为什么要选择BGA核心板？

导读

M3562核心板不仅在性能上表现卓越，还采用了先进的BGA封装技术。那么，BGA封装核心板究竟有哪些独特的优势呢？本文将带您深入探讨。

继MX2000和CPMG2ULBGA核心板之后，ZLG致远电子又重磅推出了一款全新的BGA核心板——M3562。

M3562 Cortex-A53核心板

四核Cortex-A53

1.8GHz主频

低成本3568方案

参考价格：288元起

作为一款高性能、低功耗、高性价比的嵌入式核心板，M3562具备四核Cortex-A53架构内核，最高主频可达1.8GHz，同时集成Mali-G52 GPU、NPU，以及1080p@60fps视频编码器和4K@30fps视频解码器。它拥有35mm×40mm的超小尺寸，支持-40~85℃的工业级工作温度，提供2GB~4GB的内存容量和16GB~32GB的存储容量可供选择。除了性能卓越之外，M3562核心板还有一个特色就是采用了BGA封装，那么BGA封装核心板有什么优点呢？本文继续深入探讨。
 为什么开发BGA核心板

最常见的核心板形态是采用板对板连接器对外连接，这种连接方式工艺简单、易于安装。但随着电子产品对性能和尺寸要求的提升，越来越多的应用场景已无法满足常规板对板连接器核心板的尺寸需求。于是，邮票孔和LGA封装的核心板应运而生，它们使核心板能够做得更小、更薄，但也引入了一些问题。邮票孔封装由于只有最外侧一排能够布置引脚，引脚密度较低，难以满足尺寸要求，而LGA封装则存在翘曲和空洞风险。

相比之下，BGA核心板完美规避了这些问题，在几乎不增加成本的情况下，实现了比邮票孔和LGA封装核心板更小的尺寸、更高的引脚密度、更优的电气性能、更低的底板贴片工艺要求和更高的贴片质量。

 解决翘曲导致的接触不良

由于PCB印制电路板的工艺限制，不可避免地会有翘曲现象。虽然目前PCB翘曲率已能控制在0.75%以内，但回流焊印刷的锡膏厚度通常只有0.12~0.15mm，对于边长10~20mm的小型功能模块尚可接受，但对于尺寸达30~40mm以上的LGA核心板，翘起程度可能导致核心板接触不到锡膏或接触不足，引发焊接不良。为提高良率，LGA核心板不得不将焊盘做得较大，从而降低引脚密度，无法充分利用空间。即便如此，处于LGA核心板边缘的引脚仍面临上锡不足的风险。

要确保LGA核心板有足够的可靠性，需要将翘曲度控制在0.2%~0.3%，这会增加PCB板厂的费用。设计PCB时还需考虑残铜率、对称性、导热率、拼板强度等诸多因素，以配合实现0.2%~0.3%的翘曲度，这进一步限制了PCB尺寸，无法最大限度利用空间。

BGA封装核心板在焊接到底板时，半熔融的锡球不会完全塌陷，而是略微下沉。这种下沉恰好弥补了PCB翘曲带来的间隙，焊盘无需做得过大，使BGA封装核心板在引脚密度更高的情况下，焊接不良的概率反而更低。

 解决焊接气泡/空洞问题

气泡和空洞问题，对LGA核心板也是个大问题。气泡/空洞是指在回流焊过程中，熔融的锡膏、助焊剂、PCB表面氧化层等物质中逸散的气体无法及时排出，聚集形成气泡/空洞，导致焊接不良，这是PCB贴片中常见的不良现象之一。LGA封装由于核心板与底板紧贴，且焊盘较大，排气空间有限，加剧了空洞的形成。焊点中的空洞可能导致散热变差、焊点强度降低、延展性、蠕变和疲劳寿命等机械性能下降、焊锡溢出焊盘等问题，严重时甚至引发短路或虚焊。传统降低LGA封装空洞率的方法包括调整温度曲线、调整锡膏、优化钢网设计、预上锡、N2回流焊或真空回流焊等，但这些方法在实际应用中受到限制，增加工艺难度和生产成本，效果往往不尽如人意。

BGA封装核心板由于核心板与底板不再像LGA一样紧贴，底板上的焊盘更小，锡膏更少，这些因素使得气体更容易排出。在相同工艺条件下，BGA封装核心板的空洞率远低于LGA封装。因此，BGA封装核心板的贴装使用一般工艺，就能达到较理想的空洞率，无需再担心空洞过大导致的各种问题。

 提升信号质量在信号质量方面，BGA封装核心板也优于其他形式的核心板。板对板连接器核心板由于连接器引脚长度较长，会引入较大的寄生电感，连接器引脚资源珍贵，设计时不得不避免分配太多地信号，导致阻抗跨分割、信号回流路径变长，最终影响信号质量。

LGA核心板和邮票孔核心板则因较大的方形或异型焊盘，传输线经过此处形成严重的阻抗突变，影响信号质量。直角的焊盘边缘还容易产生EMI和EMS问题。此外，LGA和邮票孔核心板由于紧贴底板，核心板底层走线和底板顶层走线之间存在串扰风险。

由此可见，BGA封装的优点众多！快来看看你的项目是否适合采用这种先进工艺的核心板吧！