Электронные устройства постоянно развиваются в сторону компактных и быстродействующих устройств. Чтобы соответствовать этой меняющейся тенденции, технологии корпусирования компонентов также непрерывно совершенствуются. Среди них корпусирование BGA (Ball Grid Array) является одной из ключевых технологий, способствующих миниатюризации и высокой плотности компоновки в современных корпусах. В настоящее время технология PCB BGA стала основным типом корпусирования для процессоров с большим количеством выводов, модулей памяти, ПЛИС, коммуникационных микросхем и других микросхем BGA и получила широкое распространение. В этой статье мы расскажем о том, что такое BGA, его значении, распространённых типах корпусирования BGA и преимуществах технологии BGA.

Что такое BGA?

BGA — это тип корпуса для поверхностного монтажа интегральных схем (ИС). Электрическое и механическое соединение с печатной платой достигается за счёт равномерно расположенных шариков припоя в нижней части корпуса, в отличие от традиционного корпуса, где для соединения используются боковые выводы. Шарики припоя в BGA расположены снизу, что увеличивает плотность выводов, что позволяет уменьшить габариты и вес устройства, что делает его особенно подходящим для высокопроизводительных приложений.

WЧто такое BGA-микросхема? BGA-микросхема — это интегральная схема в корпусе BGA. Такие микросхемы обычно применяются в областях с чрезвычайно высокими требованиями к скорости, частоте и тепловыделению, таких как центральные процессоры, графические процессоры, ПЛИС и т. д.

Ключевые особенности BGA включают в себя:

Нижнее соединение с массивом шариковых выводов припоя значительно увеличивает плотность ввода-вывода

Высокая способность к самовыравниванию шариков припоя

Более короткие электрические пути, меньшая задержка сигнала и более высокая целостность

Меньший размер упаковки

Различные области применения предъявляют разные требования к размерам устройств, поэтому корпуса BGA доступны в различных размерах. пакет sразмеры следующие:

О PCBasic

Время — деньги в ваших проектах — и PCBasic получает это. PCБазовый  - это компания по сборке печатных плат который обеспечивает быстрые и безупречные результаты каждый раз. Наш комплексный Услуги по сборке печатных плат включают экспертную инженерную поддержку на каждом этапе, гарантируя высочайшее качество каждой платы. Как ведущий производитель сборки печатных плат, мы предлагаем комплексное решение, которое оптимизирует вашу цепочку поставок. Сотрудничайте с нашими передовыми Завод по производству прототипов печатных плат для быстрого выполнения заказов и превосходных результатов, которым вы можете доверять.

Типы корпусов BGA

Требования к применению постоянно совершенствуются, и для удовлетворения различных потребностей разработано несколько типов корпусов BGA-печатных плат. Наиболее распространённые типы включают:

1. Пластиковый БГА (ПБГА)

Корпуса PBGA изготовлены из смолы BT и стекловолокна в качестве базового материала, что обеспечивает низкую стоимость и широкую сферу применения. Благодаря выгодной цене и стабильным характеристикам, они широко применяются в потребительской электронике.

2. Керамический корпус BGA (CBGA)

CBGA использует многослойные керамические подложки и обладает превосходной термической стабильностью и механической прочностью, что делает его пригодным для высоконадежных приложений, таких как автомобильная электроника.

3. Пленка BGA (TBGA)

TBGA использует гибкие плёнки в качестве базового материала и поддерживает методы склеивания или перевёрнутого кристалла. Его структура обычно имеет полости, что обеспечивает превосходный отвод тепла.

4. Миниатюрный BGA (uBGA)

Корпус uBGA имеет чрезвычайно малый размер и позволяет значительно уменьшить площадь печатной платы. Он часто используется в высокоскоростных модулях хранения данных.

5. BGA с мелким шагом (FBGA / CSP)

FBGA (также известный как корпус в масштабе чипа CSP) имеет очень малый шаг между шариками припоя, обычно ≤0.8 мм. Размер его корпуса практически соответствует размеру самого чипа, и он широко используется в компактных устройствах, таких как мобильные телефоны и камеры.

