正確的pcb布局的重要性怎么強(qiáng)調(diào)都不過分。雖然它將各種電子元件連接在單個(gè)基板上,但它是將元件連接到電路板表面的方法,這可以大大影響其穩(wěn)定性及其效率。
引腳網(wǎng)格陣列,通常被稱為PGA,是迄今為止在板上封裝集成電路的標(biāo)準(zhǔn)。然而,現(xiàn)在已經(jīng)被球柵陣列或BGA設(shè)計(jì)所取代。簡單地說,雖然PGA使用方形排列的引腳來安裝組件,但BGA將引腳替換為焊接金屬球,該焊球連接到單元的下側(cè)。
采用BGA設(shè)計(jì)的典型集成電路包括:連接到基板的芯片或處理器。模具又通過金屬絲連接到板坯上。然后將焊球附著到基板的另一側(cè)。就緒組件現(xiàn)在稱為包。然后通過使用焊料將封裝固定在電路板上。
BGA的優(yōu)點(diǎn)使用BGA有幾個(gè)優(yōu)點(diǎn),其中主要包括:
較低的軌道密度 - 金屬焊球排列成網(wǎng)格狀圖案。跟蹤密度可以顯著降低。反過來意味著優(yōu)化的PCB布局,因?yàn)榍虻慕咏蕴岣吡诵?。嘗試使用引腳柵格陣列進(jìn)行相同操作,通過增加引腳的體積會(huì)增加意外橋接的風(fēng)險(xiǎn)。然而,在BGA的情況下,由焊料制成的球,橋接不是那么重要。
降低元件損壞的可能性 - 引腳柵格陣列需要焊接工藝,有可能損壞元件。另一方面,對(duì)于BGA,焊球僅需要加熱,以便它們?nèi)刍⒄掣降絇CB上。因此,任何部件損壞的可能性都會(huì)大大降低。此外,球和電路板之間的表面張力確保封裝保持在適當(dāng)位置。
可靠性 - 使用PGA時(shí),引腳的脆弱性始終是個(gè)問題。它們需要特別小心,容易彎曲和損壞。 BGA使用連接到焊球的焊盤,系統(tǒng)更加堅(jiān)固可靠。
性能提升 - 由于網(wǎng)格陣列,BGA內(nèi)部的連接更短。它轉(zhuǎn)化為導(dǎo)致感應(yīng)水平的降低,通常在更高的速度下提高性能。
降低過熱的發(fā)生率 - BGA和電路板之間的熱阻降低提供了一個(gè)主要優(yōu)勢。實(shí)際上,產(chǎn)生的熱量會(huì)消散到電路板中,因?yàn)锽GA單元提供熱量通道來引導(dǎo)熱量
然而,這并不是說球柵陣列沒有隨附它自己的一系列問題。其中最主要的是球的不靈活性!事實(shí)上,電路板和元件之間的剛性連接會(huì)導(dǎo)致物理應(yīng)力,從而影響效率。此外,由于電路板與其組件之間的接近程度,對(duì)PCB的質(zhì)量方面進(jìn)行全面檢查可能是一項(xiàng)艱巨的任務(wù)。此外,除非有正確的設(shè)備,否則修改包含BGA的電路板并不容易。因此,需要通過局部熔化器件來去除有缺陷的BGA。需要非常小心,以確保附近的其他設(shè)備不受影響或損壞。一旦移除,當(dāng)然BGA可以換成新的。
因此,可能存在許多BGA不是最佳選擇的應(yīng)用。在這種情況下,使用標(biāo)準(zhǔn)BGA的變體,稱為PBGA或塑料球柵陣列。它有一個(gè)塑料涂層的主體,一個(gè)玻璃混合物層壓的基板,并有銅痕跡。它對(duì)系統(tǒng)的作用是,就溫度而言,它表現(xiàn)出更高的穩(wěn)定性。此外,它使用可以重新成形的預(yù)成型焊球。還有很多其他BGA類型可用于不同的情況 - 其中重要的是:
模塑陣列工藝球柵陣列或所謂的MAPBGA,這是低的理想選擇低成本的中型性能設(shè)備。
熱增強(qiáng)塑料球柵陣列或TEPBGA,該封裝提供高散熱水平。
磁帶球柵陣列或TBGA,非常適合中高端解決方案。
封裝在封裝或PoP上,這允許在基座頂部堆疊存儲(chǔ)器封裝設(shè)備因此對(duì)于空間是真正約束的應(yīng)用是有用的。
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