Eine Ball-Bratrost-Reihe (BGA) ist ein Typ des für einheitliche Stromkreise verwendeten Oberflächengestell-Verpackens. Reihe-Pakete des Ball-Bratrostes werden verwendet, um Geräte wie Mikroprozessoren dauerhaft zu besteigen. Ein BGA kann mehr Verbindungsnadeln zur Verfügung stellen, als es auf ein oder flaches Doppelreihenpaket gestellt werden kann. Die ganze unterste Oberfläche des Geräts kann statt gerade des Umfangs verwendet werden. Das Führen ist auch durchschnittlich kürzer als mit einem Umfang-Only-Typ, zu besserer Leistung mit hohen Geschwindigkeiten führend. Das Löten von BGA Geräten verlangt genaue Kontrolle und wird gewöhnlich durch automatisierte Prozesse getan. Ein BGA Gerät wird in einer Steckdose im Gebrauch nie bestiegen.

Beschreibung

Der BGA wird von der Nadel-Bratrost-Reihe (PGA) hinuntergestiegen, die ein Paket mit einem Gesicht bedeckt (oder teilweise bedeckt) mit Nadeln in einem Bratrost-Muster ist. Diese Nadeln führen elektrische Signale vom einheitlichen Stromkreis bis die gedruckte Leiterplatte (PCB), auf der er gelegt wird. In einem BGA werden die Nadeln durch Bälle des Lots ersetzt ist beim Boden des Pakets geblieben. Diese Lot-Bereiche können manuell oder mit der automatisierten Ausrüstung gelegt werden. Die Lot-Bereiche werden im Platz mit einem klebrigen Fluss gehalten, bis das Löten vorkommt. Das Gerät wird auf einem PCB mit Kupferpolstern in einem Muster gelegt, das die Lot-Bälle vergleicht. Der Zusammenbau wird dann geheizt entweder in einem Rückfluss-Ofen oder durch eine Infrarotheizung, die Lot-Bälle veranlassend, zu schmelzen. Oberflächenspannung veranlasst das geschmolzene Lot, das Paket in einer Linie mit der Leiterplatte in der richtigen Trennungsentfernung zu halten, während das Lot kühl wird und fest wird.

Vorteile

Hohe Speicherdichte

Der BGA ist eine Lösung des Problems, ein Miniaturpaket für einen einheitlichen Stromkreis mit vielen hundert von Nadeln zu erzeugen. Nadel-Bratrost-Reihe und in der Liniedoppeloberflächengestell (SOIC) Pakete wurden mit immer mehr Nadeln, und mit dem abnehmenden Abstand zwischen den Nadeln erzeugt, aber das verursachte Schwierigkeiten für den lötenden Prozess. Da Paket-Nadeln näher zusammen geworden sind, ist die Gefahr, zufällig angrenzende Nadeln mit dem Lot zu überbrücken, gewachsen. BGAs haben dieses Problem nicht, wenn das Lot auf das Paket fabrikangewandt wird.

Hitzeleitung

Ein weiterer Vorteil von BGA Paketen über Pakete mit dem getrennten führt (d. h. Pakete mit Beinen) ist der niedrigere Thermalwiderstand zwischen dem Paket und dem PCB. Das erlaubt Hitze, die durch den einheitlichen Stromkreis innerhalb des Pakets erzeugt ist, leichter in den PCB zu fließen, den Span davon abhaltend, heißzulaufen.

Niedrige Induktanz führt

Je kürzer ein elektrischer Leiter, desto tiefer seine Induktanz, ein Eigentum, das unerwünschte Verzerrung von Signalen in elektronischen Hochleistungsstromkreisen verursacht. BGAs, mit ihrer sehr kurzen Entfernung zwischen dem Paket und dem PCB, haben niedrige Induktanz und haben deshalb weit höhere elektrische Leistung zu leaded Geräten.

Nachteile

Nichtentgegenkommend führt

Ein Nachteil von BGAs ist jedoch, dass die Lot-Bälle im Weg nicht beugen können, der länger führt, kann sie, nicht entgegenkommend zu sein. Als mit allen Oberflächengestell-Geräten kann das Verbiegen, wegen eines Unterschieds im Koeffizienten der Thermalvergrößerung zwischen PCB Substrat und BGA (Thermalbetonung), oder das Biegen und Vibrieren (mechanische Betonung) die Lot-Gelenke veranlassen zu zerbrechen.

Thermalvergrößerungsprobleme können durch das Zusammenbringen der mechanischen und thermischen Eigenschaften des PCB zu denjenigen des Pakets überwunden werden. Gewöhnlich vergleichen BGA Plastikgeräte näher die PCB Thermaleigenschaften als keramische Geräte.

Mechanische Betonungsprobleme können durch das Abbinden der Geräte zum Ausschuss durch einen Prozess genannt "unter der Füllung" überwunden werden, die eine Epoxydharz-Mischung unter dem Gerät einspritzt, nachdem es zum PCB verlötet wird, effektiv das BGA Gerät an den PCB klebend. Es gibt mehrere Typen darunter füllen Materialien im Gebrauch mit sich unterscheidenden Eigenschaften hinsichtlich der Brauchbarkeit und Thermalübertragung. Ein zusätzlicher Vorteil darunter füllt sich ist, dass er Zinnschnurrhaar-Wachstum beschränkt.

Eine andere Lösung vom nichtentgegenkommenden führt ist, eine "entgegenkommende Schicht" im Paket zu stellen, das den Bällen erlaubt, sich in Bezug auf das Paket physisch zu bewegen. Diese Technik ist normal geworden, um SCHLUCKE in BGA Paketen zu paketieren.

