BGA

深度分析:BGA封装与PCB差分互连结构的设计与优化

本文针对高速BGA封装与PCB差分互连结构进行设计与优化,着重分析封装与PCB互连区域差分布线方式、信号布局方式、信号孔/地孔比、布线层与过孔残桩这四个方面对高速差分信号传输性能和串扰的具体影响。

利用全波电磁场仿真软件CST建立3D仿真模型,通过时频域仿真验证了所述的优化方法能够有效改善高速差分信号传输性能,减小信号间串扰,实现更好的信号隔离。

你的BGA虚焊过吗?

电路板调试过程中,会出现“BGA器件外力按压有信号,否则没有信号”的现象,我们称之为“虚焊”。本文通过对这种典型缺陷进行原因分析认为:焊接温度曲线、焊膏量、器件及PCB板焊盘表面情况以及印制板设计等因素对“虚焊”的产生有较大影响。在此基础上提出了相应的控制措施,使得表面组装焊点少缺陷甚至零缺陷,从而保证产品的长期可靠性。

01、前言

BGA,球栅阵列器件,大幅度提高了印制板的组装密度,其应用越来越广泛。常用的几种BGA器件包括PBGA、CBGA、TBGA等。随着BGA器件的不断发展,目前已经开发并应用的微型BGA有uBGA及CSP,其封装尺寸比芯片尺寸最多大20%,焊球最小为0.3mm,焊球最小间距为0.5mm。并且目前随着印制板的集成度越来越高,这种芯片级封装器件的应用也会越来越多,再加上BGA焊点的特殊性,其焊点检测只能借助X光来完成, 并且一旦有缺陷,返修会比较麻烦,不仅降低了生成效率,增加了生产成本,还不能保证产品质量,因此给表面组装技术提出更高的要求。

02、BGA焊点“虚焊”原因分析

“虚焊”现象及其X光形貌

BGA焊盘脱落的补救方法

BGA的全称Ball Grid Array(焊球阵列封装),它是在封装体基板的底部制作阵列焊球作为电路的I/O端与印刷线路板(PCB)互接。采用该项技术封装的器件是一种表面贴装器件。
  

PCB设计中BGA器件如何走线、布线?

SMT技术顺应了智能电子产品小型化,轻型化的发展潮流,为实现电子产品的轻、薄、短、小打下了基础。SMT技术在90年代也走向成熟的阶段。但随着电子产品向便携式/小型化、网络化方向的迅速发展,对电子组装技术提出了更高的要求,其中BGA(Ball Grid Array 球栅阵列封装)就是一项已经进入实用化阶段的高密度组装技术。

“”

BGA技术的研究始于60年代,最早被美国IBM公司采用,但一直到90年代初,BGA 才真正进入实用化的阶段。由于之前流行的类似QFP封装的高密管脚器件,其精细间距的局限性在于细引线易弯曲、质脆而易断,对于引线间的共平面度和贴装精度的要求很高。 BGA技术采用的是一种全新的设计思维方式,它采用将圆型或者柱状点隐藏在封装下面的结构,引线间距大、引线长度短。这样, BGA就消除了精细间距器件中由于引线问题而引起的共平面度和翘曲的缺陷。

BGA是PCB上常用的元器件,通常80﹪的高频信号及特殊信号将会由这类型的封装Footprint内拉出。因此,如何处理BGA 器件的走线,对重要信号会有很大的影响。

在PCB设计中高效地使用BGA信号布线技术

球栅阵列(BGA)封装是目前FPGA和微处理器等各种高度先进和复杂的半导体器件采用的标准封装类型。用于嵌入式设计的BGA封装技术在跟随芯片制造商的技术发展而不断进步,这类封装一般分成标准和微型BGA两种。这两种类型封装都要应对数量越来越多的I/O挑战,这意味着信号迂回布线(Escaperouting)越来越困难,即使对于经验丰富的PCB和嵌入式设计师来说也极具挑战性。