BGA (ball grid array)

BGA-Package (Ball Grid Array) steht für ein Gitter-ähnliches Array aus kleinen Lötpunkten. Ein solches Package besteht aus der Bodenplatine mit dem BGA-Array, vergleichbar einer gedruckten Schaltung, und dem darüber befindlichen Plastikgehäuse, in dem sich die elektronischen Bauelemente befinden. Die Anschlüsse auf der Unterseite der gedruckten Schaltung bestehen aus kugelförmig geformten Lötpunkten, die in einem quadratischen Raster angeordnet sind, wobei in der Mitte des Arrays Anschlusspunkte ausgespart sind.

Die BGA-Bauweise ist ideal für die SMT-Technik, da die runden Lötpunkte beim Reflow-Verfahren direkt mit den darunter liegenden Kontakten auf der Leiterplatte verlötet werden können. Die Anschlussdichte ist sehr hoch und die Verbindungswege sind sehr kurz.

Aufbau eines BGA-Chips

Aufbau eines BGA-Chips

Die BGA-Bauweise gibt es auch für BGA-Packages und -Sockel. Letztere werden u.a. als CPU-Sockel für 32- und 64-Bit-Prozessoren mit mehr als 200 Anschlussstiften benutzt. BGA-Packages gibt es mit 256, 352, 420 und 560 Anschlusspunkten, die in einem Abstand von 1 mm oder 1,27 mm (1/20 Inch) positioniert sind. Die Anschlüsse sind in einer Achse mit Ziffern, in der anderen Achse mit Buchstaben gekennzeichnet. Der Anschluss "A1" ist an der Stelle der Markierung, das ist die Ecke des BGA-Packages, die keine Kerbung aufweist.

BGA-Baustein mit kugelförmigen Anschlusskontakten

BGA-Baustein mit kugelförmigen Anschlusskontakten

Bei der Montage wird das BGA-Package auf einen BGA-Adapter montiert. Dabei werden die Lötpunkte beim Reflow erhitzt bis sie schmelzen und sich mit den Kontakten auf dem Adapter verbinden. Da die Abstände der einzelnen Anschlusslötpunkte nur 1 mm oder 1,27 mm auseinander liegen, ist eine präzise Positionierung des Chips unerlässlich. Beträgt der Abstand zwischen den Anschlusslötpunkten weniger als 1 mm, spricht man von µBGA-Packages.

BGA-Sockel, die die BGA-Adapter aufnehmen, gibt es für SMT-Technik und für die Montage mit Lochraster. Sie können temperaturresistent oder auch flammwidrig sein und widerstehen der Infrarot-Erhitzung bei der Montage. Das BGA-Package gibt es auch in keramischer Ausführung als CBGA (Ceramic BGA). Es ist kleiner und dünner als das aus Plastik bestehende PBGA-Package.

Das BGA-Package Embedded Wafer Level Ball Grid Array (eWLB) ist eine Gehäusebauform für integrierte Schaltungen, bei der die Gehäuseanschlüsse auf einem aus Chips und Vergussmasse künstlich hergestellten Wafer erzeugt werden. eWLB ist eine Weiterentwicklung der Wafer-Level-Ball-Grid-Array-Technologie (WLB, auch: wafer level package, WLP), die sich dadurch auszeichnet, dass alle notwendigen Bearbeitungsschritte für das Gehäuse auf dem Wafer durchgeführt werden. Dies erlaubt gegenüber den klassischen Gehäusetechnologien (z. B. Ball Grid Array) die Herstellung extrem kleiner und flacher Gehäuse mit exzellenten elektrischen und thermischen Eigenschaften bei besonders niedrigen Herstellungskosten. Bei WLBs, die auf dem Siliziumwafer hergestellt werden, müssen alle Lötkontakte auf den Chip passen (engl. fan-in design). Daher können lediglich Bausteine mit einer beschränkten Anzahl von Kontakten gehäust werden. Verwandte Bauformen sind Wafer Level Package und Ball Grid Array.

Informationen zum Artikel
Deutsch: BGA-Package
Englisch: ball grid array - BGA
Veröffentlicht: 30.03.2020
Wörter: 467
Tags: Packages, Sockel
Links: Adapter, Anschluss, Array, Chip, CPU-Sockel