BGA封装详细资料(完整版)

BGA封装是什么意思;bga封装是一种大型组件的引脚封装方式,与 QFP的四面引脚相似,都是利用SMT锡膏焊接与电路板相连。其不同处是罗列在四周的"一度空间"单排式引脚,如鸥翼形伸脚、平伸脚、或缩回腹底的J型脚等;改变成腹底全面数组或局部数组,采行二度空间面积性的焊锡球脚分布,做为芯片封装体对电路板的焊接互连工具。

 


BGA封装的优势以及缺点:
BGA封装的优点:1.更大的存储量:BGA技术最大的好处是体积小,其封装面积只有芯片面积的1.2倍左右.采用BGA封装技术bga返修台的内存产品以相同容量比价,体积只有其他封装的三分之一.2.更高的电性能:BGA封装内存的引脚是由芯片中心方向引出的,这有效地缩短了信号的传导距离,信号的衰减便随之减少.芯片的抗干扰、抗噪性能也大大提高.BGA封装的缺点
1.对焊点的可靠性要求更严格。
2.返修方法更困难,同时返修后芯片需经植球才能再利用。3.对温度/湿度敏感,BGA元件是一种高度的温度和湿度敏感器件,所以BGA必须在恒温干燥的条件下保存,操作人员应该严格遵守操作工艺流程,避免元器件在装配前受到影响,一般来说,BGA较理想的保存环境为20℃~25℃,湿度小于10%RH,有氮气保护更佳。

BGA封装的CUP:

BGA是CPU的封装技术,和CPU的具体性能没关系,BGA不像PGA封装的U,是焊接到主板上的,没法自由更换,但是不代表性能一定就是低的,比如I7 4xxxHQ这类BGA封装的I7四代就是高性能的四核版,但是大部分BGA封装的都是性能比较低的一些U,H,Y这类的CPU  

BGA封装的布局和走线
BGAPCB上常用的组件,通常CPUNORTH BRIDGESOUTH BRIDGEAGP CHIPCARD BUS CHIP…等,大多是以bga的型式包装,简言之,80﹪的高频信号及特殊信号将会由这类型的package内拉出。因此,如何处理BGA package的走线,对重要信号会有很大的影响。

   通常环绕在BGA附近的小零件,依重要性为优先级可分为几类:

   1by pass
   2clock终端RC电路。
   3damping(以串接电阻、排组型式出现;例如memory BUS信号)
   4EMI RC电路(以dampinCpull height型式出现;例如USB信号)。
   5、其它特殊电路(依不同的CHIP所加的特殊电路;例如CPU的感温电路)。
   640mil以下小电源电路组(以CLR等型式出现;此种电路常出现在AGP CHIP orAGP功能之CHIP附近,透过RL分隔出不同的电源组)。
   7pull low RC
   8、一般小电路组(以RCQU等型式出现;无走线要求)。
   9pull height RRP

   1-6项的电路通常是placement的重点,会排的尽量靠近BGA,是需要特别处理的。第7项电路的重要性次之,但也会排的比较靠近BGA89项为一般性的电路,是属于接上既可的信号。

   相对于上述BGA附近的小零件重要性的优先级来说,在ROUTING上的需求如下:
   1by pass =>CHIP同一面时,直接由CHIP pin接至by pass,再由by pass拉出打viaplane;与CHIP不同面时,可与BGAVCCGND pin共享同一个via,线长请勿超越100mil
   2clock终端RC电路 => 有线宽、线距、线长或包GND等需求;走线尽量短,平顺,尽量不跨越VCC分隔线。
   3damping => 有线宽、线距、线长及分组走线等需求;走线尽量短,平顺,一组一组走线,不可参杂其它信号。
   4EMI RC电路 => 有线宽、线距、并行走线、包GND等需求;依客户要求完成。
   5、其它特殊电路=> 有线宽、包GND或走线净空等需求;依客户要求完成。
   640mil以下小电源电路组 => 有线宽等需求;尽量以表面层完成,将内层空间完整保留给信号线使用,并尽量避免电源信号在BGA区上下穿层,造成不必要的干扰。
   7pull low RC => 无特殊要求;走线平顺。
   8、一般小电路组 => 无特殊要求;走线平顺。
   9pull height RRP => 无特殊要求;走线平顺。

   为了更清楚的说明BGA零件走线的处理,将以一系列图标说明如下:

   

   

A、将BGA由中心以十字划分,VIA分别朝左上、左下、右上、右下方向打;十字可因走线需要做不对称调整。
   Bclock信号有线宽、线距要求,当其RC电路与CHIP同一面时请尽量以上图方式处理。
   CUSB信号在RC两端请完全并行走线。
   Dby pass尽量由CHIP pin接至by pass再进入plane。无法接到的by pass请就近下plane
   EBGA组件的信号,外三圈往外拉,并保持原设定线宽、线距;VIA可在零件实体及3MM placement禁置区间调整走线顺序,如果走线没有层面要求,则可以延长而不做限制。内圈往内拉或VIA打在PINPIN正中间。另外,BGA的四个角落请尽量以表面层拉出,以减少角落的VIA数。
   FBGA组件的信号,尽量以辐射型态向外拉出;避免在内部回转。

 



   F_2 BGA背面by pass的放置及走线处理。
   By pass尽量靠近电源pin

 



   F_3 BGA区的VIAVCC层所造成的状况

   THERMAL VCC信号在VCC层的导通状态。
   ANTI GND信号在VCC层的隔开状态。
   BGA的信号有规则性的引线、打VIA,使得电源的导通较充足。

   



   F_4 BGA区的VIAGND层所造成的状况
   THERMAL GND信号在GND层的导通状态。
   ANTI VCC信号在GND层的隔开状态。
   BGA的信号有规则性的引线、打VIA,使得接地的导通较充足。

 


   F_5 BGA区的Placement及走线建议图

   以上所做的BGA走线建议,其作用在于:
   1、有规则的引线有益于特殊信号的处理,使得除表层外,其余走线层皆可以所要求的线宽、线距完成。
   2BGA内部的VCCGND会因此而有较佳的导通性。
   3BGA中心的十字划分线可用于;当BGA内部电源一种以上且不易于VCC层切割时,可于走线层处理(40~80MIL),至电源供应端。或BGA本身的CLOCK、或其它有较大线宽、线距信号顺向走线。
   4、良好的BGA走线及placement,可使BGA自身信号的干扰降至最低。