电路板上的那么多芯片,如何判断哪些是BGA芯片?

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BGA是一种球状的引脚栅格阵列封装技术

BGA的全称是Ball Grid Array,翻译为中文就是“球状栅格阵列”,随着电子技术的不断发展,电子产品的设计越来越轻巧,同时功能越来越复杂,电路越来越杂,为了节省空间,提高可靠性,降低电子产品的设计难道,于是人们发明了各种和样的集成电路,超级复杂的功能以及算法都可以集成到一块小小的芯片上去完成,是WIFI模块和蓝牙模块为例,除了一个芯片外,外围的电路只有少许的几个电阻、电容和一个电线了。虽然芯片的集成度极高,但毕竟它还需要驱动和控制外围各种各样的外围元件,同时还得和其它功能模块或者芯片进行数据通讯,所以芯片始终得引出很多的引脚。BGA(球状栅格阵列)的封装技术可以大大节省电线板的设计空间。

常见芯片封装有哪些?

封装技术也是不断发展的,目的也是减少引脚的占用的空间,当然生产技术也得同步发展,不然,芯片做出来的,没办法进行大规模自动化贴装也是没用的。不管采用哪种封装,目的都是把芯片的引脚引出来,可以焊接到线路板上去,芯片内部PAD和引出的引脚通过了金线连接在一起,再通过环氧树脂固化保护起来。

常见的芯片封装有DIP、SOP、SOIC、QFP、QNF、BGA等等

BGA封装是怎么样的?怎么识别?

BGA封装芯片的引脚是一个个球状的,并且位于芯片的底部,所以引脚占用的空间更小,当然加产难度也会更大了,引脚在底部,只能通过X-Ray去检测是否焊接完好。

如果是一块的空的PCB,有着排列整齐的球装焊盘就是安装BGA封装的芯片了,还没安装的芯片话,底部有着很多球状引脚的就是BGA芯片了。

如果芯片已经安装到PCB上,可以观察芯片的四周,看不到引出的引脚就是BGA封装的芯片了,通过芯片与PCB的小缝看进去,也可以看到芯片与PCB接触的外排引脚。

通过X-Ray可以清楚的检查出BGA封装的芯片与PCB是否焊接良好。

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电路板上的IC虽然很多,但若按有无引脚来分,这些IC可以分为有引脚的IC及无引脚IC两种,目前电路板上的IC大都是有引脚的IC,这类带有引脚的IC常见的封装有DIP、SOP、SOT、TSSOP及QFP等,而无引脚的IC,常见的封装只有QFN及BGA两种,故通过查看电路板上这些IC有无引脚,即可识别其是不是BGA封装的IC。


BGA封装的IC外形如上图所示,这种IC的引脚皆在IC的底部,引脚很短,且排列密集,由于其这种封装结构,使得BGA封装的IC具有良好的高频性能及抗干扰能力,并且散热效果也比QFP这种封装的IC要好些。不过这种封装亦有缺点,那就是拆卸及检修较麻烦,若这类IC的引脚出现虚焊,没有专用工具很难拆卸,并且拆掉的IC一般不能重复使用。
电路板上另一种无引脚的IC是上图所示的QFN封装的IC,像STM8L151G6U6、N76E003AQ20及C8051F330这类单片机常采用这种封装。

这种QFN封装的IC与BGA封装的IC一样,也具有良好的抗干扰能力及散热效果,不过其引脚数量一般没有BGA封装的IC多。

QFN封装的IC虽然也是无引脚的,但是从这类IC的侧面可以看到有若干个金色的电极(见上图),这些电极实际上就是IC的引脚,故QFN封装与BGA封装在电路板上很好区分。
想区分电路板上哪些IC是BGA封装,可以先看一下这个IC有无引脚,若无引脚,并且IC侧面没有金色的电极及引脚焊盘,说明该IC就是BGA封装。譬如上图中的两个IC,SOP-8封装的IC,在其两侧可以看到各有4个引脚,并且这些引脚都是焊接在电路板上,而那个BGA封装的IC四个侧面皆无引脚,并且亦无焊盘。


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芯片的封装形式有很多种,笼统区分可以分为直插及贴片,比如常见的DIP封装及SOP封装等。但是芯片实际使用的封装形式是有很多种的,尤其是贴片封装,不同芯片根据引脚数量及功能的不同,封装形式也会有很大的差别。随着芯片制造技术的发展,集成化程度的提高,一个芯片包含多种控制功能,这就意味着其引脚数量会不断增加,但是从成品小型化的角度考虑,芯片的封装体积又不能做得太大,所以就出现了类似BGA一样的封装的芯片,在引脚数量增加的前提下,尽可能缩小芯片的体积。

如果引脚的数量不多,比较常见的贴片芯片的封装,比如SOP、QFP等,采用双侧或四周引脚引出的方式。这种封装的芯片由于引脚需要引出,体积上是无法做的太小的。另外一种常见封装是QFN,这种封装的芯片比较明显的特点是外部看不到引脚的引出,其引脚全部集成在芯片的底部,比较常用的也是四列引脚排列。

QFN的封装虽然没有引脚引出,但是其体积也只是去掉了引脚的输出,整体并没有缩小太多,并且在引脚较多的时候还会增大体积。BGA封装的芯片是目前常用芯片中引脚较多的情况下体积相对较小的。它与QFN一样,没有引出引脚,并且把所有的引脚铺满芯片底部,以单点焊盘的方式输出。

判断BGA芯片的方法也是比较容易的,首先可以从四周分辨有无焊盘的引出,如果没有焊盘引出,从芯片与PCB之间的缝隙中可以看到焊点的锡球。BGA封装的芯片常见于电脑、手机等大规模的芯片方案中,从外观还有芯片类型上还是很好区分的。


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