BGA - Ball Grid Array

BGA für HDI Leiterplatte

BGA (Ball Grid Array) sind SMD-Bauteile mit Anschlüssen auf der Unterseite des Bauteils. Jeder Anschluss ist mit einer Lötkugel (engl. ball) versehen. Alle Anschlüsse sind im Allgemeinen in einem gleichmäßigen Flächenraster oder einer Matrix unter dem Bauteil verteilt angeordnet. Gängige Raster sind heutzutage: 1.27 mm - 1.00 mm - 0.80 mm  - 0.50 mm.

Bei mehreren hundert Bauteilanschlüssen ist die Zahl der „routbaren“ Pins pro Lage begrenzt. Die inneren Anschlussreihen des BGA können nur noch direkt mit einer Durchkontaktierung angeschlossen und auf einer weiteren Lage gerouted werden > DogBone Technologie.

Wird das Raster (eng. Pitch) noch kleiner, oder sind Leiterbahnen zwischen den Lötpads notwendig, empfiehlt sich die Via-in-Pad Technologie: Die Durchkontaktierungen sitzen dann direkt in den Lötpads des BGA.

Herstellervorgaben müssen unbedingt beachtet werden. Diese definieren elementar die Anschlussabstände, die Lötkugeldurchmesser und die Gehäusegeometrien. Andere technische Details wie Technologie der Vias, Leiterbahnbreite und -Abstände werden werden vom Designer vorgegeben. Die möglichen Parameter finden Sie in den folgenden Tabellen.

BGA: Design-Vorschlag

Die angegebenen Werte sind Design-Vorschläge, Werte aus Bauteil-Datenblättern sind immer vorzuziehen. 

PitchØ BGA-Pad*Ø Via-Pad / Via-DrillØ Via-Pad**/ Via-DrillLeiter-Breite / -AbstandLeiter-Breite / -Abstand
Pitch Ø BGA-Pad* 
BGA Pad Durchmesser
Ø Via-Pad / Via-DrillDog-Bone BGA Dogbone Via Pad DurchmesserØ Via-Pad**/ Via-DrillVia-in-Pad BGA Via in Pad DurchmesserLeiter-Breite / -Abstand
BGA Leiterbahn-Breite
Leiter-Breite / -Abstand
BGA Leiterbahn-Abstand
Pitch1.27mmØ BGA-Pad*550µmØ Via-Pad / Via-Drill550µm/300µmØ Via-Pad**/ Via-Drill-Leiter-Breite / -Abstand150µm/285µmLeiter-Breite / -Abstand150µm/140µm
Pitch1.00mmØ BGA-Pad*500µmØ Via-Pad / Via-Drill500µm/200µmØ Via-Pad**/ Via-Drill-Leiter-Breite / -Abstand150µm/175µmLeiter-Breite / -Abstand100µm/100µm
Pitch0.80mmØ BGA-Pad*350µmØ Via-Pad / Via-Drill450µm/150µmØ Via-Pad**/ Via-Drill400µm/200µmLeiter-Breite / -Abstand150µm/100µmLeiter-Breite / -Abstand70µm/70µm
Pitch0.50mmØ BGA-Pad*250µmØ Via-Pad / Via-Drill250µm/100µmØ Via-Pad**/ Via-Drill300µm/100µmLeiter-Breite / -Abstand70µm/90µmLeiter-Breite / -Abstand-
Pitch0.40mmØ BGA-Pad*s.u.Ø Via-Pad / Via-Drills.u.Ø Via-Pad**/ Via-Drills.u.Leiter-Breite / -Abstand-Leiter-Breite / -Abstand-

*zzgl.50µm Lötstopp-Freistellung umlaufend
**zzgl. 50µm Lötstopp-Freistellung umlaufend, sollte als IPC 4761 Typ VII: Filled & Capped Vias bestellt werden