Преимущества BGA

Более эффективное использование пространства печатной платы: Передовые технологии производства печатных плат BGA позволяют в полной мере использовать преимущества компактного корпуса BGA. Нижние контактные площадки BGA способствуют повышению плотности компоновки печатной платы.

Отличное рассеивание тепла и электрические характеристики: Тепло эффективно отводится через массив шариковых выводов в печатной плате BGA, что значительно облегчает рассеивание тепла. Оптимизируя конструкцию контактных площадок, толщину покрытия и размеры корпуса BGA, можно гарантировать стабильность электрических и тепловых характеристик BGA даже при высокоскоростной работе.

Высокая пайка качество и выход продукции: Большинство корпусов BGA имеют относительно крупные шарики припоя. Этот большой пайка Это более удобно и может увеличить скорость производства и выход годных печатных плат. Самоцентрирование шариков припоя также способствует улучшению пайка степень успеха.

Повышенная механическая надежность: В корпусе BGA используются твердые шарики припоя, что исключает проблемы традиционных выводов, склонных к изгибу или поломке.

Преимущество в цене: Более высокая производительность, улучшенные возможности рассеивания тепла и меньшая площадь платы способствуют снижению общей стоимости производства.

Применение BGA

BGA отличается высокой плотностью и превосходными характеристиками и широко применяется. Он обычно используется в:

    Микропроцессоры, графические процессоры

    Модули памяти DDR/DDR4/DDR5

    ПЛИС, ЦСП

    Смартфоны, планшеты, носимые устройства

    Промышленное контрольное оборудование

    Автомобильный ЭБУ

    Оборудование высокоскоростной связи

    Медицинская и аэрокосмическая электроника

Независимо от того, нужна ли вам высокоскоростная передача сигнала, или отвод тепла, или миниатюризация оборудования, печатная плата BGA является очень хорошим выбором.

PCBasic"s Возможности BGA

PCBasic поддерживает различные размеры корпусов BGA: от стандартных 1.0 мм и 0.8 мм до BGA с малым шагом выводов 0.5 мм и 0.4 мм. Для высокопроизводительных процессоров или сверхкомпактных устройств мы также предлагаем:

    Стек HDI с поддержкой микропереходов в контактной площадке

    Лазерное сверление глухих отверстий

    Процесс Via-in-Pad с заполнением отверстий и меднением

    Проводка управления импедансом, подходящая для высокоскоростных сигналов

Uультраплоская поверхность BGA-контактной площадки

Учитывая, что пайка Качество BGA во многом зависит от плоскостности контактных площадок, поэтому PCBasic отдает приоритет использованию ENIG в качестве метода обработки поверхности при проектировании BGA, чтобы обеспечить:

    Поверхность накладки очень гладкая.

    Долговременная надежная паяемость.

    Площадки в области BGA имеют одинаковую высоту.

    Более стабильное формирование шариков припоя и смачивающий эффект.

Это позволяет эффективно избегать распространенных проблем, таких как образование сварных перемычек, недостаточная пайка и плохое смачивание.

Возможность высокоточного монтажа BGA-микросхем

Линия SMT-производства PCBasic оснащена высокоточным оборудованием для поверхностного монтажа, которое обеспечивает точность и единообразие сборки благодаря следующим процессам:

    Проверка SPI после нанесения паяльной пасты

    Точно выровненное размещение компонентов BGA

    Оптимизированные кривые оплавления для различных типов BGA

    Высокоточная пайка оплавлением с замкнутым контуром управления

Полная проверка BGA и надежность

Для обеспечения долгосрочной надежности работы компания PCBasic внедряет строгий процесс проверки всех компонентов BGA в сборках печатных плат:

    Рентгеновский контроль внутреннего качества шариков припоя BGA

    Анализ уровня пустот, шарик припоя высота зазора и точность выравнивания

    Функциональное тестирование схем процессорного типа

Добро пожаловать на просмотр следующего видео, чтобы узнать больше о Сборка BGA: