球柵陣列封裝

球柵陣列封裝（英語：Ball Grid Array，簡稱BGA）技術為應用佇積體電路頂懸的一種表面黏封裝技術，此技術捷用來永久性固定如微處理器之類的裝置。BGA 封裝能提供比其他如雙列直插封裝（Dual in-line package）抑是四爿引跤扁平封裝（Quad Flat Package）所容納閣較濟的接跤，整個裝置的下底表面會當全作為接跤使用，毋是干焦周圍會當用，比起周圍限定的封裝類型閣較有閣較短的平均導線長度，以具備閣較好的高速效能。

拋接 BGA 封裝的裝置需要精準控制，而且通常是由自動化程序的工場設備來完成的。BGA 封裝置並無合用插槽固定的方式。

敘述

BGA 封裝技術是對插針網格陣列（pin grid array ; PGA）改良來，是一種共某一个表面以格仔排列的方式覆滿（抑是部份攏囥予滇）引跤的封裝法，佇運作的時陣會當共電子訊號對積體電路頂懸傳導到其所在的印刷電路板（PCB）。 佇咧 BGA 封裝下，佇咧封裝底部處引跤是由錫球所取代，逐粒原本攏是一粒細細粒仔的錫球固定其上。遮的錫球會當做手動抑是透過自動化機器配置，並透過助拍電龜共定位。裝置以表面貼拋技術固定佇咧 PCB 上時，下底錫球的排列拄好對應著枋仔頂銅箔的位置。產線紲落來會共其加熱，無論是囥入去拍電龜 ( reflow oven ) 抑是紅外線爐，以將錫球去熔。表面張力會當融起來的錫球共封裝點閣對齊到電路枋頂懸，佇咧正確的隔間隔起來，做錫球冷卻並且固定了後，形成的拋電龜接起來就會當連接裝置佮 PCB。

優勢

密度誠懸

BGA 封裝技術是在生產有數百枝引跤的積體電路的時，針對封裝必須縮小的難題所衍生出的解決方案。插針網格陣列（Pinned grid array）佮雙列直插封裝（Dual in-line package）伊的表面貼銲（小型塑封積體電路，SOIC）封裝生產的時陣，因為必須加入愈來愈濟引跤而且彼此的縫就愛減少，按呢煞致使拍電龜接過程時的困難。當這个封裝引跤是愈來愈近，拋荒的時陣意外地橋接著相鄰的引跤風險就按呢增加。BGA 封裝技術佇咧工場實作的拋荒之下，就無這類的困擾。

導熱性

BGA 封裝技術的另外一个優勢，較贏的分離式引跤（如果含針跤的封裝技術）的其他封裝技術，彼就是咧封裝佮 PCB 間能有比較低的熱阻抗。這會當予封裝內的積體電路產生的熱能閣較容易傳導到 PCB，避免晶片傷熱。

低電感引跤

較長的引跤佇高速的電子電路內往往會引來雜訊致使信號失真，而且 BGA 封裝技術佇咧封裝佮 PCB 之間的距離非常短，閣較短的導體嘛意味無必要的電感度會當降低，有低電感引跤，佮跤比起來裝置閣較媠的電子特性。

缺點

非延展性的接點

BGA 封裝的其中一个缺點，就是錫球無法度像長引跤按呢會使伸展，因為按呢𪜶佇物理特性上是無具材料頭拄仔。所有的表面貼銲裝置，因為 PCB 基板佮 BGA 封裝佇燒膨脹係數的差異而彎曲（熱應力）， 抑是延展閣振動（機械應力）落，就可能致使拋電龜斷去。

熱膨問題會當透過 PCB 佮封裝兩个相倚的熱特性配合來解決，通常塑化 BGA 裝置會當比瓷仔 BGA 裝置閣較接近符合著 PCB 的熱特性。

普遍採用的 RoHS 相容無鉛銲料合金產線，閣較顯示出來 BGA 封裝所需要面臨的挑戰，比如講迴銲過程時的「枕頭效應」（Head-in-Pillow）、「承苴坑必」（pad cratering）問題，比起來含鉛銲料的 BGA 封裝，因為 RoHS 相容拋荒的低延展性，佇高溫、高熱衝擊佮高 G 力等等極端環境下，有的 BGA 封裝的可靠度嘛就按呢降低。

機械應力問題會透過一種叫做「下底添充」（Underfilling）的手續共裝置黏合佇咧枋頂懸，這手續咧裝置貼銲到 PCB 最後，佇其下跤注環氧濫物，有效地將 BGA 裝置貼貼到 PCB 上。目前有數種下底添充材料會當供應用，會當對應各種無仝應用佮熱傳導的需求提供無仝的特性。下底添充另外一个好處是，會當限制牢咧錫鬚的增生。

解決非延展性接點的另外一个解決辦法，就是共封裝內底囥入去一道「延展性地層」，會當允准下底的錫球會當照封裝的相對應位置徙動實際位置。這个技巧已經成矣 BGA 封裝 DRAM 廠的標準之一。

