BGA 封装集成电路

BGA的全称是Ball Grid Array（球栅阵列结构的PCB），它是集成电路采用有机载板的一种封装法。它具有：①封装面积减少②功能加大，引脚数目增多③PCB板溶焊时能自我居中，易上锡④可靠性高⑤电性能好，整体成本低等特点。 **BGA封装集成电路详解** BGA（Ball Grid Array）封装技术是集成电路制造中的一种关键封装方式，主要用于减小封装尺寸，提升性能，并降低成本。BGA技术的特点在于使用球栅阵列来连接集成电路与印刷电路板（PCB），使得组件能够更紧密地集成，同时提供了诸多优势。 ### 一、BGA封装类型及其特点 1. **TBGA（Tiny Ball Grid Array）** TBGA是一种小型化的BGA封装，由Kingmax公司在1998年推出。这种封装技术通过金属丝压焊将芯片与有机载板连接，显著提高了内存容量，同时保持了良好的散热性能和电性能。其优点包括小体积、高散热效率和良好的电性能。缺点是吸湿性较强，可能影响封装稳定性。 2. **PBGA（Plastic Ball Grid Array）** PBGA使用塑料材料作为载体，芯片通过金属丝压焊或倒装芯片技术与载体相连。PBGA的优点在于成本较低，机械强度较高，且与PCB基材热膨胀系数相近，有利于提高焊点可靠性。缺点是容易吸潮，可能导致封装失效。 3. **CBGA（Ceramic Ball Grid Array）** CBGA采用陶瓷材料，提供优秀的电性能和热性能，适合大量I/O（输入/输出）的组件。其载体可以是金属丝压焊或倒装芯片。不过，由于与PCB的热膨胀系数差异，大尺寸封装时可能出现热循环问题。 4. **CCGA（Ceramic Column Grid Array）** CCGA是CBGA的变种，当尺寸超过32x32mm时，采用焊料柱代替焊料球，以更好地承受不同热膨胀系数带来的应力，适用于大尺寸封装。 ### 二、BGA的返修及植球工艺 返修BGA组件需要特别的技巧和设备，因为它们的密集性和对热的敏感性。以下是返修BGA组件的基本步骤： 1. **拆卸BGA** 这个过程需要清除PCB上的残留焊锡，确保焊盘干净平整。对于受潮的BGA，需要先进行去潮处理。 2. **印刷焊膏** 使用专用模板印刷焊膏，确保焊膏量适中，符合球径和球距要求。对于精细间距的CSP，可以直接涂布膏状助焊剂。 3. **清洗焊盘** 清理焊盘，准备贴装新的BGA组件。 4. **去潮处理** 在组装前检查器件是否受潮，必要时进行去潮。 5. **重新印刷焊膏** 如果需要，再次印刷焊膏或涂布助焊剂。 6. **贴装BGA** 对于新BGA，确保其未受潮。使用真空吸笔精确地将BGA器件贴装到PCB上。 7. **再流焊接** 通过设置合适的焊接温度，确保所有焊球都能正确熔化并形成牢固的连接。 8. **检验** 使用X光或超声波检查设备检查焊接质量，或者通过功能测试进行判断。 BGA封装技术在现代电子设备中广泛应用，如电脑主板、智能手机和平板电脑等，它的优势在于提高集成度，增强电性能，同时降低成本。然而，BGA的返修和维护通常需要专门的工具和技术，这是其复杂性的一部分。理解BGA的工作原理和返修工艺对于硬件设计者和维修工程师来说至关重要。