BGA封装技术在SMT贴片加工中的应用

BGA（Ball Grid Array）球栅阵列封装是SMT贴片加工的一种封装形式。 在PCB的背面，排列了二维阵列的球形端子而不是引脚。 焊球间距通常为1.5mm。 1.0 毫米、0.8 毫米。

BGA

原来，QFP（quad flat ）在SMT中被广泛使用，封装间距的极限尺寸停留在0.3mm。 这种间距的引线容易弯曲、变形或折断。 相应地，对SMT组装工艺、设备精度和焊接材料提出了严格的要求。 即便如此，要求小间距、细引线的QFP组装，缺陷率还是相当高，最高可达，从而限制了广泛的应用。 在近几年出现的BGA中，由于芯片管脚不是分布在芯片四周，而是分布在封装底部，原来从封装外壳基板的四边引出的管脚实际上变成了pb/sn凸块管脚在单阵列布局中。 它可以容纳更多的I/O数量，可以用更大的引脚间距如1.5和1.27mm代替QFP的0.4和0.3mm。 使用SMT很容易将PCB上的布线管脚焊接互连，因此不仅可以使芯片在与QFP相同的封装尺寸下保持更多的封装容量，而且使I/O管脚间距更大，大大提高良品率SMT组装，不良率仅为0.3-5ppm，便于生产和维修。 因此，BGA封装技术在电子产品生产领域得到了广泛的应用。

随着管脚数量的增加，精细管脚组装过程中出现的桥接、漏焊、缺焊等缺陷用手工工具很难修复smt贴片加工封装，需要专门的返工设备按照一定的返工来完成过程 。

BGA

根据封装材料的不同，BGA元器件主要有以下几种：

CBGA（BGA，陶瓷封装的BGA）；

CCBGA（BGA，陶瓷柱状封装的BGA）；

CSP（芯片级或mBGA）；

PBGA（BGA，塑封BGA）；

TBGA（载带BGA，载带BGA）。

CBGA焊球的成分为90Pb/10Sn（其与PCB连接处的焊料成分仍为63Sn/37Pb）。 CBGA的焊球高度比PBGA高，比PBGA不易吸潮，封装更可靠。

CCBGA焊柱直径为0.51mm，柱高为2.2mm，焊柱间距一般为1.27mm，焊柱成分为90Pb/10Sn。

CSP芯片的封装尺寸仅比裸芯片尺寸略大（不超过20%）。 除了体积小，它还具有更短的导电路径和更低的电抗，更容易达到500~的频率范围。

PBGA是目前最常用的BGA。 它使用由63Sn/37Pb组成的焊球，焊料的熔化温度约为183°C。 焊接前焊球直径为0.75mm，回流焊后焊球高度降低到0.46-0.41mm。 PBGA的优点是成本低，加工容易； 但由于采用塑料封装，容易吸潮，所以对于普通元器件，一般应在开封后8小时内使用smt贴片加工封装，否则由于焊接时温度迅速升高，会损坏芯片中的芯片。 水分会立即蒸发并导致芯片损坏。 有人将此称为“爆米花”效应。

TBGA焊球直径为0.76mm，球间距为1.27mm。 与CBGA相比，TBGA需要严格控制环境温度。 芯片受热时，热张力集中在四个角上，焊接时容易产生缺陷。

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