹，也有助于节省定制PCB上的空间，这都大大提高了PCB空间的有效性。
2. 提高热和电气性能。由于采用BGA封装的PCB体积小，散热更容易。当硅片安装在顶部时，大部分热量可以向下传递到球栅阵列。在底部安装硅片时，硅片的背面与封装的顶部相连，这被认为是最好的散热方式之一。BGA封装没有可弯曲和断裂的引脚，使其足够稳定，从而可以大规模保证电气性能。
3. 改善焊接工艺，提高生产收率。大多数BGA封装焊盘都比较大，这使得大面积焊接变得容易和方便，从而提高PCB制造速度，提高制造良率。焊盘较大，返工方便。
4.对引线伤害小。BGA引线由固体焊锡球组成，在使用过程中不易损坏。
5.降低成本。上述所有优势都有助于降低成本。PCB空间的高效利用为节省材料提供了机会，同时提高热和电气性能有助于确保电子元件的质量和减少缺陷的机会。

BGA 系列

BGAs主要有三种类型:PBGA(塑料球网格阵列)、CBGA(陶瓷球网格阵列)和TBGA(磁带球网格阵列)
• PBGA.通常采用BT树脂/玻璃层压板为基材，塑料为包装材料。焊料球可分为含铅焊料和无铅焊料。将焊料球与封装体连接不需要其他焊料。
• CBGA. CBGA是三种BGA中历史最悠久的一种。基片材料为多层陶瓷。金属盖通过封装焊料焊接到基板上，以保护芯片、引线和焊盘。采用高温共晶焊料作为焊料球的材料。
• TBGA. TBGA是一种带有空腔的结构。芯片与基片之间有两种互连方式:反向焊接和引线焊接。

下表为三种BGAs的优缺点对比。

步骤4:BGA检查

X-ray检测广泛用于BGA的质量检测。它以x射线为光源，探测目标物体或产品的隐藏特征。

以下是通过x射线层析技术得到的4个主要检测参数:
• 焊点中心位置：焊点中心的相对位置可以反映电子元件在PCB焊盘上的位置。
• 焊点半径: 焊点半径测量显示特定层上焊点中的焊点数量。焊盘层半径测量表明了锡膏筛分工艺和焊盘层污染过程中产生的变化。球层半径测量表明焊点共面度存在超过元器件或pcb的问题。
• 以焊点为中心得到的每个回路上的焊料厚度:测量回路厚度，表示焊料在焊点上的分布情况。该参数用于判断湿度和空隙的存在。
• 偏离圆形。表示焊点周围焊料分布均匀、自动配准、湿度。

这四个参数的检测对于确定BGA装配工艺实施过程中焊点结构的完整性和了解各步骤的性能具有重要意义。了解BGA装配过程中所提供的信息以及这些物理检查之间的关系，能够阻止位移和改进工艺，从而消除缺陷。此外，x射线层析检查可用于显示BGA装配过程中任何一个环节的缺陷。