一、bga(ball grid array package),是采用将圆型或者柱状焊点隐藏在封装体下面一种封装形式,90年代后随着集成技术的进步,bga技术迅速得到发展,现在高密度、高性能、高频率的ic芯片都已经采用这类型的封装技术。
bga芯片注意问题
1、bga芯片的扇出过孔是朝外对称结构,bga上下左右分成四个独立的区域,过孔扇出的格局呈现四个独立的扇形区域,从中间进行分割分别往四边。这样扇出的好处,可以扇出的好处是可以预留十字通道,方便进行内层和gnd的通道平面分割和内层布线。
2、bga芯片上下左右四个面中,若两个焊盘中间走一条布线,靠外侧的2排焊盘不用进行扇出操作,直接在表层通过拉线往外走,这样可以节省电气层。若两个焊盘中间走两条布线,靠外侧的3排焊盘不用进行扇出操作,直接在表层通过拉线往外走,这样可以节省电气层。当所有的引线走出bga区域之后,引出布线可以散开走线,加大线和线之间的距离,以便于减少高速信号直接的串扰。
3、bga芯片一般电源和gnd网络焊盘引脚都位于bga中间部分,电源和gnd的网络都是通过内层平面进行连接,这些引脚扇出要注意方向,通常来说都是整体往一个方向进行扇出,这样扇出的引脚都集中在一个区域,方便进行内层区域分割。频率越高的芯片,一般高电平的电压都较低,都需要较大的电流,使用电层给该类型芯片提供供电,若条件允许,电源和gnd平面要足够的大,这样才能保证在大电流的时候,直流压降最小。摆放过孔要注意错开密集的布线通道,避免因较多的过孔阻塞布线通道,造成无法出线,另外也要考虑密度的过孔阻塞切断电源和gnd平面。
二、bga封装主要有以下几类:
1.fbga即fine-pitch bga(细间距bga),bga锡球针脚密度更大,体积更小,容量更大,散热更好,更适合于内存与显存颗粒的封装。
2、mbga则是fbga技术在外观上的一种体现,即micro bga(微型bga),跟fbga实际上是一样的,只不过称呼的侧=重点不同,mbga侧重于对外观的直接描述,fbga侧重与对针脚的排列形式。
3、pbga封装(plasticball grid array package塑料焊球阵列封装),它采用bt树脂/玻璃层压板作为基板,以塑料环氧模=塑混合物作为密封材料,焊球为共晶焊料63sn37pb或准共晶焊料62sn36pb2ag目前已有部分制造商使用无铅焊料,焊球=和封装体的连接不需要另外使用焊料。有一些pbga封装为腔体结构,分为腔体朝上和腔体朝下两种。这种带腔体的pbga是为了增强其散热性能,称之为热增强型bga,简称ebga,有的也称之为cpbga腔体塑料焊球阵列。
4、ufbga或ubga:ultra fine ball grid array,极精细bga封装。
三、bga芯片测试座socket
根据鸿怡电子ic测试座工程师提供bga封装芯片测试座socket案例(仅供参考)
1、处理器bga576pin芯片功能老化测试座socket
被测芯片介绍:芯片为嵌入式处理器,核心频率600mhz,内置24mb内存,尺寸bga576-1.0-25*25mm,开放jtag的测试通道,提供高性能dsp应用。
该款测试座主要的用途在于对该bga576的dsp芯片进行功能测试的同时,进行老化测试,从符合实际应用状态出发,考研该芯片在极端环境下的加速老化试验。该测试除了600mh的频率要求,还需要注意老化温度-45℃~125℃的要花测试要求,需要做好对应的匹配;
2、赛灵思aritx-7系列fbga238pin芯片测试座socket
该款芯片的尺寸10*10mm,同时性能优秀,串行速率211gb/s,内存通道是1066mb/s,适配ddr3内存即可,i/o电压也是1.2v~3.3v,适配多种功能。
测试座的制作首先需要考虑物理结构,前面所说的是尺寸:10*10mm,其间距为0.5mm,球阵列为未全满的19*19阵列,这种小间距,大阵列的芯片,需要使用合金旋钮的测试座来平衡探针带来的反作用力,目前探针作用力是20~30gf,其力是相互的,一旦阵列多了之后,总作用力就会很大,238pin即4780~7140gf,这么大的力度作用到芯片上为了保证受力均匀从而保证接触正常,就需要旋钮的均衡推进力来保证了。
3、bga316pin芯片手自一体测试座socket
需求分析:fpga芯片的核心速率和始终频率分别在10gbps和5ghz,主要是调试时候会使用到这个性能,而且使用次数不多,主要的还是在调试之后的量产使用,目前的ate量产参数的是机械手操作,对产品的结构以及受力有很高的要求,因为pin数越多,对测试压力就有更高的要求;芯片功耗不高,不需要单独设计散热要求;