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BGA封裝的引腳可超過200,是多引腳LSI用的一種封裝。封裝本體也可做得比QFP(四側(cè)引腳扁平封裝)小。例如,引腳中心距為1.5mm的360引腳BGA僅為31mm見方;而引腳中心距為0.5mm的304引腳QFP為40mm見方。而且BGA不用擔心QFP那樣的引腳變形問題。
BGA封裝的引出端為球或柱狀合金,并矩陣狀分布于封裝體的底面,改變了引出端分布于封裝體兩側(cè)或四周的形式。
?。?)I/O數(shù)較多。BGA封裝器件的I/O數(shù)主要由封裝體的尺寸和焊球節(jié)距決定。由于BGA封裝的焊料球是以陣列形式排布在封裝基片下面,因而可極大地提高器件的I/O數(shù),縮小封裝體尺寸,節(jié)省組裝的占位空間。通常,在引線數(shù)相同的情況下,封裝體尺寸可減小30%以上。例如:CBGA-49、BGA-320(節(jié)距1.27mm)分別與PLCC-44(節(jié)距為1.27mm)和MOFP-304(節(jié)距為0.8mm)相比,封裝體尺寸分別縮小了84%和47%。
?。?)提高了貼裝成品率,潛在地降低了成本。傳統(tǒng)的QFP、PLCC器件的引線腳均勻地分布在封裝體的四周,其引線腳的節(jié)距為1.27mm、1.0mm、0.8mm、0.65mm、0.5mm。當I/O數(shù)越來越多時,其節(jié)距就必須越來越小。而當節(jié)距
?。?)BGA的陣列焊球與基板的接觸面大、短,有利于散熱。
?。?)BGA陣列焊球的引腳很短,縮短了信號的傳輸路徑,減小了引線電感、電阻,因而可改善電路的性能。
?。?)明顯地改善了I/O端的共面性,極大地減小了組裝過程中因共面性差而引起的損耗。
?。?)BGA適用于MCM封裝,能夠?qū)崿F(xiàn)MCM的高密度、高性能。
?。?)BGA和~BGA都比細節(jié)距的腳形封裝的IC牢固可靠。
BGA的封裝類型多種多樣,其外形結(jié)構(gòu)為方形或矩形。根據(jù)其焊料球的排布方式可分為周邊型、交錯型和全陣列型BGA。根據(jù)其基板的不同,主要分為三類:PBGA(PlasticballZddarray塑料焊球陣列)、CBGA(ceramicballSddarray陶瓷焊球陣列)、TBGA (tape ball grid array載帶型焊球陣列)。
?。?)PBGA(塑料焊球陣列)封裝
PBGA封裝,它采用BT樹脂/玻璃層壓板作為基板,以塑料(環(huán)氧模塑混合物)作為密封材料,焊球為共晶焊料63Sn37Pb或準共晶焊料62Sn36Pb2Ag(目前已有部分制造商使用無鉛焊料),焊球和封裝體的連接不需要另外使用焊料。有一些PBGA封裝為腔體結(jié)構(gòu),分為腔體朝上和腔體朝下兩種。這種帶腔體的PBGA是為了增強其散熱性能,稱之為熱增強型BGA,簡稱EBGA,有的也稱之為CPBGA(腔體塑料焊球陣列)。
?。?)CBGA(陶瓷焊球陣列)封裝
在BGA封裝系列中,CBGA的歷史最長。它的基板是多層陶瓷,金屬蓋板用密封焊料焊接在基板上,用以保護芯片、引線及焊盤。焊球材料為高溫共晶焊料10Sn90Pb,焊球和封裝體的連接需使用低溫共晶焊料63Sn37Pb。封裝體尺寸為10-35mm,標準的焊球節(jié)距為1.5mm、1.27mm、1.0mm。
?。?)CCGA(ceramiccolumnSddarray)陶瓷柱柵陣列
CCGA是CBGA的改進型。二者的區(qū)別在于:CCGA采用直徑為0.5mm、高度為1.25mm~2.2mm的焊料柱替代CBGA中的0.87mm直徑的焊料球,以提高其焊點的抗疲勞能力。因此柱狀結(jié)構(gòu)更能緩解由熱失配引起的陶瓷載體和PCB板之間的剪切應(yīng)力。
(4)TBGA(載帶型焊球陣列)
TBGA是一種有腔體結(jié)構(gòu),TBGA封裝的芯片與基板互連方式有兩種:倒裝焊鍵合和引線鍵合。倒裝焊鍵合的芯片倒裝鍵合在多層布線柔性載帶上;用作電路I/O端的周邊陣列焊料球安裝在柔性載帶下面;它的厚密封蓋板又是散熱器(熱沉),同時還起到加固封裝體的作用,使柔性基片下面的焊料球具有較好的共面性。腔體朝下的引線鍵合TBGA的芯片粘結(jié)在芯腔的銅熱沉上;芯片焊盤與多層布線柔性載帶基片焊盤用鍵合引線實現(xiàn)互連;用密封劑將電路芯片、引線、柔性載帶焊盤包封(灌封或涂敷)起來。
(5)其它的BGA封裝類型
MCM-PBGA(Multiplechipmodule-PBGA)是多芯片模塊PBGA。
LBGA,微BGA,它是一種芯片尺寸封裝。芯片面朝下,采用TAB鍵合實現(xiàn)芯片與封裝基片焊盤互連的。它的封裝體尺寸僅略大于芯片(芯片+0.5mm)。gBGA有3種焊球節(jié)距:0.65mm、0.75mm和0.8mm。TAB引線鍵合和彈性的芯片粘接是txBGA的特征。與其它的芯片尺寸封裝相比,它具有更高的可靠性。