其他佇咧 PCB 層級上用來增加封裝可靠度的技巧，閣包括專門瓷仔 BGA（CBGA）使用的低延展性 PCB、封裝佮 PCB 板之間導入的中介板（interposers）， 抑是重新封裝置等等。

檢驗困難

做封裝物貼銲到定位了後，欲揣著拋接時的缺陷就變甲困難。為著欲檢測拋接封裝的下底，業界攏開發矣 X 光機、工業電腦當層掃描機、特殊顯微鏡、佮內視鏡等設備來克服這个問題。若一塊 BGA 封裝發現講是貼銲失敗，會當佇「返修台」（通稱 rework station）頂懸共徙掉，這是一隻有紅外線燈（抑是熱風機）的夾具，猶閣有熱電尪仔佮真空裝置以便吸取封裝物。BGA 封裝會當替換一粒新的、重新工（抑是稱「除錫植球」，英文稱 reballing）而且重新安裝佇電路枋頂懸。

因為視覺化 X 光的 BGA 檢測方式的所費無影，電路試法顛倒也定定予人採用。捷看的邊界掃描測試法會透過 IEEE 一千一百四十九孵一 JTAG 接口連接進行測試。

開發電路的困難

佇咧開發階段的時陣，就按呢 BGA 裝置拋電龜定點其實無切實際，通常顛倒是先使用插槽，雖然按呢較無穩定。通常有兩種捷看著的插槽：較可靠的類型有一个弓仔針跤，會當共貼佇塗跤的錫球，毋過無允准使用錫球已經予人移除的 BGA 裝置，因為按呢弓仔針跤可能會無夠長。

而不可靠的類型是一種叫做「ZIF 插槽」（Zero Insertion Force）， 有一个弓仔鉗會當掠著錫球。毋過這無簡單成功，若特別是做錫球若傷細。

設備開用

愛會曉靠地拋電龜 BGA 裝置，需要貴參參的設備。人工拋電龜的 BGA 裝置足困難的而且袂使靠，通常干焦用佇咧少量而且小型的裝置。毋過，因為愈來愈濟的 IC 干焦提供佇咧無鉛（比如講，四爿扁平無鉛封裝（quad-flat no-leads package）） 抑是 BGA 封裝使用，已經沓沓仔發展出各種的 DIY 法（重新工）通使用俗的加熱源，譬如講熱風銃、家用烘箱以及平底電熱鼎等等。

變異版

為著較容易使用球柵陣列裝置，大部份的 BGA 封裝件干焦佇封裝外圍有錫球，抑若內部四角形區域攏總留空。

Intel 使用這个號做 BGA 一个封裝法佇𪜶的 Pentium II 佮較早的 Celeron 行動型處理器上。BGA 二為 Intel 佇咧其 Pentium III 的封裝法猶閣有一寡較晚期的 Celeron 行動型處理器上。BGA 二也就是所稱的 FCBGA 被四百七十九，用來取代頂一代的 BGA 一技術。

比如講，「 微型崁晶球柵陣列」（Micro Flip Chip Ball Grid Array，以下稱 Micro-FCBGA）為 Intel 目前的 BGA 鞏Festival方法供採用崁晶接合技術的行動型處理器。此技術予人採用佇咧代號 _ Coppermine _ 伊的行動型 Celeron 處理器。Micro-FCBGA 有四百七十九粒錫球，直徑零七八  mm。處理器透過拋接錫球的方式，黏咧佇主機枋頂懸，比較針柵陣列插槽配置法閣較輕，毋過不可移除。

四仔七七仔九粒錫球的 Micro-FCBGA 封裝（強欲佮四百七十八針跤會當插入式 Micro-FCPGA 封裝法相仝）配置出六道的外圍一鋪二七  mm 間距（每這个英吋間距內有二十粒錫球）構成二十六 x 二十六方柵，其內部有十四 x 十四區域是留空的。

採購

BGA 零件主要的目標使用者攏為原始設備製造商（OEM , Original Equipment Manufacturer）。 佇咧電子產品 DIY 愛好者中嘛有一定的市場，像譬如講漸漸時行的手工加工。一般來講 OEM 廠會對製造廠抑是其批發商取得𪜶的元件來源，業者通常透過電子元件的提供者是批發商佇改裝品市場取得 BGA 零件。

延伸閱讀

• 雙列直插封裝 ( DIP )
• 插針網格陣列封裝 ( PGA )
• 平面網格陣列封裝 ( LGA )
• 薄型四爿引跤扁平封裝 ( TQFP )
• 小型塑封積體電路 ( SOIC )
• 晶片載體
• Embedded Wafer Level Ball Grid Array

外部連結

• " Packaging a 四十-Gbps Serial Link Using a Wire-Bonded Plastic Ball Grid Array " , White Paper
• " Amkor & Nokia Japan : 空吱三 mm Pitch CSP / BGA Development for Mobile Terminals」, White Paper