為什么要選擇BGA核心板？

導(dǎo)讀

M3562核心板不僅在性能上表現(xiàn)卓越，還采用了先進(jìn)的BGA封裝技術(shù)。那么，BGA封裝核心板究竟有哪些獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)呢？本文將帶您深入探討。

繼MX2000和CPMG2ULBGA核心板之后，ZLG致遠(yuǎn)電子又重磅推出了一款全新的BGA核心板——M3562。

M3562 Cortex-A53核心板

四核Cortex-A53

1.8GHz主頻

低成本3568方案

參考價(jià)格：288元起

作為一款高性能、低功耗、高性價(jià)比的嵌入式核心板，M3562具備四核Cortex-A53架構(gòu)內(nèi)核，最高主頻可達(dá)1.8GHz，同時(shí)集成Mali-G52 GPU、NPU，以及1080p@60fps視頻編碼器和4K@30fps視頻解碼器。它擁有35mm×40mm的超小尺寸，支持-40~85℃的工業(yè)級(jí)工作溫度，提供2GB~4GB的內(nèi)存容量和16GB~32GB的存儲(chǔ)容量可供選擇。除了性能卓越之外，M3562核心板還有一個(gè)特色就是采用了BGA封裝，那么BGA封裝核心板有什么優(yōu)點(diǎn)呢？本文繼續(xù)深入探討。
?為什么開發(fā)BGA核心板

最常見的核心板形態(tài)是采用板對(duì)板連接器對(duì)外連接，這種連接方式工藝簡(jiǎn)單、易于安裝。但隨著電子產(chǎn)品對(duì)性能和尺寸要求的提升，越來越多的應(yīng)用場(chǎng)景已無法滿足常規(guī)板對(duì)板連接器核心板的尺寸需求。于是，郵票孔和LGA封裝的核心板應(yīng)運(yùn)而生，它們使核心板能夠做得更小、更薄，但也引入了一些問題。郵票孔封裝由于只有最外側(cè)一排能夠布置引腳，引腳密度較低，難以滿足尺寸要求，而LGA封裝則存在翹曲和空洞風(fēng)險(xiǎn)。

相比之下，BGA核心板完美規(guī)避了這些問題，在幾乎不增加成本的情況下，實(shí)現(xiàn)了比郵票孔和LGA封裝核心板更小的尺寸、更高的引腳密度、更優(yōu)的電氣性能、更低的底板貼片工藝要求和更高的貼片質(zhì)量。

?解決翹曲導(dǎo)致的接觸不良

由于PCB印制電路板的工藝限制，不可避免地會(huì)有翹曲現(xiàn)象。雖然目前PCB翹曲率已能控制在0.75%以內(nèi)，但回流焊印刷的錫膏厚度通常只有0.12~0.15mm，對(duì)于邊長(zhǎng)10~20mm的小型功能模塊尚可接受，但對(duì)于尺寸達(dá)30~40mm以上的LGA核心板，翹起程度可能導(dǎo)致核心板接觸不到錫膏或接觸不足，引發(fā)焊接不良。為提高良率，LGA核心板不得不將焊盤做得較大，從而降低引腳密度，無法充分利用空間。即便如此，處于LGA核心板邊緣的引腳仍面臨上錫不足的風(fēng)險(xiǎn)。

要確保LGA核心板有足夠的可靠性，需要將翹曲度控制在0.2%~0.3%，這會(huì)增加PCB板廠的費(fèi)用。設(shè)計(jì)PCB時(shí)還需考慮殘銅率、對(duì)稱性、導(dǎo)熱率、拼板強(qiáng)度等諸多因素，以配合實(shí)現(xiàn)0.2%~0.3%的翹曲度，這進(jìn)一步限制了PCB尺寸，無法最大限度利用空間。

BGA封裝核心板在焊接到底板時(shí)，半熔融的錫球不會(huì)完全塌陷，而是略微下沉。這種下沉恰好彌補(bǔ)了PCB翹曲帶來的間隙，焊盤無需做得過大，使BGA封裝核心板在引腳密度更高的情況下，焊接不良的概率反而更低。

?解決焊接氣泡/空洞問題

氣泡和空洞問題，對(duì)LGA核心板也是個(gè)大問題。氣泡/空洞是指在回流焊過程中，熔融的錫膏、助焊劑、PCB表面氧化層等物質(zhì)中逸散的氣體無法及時(shí)排出，聚集形成氣泡/空洞，導(dǎo)致焊接不良，這是PCB貼片中常見的不良現(xiàn)象之一。LGA封裝由于核心板與底板緊貼，且焊盤較大，排氣空間有限，加劇了空洞的形成。焊點(diǎn)中的空洞可能導(dǎo)致散熱變差、焊點(diǎn)強(qiáng)度降低、延展性、蠕變和疲勞壽命等機(jī)械性能下降、焊錫溢出焊盤等問題，嚴(yán)重時(shí)甚至引發(fā)短路或虛焊。傳統(tǒng)降低LGA封裝空洞率的方法包括調(diào)整溫度曲線、調(diào)整錫膏、優(yōu)化鋼網(wǎng)設(shè)計(jì)、預(yù)上錫、N2回流焊或真空回流焊等，但這些方法在實(shí)際應(yīng)用中受到限制，增加工藝難度和生產(chǎn)成本，效果往往不盡如人意。

BGA封裝核心板由于核心板與底板不再像LGA一樣緊貼，底板上的焊盤更小，錫膏更少，這些因素使得氣體更容易排出。在相同工藝條件下，BGA封裝核心板的空洞率遠(yuǎn)低于LGA封裝。因此，BGA封裝核心板的貼裝使用一般工藝，就能達(dá)到較理想的空洞率，無需再擔(dān)心空洞過大導(dǎo)致的各種問題。

?提升信號(hào)質(zhì)量在信號(hào)質(zhì)量方面，BGA封裝核心板也優(yōu)于其他形式的核心板。板對(duì)板連接器核心板由于連接器引腳長(zhǎng)度較長(zhǎng)，會(huì)引入較大的寄生電感，連接器引腳資源珍貴，設(shè)計(jì)時(shí)不得不避免分配太多地信號(hào)，導(dǎo)致阻抗跨分割、信號(hào)回流路徑變長(zhǎng)，最終影響信號(hào)質(zhì)量。

LGA核心板和郵票孔核心板則因較大的方形或異型焊盤，傳輸線經(jīng)過此處形成嚴(yán)重的阻抗突變，影響信號(hào)質(zhì)量。直角的焊盤邊緣還容易產(chǎn)生EMI和EMS問題。此外，LGA和郵票孔核心板由于緊貼底板，核心板底層走線和底板頂層走線之間存在串?dāng)_風(fēng)險(xiǎn)。

由此可見，BGA封裝的優(yōu)點(diǎn)眾多！快來看看你的項(xiàng)目是否適合采用這種先進(jìn)工藝的核心板吧！