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BGA封裝詳細資料(完整版)

BGA封裝是什么意思;bga封裝是一種大型組件的引腳封裝方式,與 QFP的四面引腳相似,都是利用SMT錫膏焊接與電路板相連。其不同處是羅列在四周的"一度空間"單排式引腳,如鷗翼形伸腳、平伸腳、或縮回腹底的J型腳等;改變成腹底全面數組或局部數組,采行二度空間面積性的焊錫球腳分布,做為芯片封裝體對電路板的焊接互連工具。

 


BGA封裝的優勢以及缺點:
BGA封裝的優點:1.更大的存儲量:BGA技術最大的好處是體積小,其封裝面積只有芯片面積的1.2倍左右.采用BGA封裝技術bga返修臺的內存產品以相同容量比價,體積只有其他封裝的三分之一.2.更高的電性能:BGA封裝內存的引腳是由芯片中心方向引出的,這有效地縮短了信號的傳導距離,信號的衰減便隨之減少.芯片的抗干擾、抗噪性能也大大提高.BGA封裝的缺點
1.對焊點的可靠性要求更嚴格。
2.返修方法更困難,同時返修后芯片需經植球才能再利用。3.對溫度/濕度敏感,BGA元件是一種高度的溫度和濕度敏感器件,所以BGA必須在恒溫干燥的條件下保存,操作人員應該嚴格遵守操作工藝流程,避免元器件在裝配前受到影響,一般來說,BGA較理想的保存環境為20℃~25℃,濕度小于10%RH,有氮氣保護更佳。

BGA封裝的CUP:

BGA是CPU的封裝技術,和CPU的具體性能沒關系,BGA不像PGA封裝的U,是焊接到主板上的,沒法自由更換,但是不代表性能一定就是低的,比如I7 4xxxHQ這類BGA封裝的I7四代就是高性能的四核版,但是大部分BGA封裝的都是性能比較低的一些U,H,Y這類的CPU  

BGA封裝的布局和走線
BGAPCB上常用的組件,通常CPUNORTH BRIDGESOUTH BRIDGEAGP CHIPCARD BUS CHIP…等,大多是以bga的型式包裝,簡言之,80﹪的高頻信號及特殊信號將會由這類型的package內拉出。因此,如何處理BGA package的走線,對重要信號會有很大的影響。

   通常環繞在BGA附近的小零件,依重要性為優先級可分為幾類:

   1by pass
   2clock終端RC電路。
   3damping(以串接電阻、排組型式出現;例如memory BUS信號)
   4EMI RC電路(以dampinCpull height型式出現;例如USB信號)。
   5、其它特殊電路(依不同的CHIP所加的特殊電路;例如CPU的感溫電路)。
   640mil以下小電源電路組(以CLR等型式出現;此種電路常出現在AGP CHIP orAGP功能之CHIP附近,透過RL分隔出不同的電源組)。
   7pull low RC
   8、一般小電路組(以RCQU等型式出現;無走線要求)。
   9pull height RRP

   1-6項的電路通常是placement的重點,會排的盡量靠近BGA,是需要特別處理的。第7項電路的重要性次之,但也會排的比較靠近BGA89項為一般性的電路,是屬于接上既可的信號。

   相對于上述BGA附近的小零件重要性的優先級來說,在ROUTING上的需求如下:
   1by pass =>CHIP同一面時,直接由CHIP pin接至by pass,再由by pass拉出打viaplane;與CHIP不同面時,可與BGAVCCGND pin共享同一個via,線長請勿超越100mil
   2clock終端RC電路 => 有線寬、線距、線長或包GND等需求;走線盡量短,平順,盡量不跨越VCC分隔線。
   3damping => 有線寬、線距、線長及分組走線等需求;走線盡量短,平順,一組一組走線,不可參雜其它信號。
   4EMI RC電路 => 有線寬、線距、并行走線、包GND等需求;依客戶要求完成。
   5、其它特殊電路=> 有線寬、包GND或走線凈空等需求;依客戶要求完成。
   640mil以下小電源電路組 => 有線寬等需求;盡量以表面層完成,將內層空間完整保留給信號線使用,并盡量避免電源信號在BGA區上下穿層,造成不必要的干擾。
   7pull low RC => 無特殊要求;走線平順。
   8、一般小電路組 => 無特殊要求;走線平順。
   9pull height RRP => 無特殊要求;走線平順。

   為了更清楚的說明BGA零件走線的處理,將以一系列圖標說明如下:

   

   

A、將BGA由中心以十字劃分,VIA分別朝左上、左下、右上、右下方向打;十字可因走線需要做不對稱調整。
   Bclock信號有線寬、線距要求,當其RC電路與CHIP同一面時請盡量以上圖方式處理。
   CUSB信號在RC兩端請完全并行走線。
   Dby pass盡量由CHIP pin接至by pass再進入plane。無法接到的by pass請就近下plane
   EBGA組件的信號,外三圈往外拉,并保持原設定線寬、線距;VIA可在零件實體及3MM placement禁置區間調整走線順序,如果走線沒有層面要求,則可以延長而不做限制。內圈往內拉或VIA打在PINPIN正中間。另外,BGA的四個角落請盡量以表面層拉出,以減少角落的VIA數。
   FBGA組件的信號,盡量以輻射型態向外拉出;避免在內部回轉。

 



   F_2 BGA背面by pass的放置及走線處理。
   By pass盡量靠近電源pin

 



   F_3 BGA區的VIAVCC層所造成的狀況

   THERMAL VCC信號在VCC層的導通狀態。
   ANTI GND信號在VCC層的隔開狀態。
   BGA的信號有規則性的引線、打VIA,使得電源的導通較充足。

   



   F_4 BGA區的VIAGND層所造成的狀況
   THERMAL GND信號在GND層的導通狀態。
   ANTI VCC信號在GND層的隔開狀態。
   BGA的信號有規則性的引線、打VIA,使得接地的導通較充足。

 


   F_5 BGA區的Placement及走線建議圖

   以上所做的BGA走線建議,其作用在于:
   1、有規則的引線有益于特殊信號的處理,使得除表層外,其余走線層皆可以所要求的線寬、線距完成。
   2BGA內部的VCCGND會因此而有較佳的導通性。
   3BGA中心的十字劃分線可用于;當BGA內部電源一種以上且不易于VCC層切割時,可于走線層處理(40~80MIL),至電源供應端。或BGA本身的CLOCK、或其它有較大線寬、線距信號順向走線。
   4、良好的BGA走線及placement,可使BGA自身信號的干擾降至最低。