BGA (Ball Grid Array)-球狀引腳柵格陣列封裝技術,高密度表面裝配封裝技術。在封裝底部,引腳都成球狀并排列成一個類似于格子的圖案,由此命名為BGA。主板控制芯片組多采用此類封裝技術,材料多為陶瓷。采用BGA技術封裝的內存,可以使內存在體積不變的情況下,內存容量提高兩到三倍,BGA與TSOP相比,具有更小體積,更好的散熱性能和電性能。BGA封裝技術使每平方英寸的存儲量有了很大提升,采用BGA封裝技術的內存產品在相同容量下,體積只有TSOP封裝的三分之一;與傳統(tǒng)TSOP封裝方式相比,BGA封裝方式有更加快速有效的散熱途徑。
20世紀90年代隨著技術的進步,芯片集成度不斷提高,I/O引腳數急劇增加,功耗也隨之增大,對集成電路封裝的要求也更加嚴格。為了滿足發(fā)展的需要,BGA封裝開始被應用于生產。BGA是英文Ball Grid Array Package的縮寫,即球柵陣列封裝。BGA封裝內存BGA封裝的I/O端子以圓形或柱狀焊點按陣列形式分布在封裝下面,BGA技術的優(yōu)點是I/O引腳數雖然增加了,但引腳間距并沒有減小反而增加了,從而提高了組裝成品率;雖然它的功耗增加,但BGA能用可控塌陷芯片法焊接,從而可以改善它的電熱性能;厚度和重量都較以前的封裝技術有所減少;寄生參數減小,信號傳輸延遲小,使用頻率大大提高;組裝可用共面焊接,可靠性高。說到BGA封裝就不能不提Kingmax公司的專利TinyBGA技術,TinyBGA英文全稱為Tiny Ball Grid Array(小型球柵陣列封裝),屬于是BGA封裝技術的一個分支。是Kingmax公司于1998年8月開發(fā)成功的,其芯片面積與封裝面積之比不小于1:1.14,可以使內存在體積不變的情況下內存容量提高2~3倍,與TSOP封裝產品相比,其具有更小的體積、更好的散熱性能和電性能。
采用TinyBGA封裝技術的內存產品在相同容量情況下體積只有TSOP封裝的1/3。TSOP封裝內存的引腳是由芯片四周引出的,而TinyBGA則是由芯片中心方向引出。這種方式有效地縮短了信號的傳導距離,信號傳輸線的長度僅是傳統(tǒng)的TSOP技術的1/4,因此信號的衰減也隨之減少。這樣不僅大幅提升了芯片的抗干擾、抗噪性能,而且提高了電性能。采用TinyBGA封裝芯片可抗高達300MHz的外頻,而采用傳統(tǒng)TSOP封裝技術最高只可抗150MHz的外頻。TinyBGA封裝的內存其厚度也更薄(封裝高度小于0.8mm),從金屬基板到散熱體的有效散熱路徑僅有0.36mm。因此,TinyBGA內存擁有更高的熱傳導效率,非常適用于長時間運行的系統(tǒng),穩(wěn)定性極佳。
BGA(Ball Grid Array)封裝,即球柵陣列封裝,它是在封裝體基板的底部制作陣列焊球作為電路的I/O端與印刷線路板(PCB)互接。采用該項技術封裝的器件是一種表面貼裝型器件。與傳統(tǒng)的腳形貼裝器件(LeadedDe~ce如QFP、PLCC等)相比,BGA封裝器件具有如下特點。1)I/O數較多。BGA封裝器件的I/O數主要由封裝體的尺寸和焊球節(jié)距決定。由于BGA封裝的焊料球是以陣列形式排布在封裝基片下面,因而可極大地提高器件的I/O數,縮小封裝體尺寸,節(jié)省組裝的占位空間。通常,在引線數相同的情況下,封裝體尺寸可減小30%以上。例如:CBGA-49、BGA-320(節(jié)距1.27mm)分別與PLCC-44(節(jié)距為1.27mm)和MOFP-304(節(jié)距為0.8mm)相比,封裝體尺寸分別縮小了84%和47%。2)提高了貼裝成品率,潛在地降低了成本。傳統(tǒng)的QFP、PLCC器件的引線腳均勻地分布在封裝體的四周,其引線腳的節(jié)距為1.27mm、1.0mm、0.8mm、0.65mm、0.5mm。當I/O數越來越多時,其節(jié)距就必須越來越小。而當節(jié)距<0.4mm時,SMT設備的精度就難以滿足要求。加之引線腳極易變形,從而導致貼裝失效率增加。其BGA器件的焊料球是以陣列形式分布在基板的底部的,可排布較多的I/O數,其標準的焊球節(jié)距為1.5mm、1.27mm、1.0mm,細節(jié)距BGA(印BGA,也稱為CSP-BGA,當焊料球的節(jié)距<1.0mm時,可將其歸為CSP封裝)的節(jié)距為0.8mm、0.65mm、0.5mm,與現有的SMT工藝設備兼容,其貼裝失效率<10ppm。3)BGA的陣列焊球與基板的接觸面大、短,有利于散熱。4)BGA陣列焊球的引腳很短,縮短了信號的傳輸路徑,減小了引線電感、電阻,因而可改善電路的性能。5)明顯地改善了I/O端的共面性,極大地減小了組裝過程中因共面性差而引起的損耗。6)BGA適用于MCM封裝,能夠實現MCM的高密度、高性能。7)BGA和~BGA都比細節(jié)距的腳形封裝的IC牢固可靠。