Schwierigkeit der Inspektion

Sobald das Paket unten verlötet wird, kann es schwierig sein, nach lötenden Schulden zu suchen. Röntgenstrahl-Maschinen, Industrieller CT Abtastung von Maschinen

, und spezielle Mikroskope sind entwickelt worden, um dieses Problem zu überwinden. Wenn, wie man findet, ein BGA schlecht verlötet wird, kann er in einer nacharbeiten Station entfernt werden, die eine Bohrvorrichtung ist, die mit der Infrarotlampe (oder heiße Luft), ein Thermoelement und ein Vakuumgerät ausgerüstet ist, für das Paket zu heben. Der BGA kann durch einen neuen ersetzt werden, oder der BGA kann renoviert (oder wiedergeballt werden), und hat auf der Leiterplatte wiederinstalliert. Pakete von winzigen Konfektionslot-Bällen werden verkauft, um BGA'S wiederzuballen.

Wegen Kosten des Röntgenstrahls BGA Inspektion wird elektrische Prüfung sehr häufig verwendet. Sehr üblich ist Grenzansehen-Prüfung mit IEEE 1149.1 JTAG Hafen.

Schwierigkeiten mit BGAs während der Stromkreis-Entwicklung

Während der Entwicklung ist es nicht praktisch, um BGAs in den Platz zu verlöten, und Steckdosen werden statt dessen verwendet, aber neigen dazu, unzuverlässig zu sein. Es gibt zwei allgemeine Typen der Steckdose: Der zuverlässigere Typ hat Frühlingsnadeln, die unter den Bällen hochschieben, obwohl er nicht erlaubt, BGAs mit den entfernten Bällen zu verwenden, weil die Frühlingsnadeln zu kurz sein können.

Der weniger zuverlässige Typ ist eine ZIF Steckdose, mit dem Frühling pinchers, die die Bälle ergreifen. Das arbeitet so, besonders nicht, wenn die Bälle ein bisschen klein sind.

Kosten der Ausrüstung

Teure Ausrüstung ist erforderlich, BGA Pakete zuverlässig zu verlöten; BGA handverlötende Pakete sind sehr schwierig und unzuverlässig, nur für die kleinsten Pakete in den kleinsten Mengen verwendbar.

Varianten

• CBGA und PBGA zeigen das Keramische oder Plastische Substrat-Material an, dem die Reihe beigefügt wird.
• CABGA: Span-Reihe-Ball-Bratrost-Reihe
• CTBGA: Dünne Span-Reihe-Ball-Bratrost-Reihe
• CVBGA: Sehr Dünne Span-Reihe-Ball-Bratrost-Reihe
• DSBGA: Sterben-Größe-Ball-Bratrost-Reihe
• FBGA oder Feine auf dem Ball-Bratrost gestützte Ball-Bratrost-Reihe ordnen Technologie. Es hat dünnere Kontakte und wird im System auf einem Span Designs hauptsächlich verwendet.
• Bekannt als FineLine BGA durch Altera.
• FCmBGA: Flip-Span geformte Ball-Bratrost-Reihe
• LFBGA: Ball-Bratrost-Reihe des feinen Wurfs des niedrigen Profils
• UFBGA und UBGA und Extreme Feine Ball-Bratrost-Reihe auf der Wurf-Ball-Bratrost-Reihe gestützt.
• MBGA: Mikroball-Bratrost-Reihe
• PBGA: Plastikball-Bratrost-Reihe
• MCM-PBGA: Mehrspan-Modul-Plastikball-Bratrost-Reihe
• TEPBGA: Thermisch erhöhte Plastikball-Bratrost-Reihe
• SuperBGA (SBGA): Superball-Bratrost-Reihe
• TABGA / TBGA: Band-Reihe BGA
• TFBGA oder dünne und feine Ball-Bratrost-Reihe

Intel hat benannten BGA1 eines Pakets für ihren Pentium II und frühen Celeron bewegliche Verarbeiter verwendet. BGA2 ist das Paket von Intel für ihren Pentium III und einen späteren Celeron bewegliche Verarbeiter. BGA2 ist auch bekannt als FCBGA-479. Es hat seinen Vorgänger, BGA1 ersetzt.

Der "Micro-FCBGA" (Flip Chip Ball Grid Array) ist der aktuelle BGA von Intel steigende Methode für bewegliche Verarbeiter, die einen Flip-Span verbindliche Technologie verwenden. Es wurde mit dem Coppermine Beweglichen Celeron eingeführt. Micro-FCBGA hat 479 Bälle, die 0.78 Mm im Durchmesser sind. Der Verarbeiter wird an der Hauptplatine durch das Löten der Bälle zur Hauptplatine angebracht. Das ist dünner als eine Nadel-Bratrost-Reihe-Steckdose-Einordnung, aber ist nicht absetzbar.

Siehe auch

• Doppelreihenpaket (DIP)
• Nadel-Bratrost-Reihe (PGA)
• Landbratrost-Reihe (LGA)
• TQFP (dünner flacher Viererkabelsatz)
• Kleiner Umriss hat Stromkreis integriert (SOIC)
• Träger von Chip Chip, der paketiert, und Paket-Typen verzeichnen
• Eingebettete Oblate-Niveau-Ball-Bratrost-Reihe
• eine 40-Gbps Serienverbindung mit einer Leitungsverpfändeten Plastikball-Bratrost-Reihe", Weißbuch
• "Amkor & Nokia Japan: 0.3mm-Wurf CSP / BGA Entwicklung für Bewegliche Terminals", Weißbuch

Links

• FCBGA-479 (Micro-FCBGA)