BGA Dogbone - im Detail

Außenlagen

Leiterplatte BGA Parameter
 
Pitch =
1.27mm1.00mm0.80mm0.50mm 
 a
Pitch =
Ø BGA Pad (Löt-Pad)1.27mm550µm1.00mm500µm0.80mm350µm0.50mm250µm  
 b
Pitch =
Lötstopp (LS) Freistellung, umlaufend1.27mm75µm1.00mm75µm0.80mm75µm0.50mm75µm  
 c
Pitch =
Ø Lötstopp Freistellung1.27mm700µm1.00mm650µm0.80mm500µm0.50mm400µm  
 d
Pitch =
Verbinder Länge (ca.)1.27mm348µm1.00mm207µm0.80mm165µm0.50mm103µm  
 e
Pitch =
Ø Via Pad1.27mm550µm1.00mm500µm0.80mm450µm0.50mm250µm  
 f
Pitch =
Ø Via Pad Drill (final)1.27mm300µm1.00mm200µm0.80mm150µm0.50mm100µm  
 g
Pitch =
Via Pad <> BGA Pad1.27mm348µm1.00mm207µm0.80mm165µm0.50mm103µm  
 h
Pitch =
Verbinder Breite1.27mm250µm1.00mm250µm0.80mm200µm0.50mm150µm  
 i
Pitch =
LS Freistellung <> LS Freisstellung1.27mm570µm1.00mm350µm0.80mm300µm0.50mm100µm  
 j
Pitch =
Via Pad <> Via Pad1.27mm720µm1.00mm500µm0.80mm350µm0.50mm250µm  

Die angegebenen Werte sind Design-Vorschläge, Werte aus Bauteil-Datenblättern sind immer vorzuziehen.


BGA Innenlage 1 fan out

Innenlagen

Fan-Out mit 1 Leiterbahn 

 
Pitch =
1.27mm1.00mm0.80mm0.50mm
 e
Pitch =
Ø Via Pad1.27mm670µm1.00mm550µm0.80mm425µm0.50mm260µm
 b
Pitch =
Ø Via Pad Drill1.27mm300µm1.00mm250µm0.80mm150µm0.50mm100µm
 k
Pitch =
Leiter-Breite1.27mm200µm1.00mm150µm0.80mm125µm0.50mm80µm
 l
Pitch =
Leiter-Abstand1.27mm200µm1.00mm150µm0.80mm125µm0.50mm80µm

BGA Innenlagen 2 fan out

Innenlagen

Fan-Out mit 2 Leiterbahnen

 
Pitch =
1.27mm1.00mm0.80mm0.50mm
 e
Pitch =
Ø Via Pad1.27mm620µm1.00mm485µm0.80mm300µm0.50mm-
 b
Pitch =
Ø Via Pad Drill1.27mm300µm1.00mm250µm0.80mm150µm0.50mm-
 k
Pitch =
Leiter-Breite1.27mm125µm1.00mm100µm0.80mm100µm0.50mm-
 l
Pitch =
Leiter-Abstand1.27mm125µm1.00mm100µm0.80mm100µm0.50mm-

BGA Innenlagen 3 fan out

Innenlagen

Fan-Out mit 3 Leiterbahnen

 
Pitch =
1.27mm1.00mm0.80mm0.50mm
 e
Pitch =
Ø Via Pad1.27mm550µm1.00mm460µm0.80mm275µm0.50mm-
 b
Pitch =
Ø Via Pad Drill1.27mm250µm1.00mm200µm0.80mm100µm0.50mm-
 k
Pitch =
Leiter-Breite1.27mm100µm1.00mm75µm0.80mm75µm0.50mm-
 l
Pitch =
Leiter-Abstand1.27mm100µm1.00mm75µm0.80mm75µm0.50mm-

BGA 0.4mm

Das Leiterplatten-Design für BGAs mit 0.4mm Pitch ist Sonderfertigung und benötigt die Verwendung von HDI-Technologie und Via-in-Pad. Bitte halten Sie vorher immer Rücksprache mit unserer Technik.

BGA 0.4mm Pitch - Beispiel aus unserer Fertigung

TOP-Seite der Leiterplatte

BGA 0.4mm Pitch TOP

TOP-Seite Detail

BGA 0.4mm Pitch TOP Detail
  • Bohrung: 0.15mm
  • Restring: 84.5µm
  • Via-Pad: 319µm
  • Kupfer zu Kupfer: 81µm

TOP-Seite Lötstopp

BGA 0.4mm Pitch TOP Lötstopp
  • Lötstopp-Brücke: 51µm
  • Lötstopp-Freistellung: 19µm

BOT-Seite der Leiterplatte

BGA 0.4mm Pitch BOTTOM

Entflechtung von 0.4mm Pitch BGA mit maximalen Parametern.

BOT-Seite Detail

BGA 0.4mm Pitch BOTTOM Detail
  • Bohrung: 0.15mm
  • Restring: variierend, min. 61µm
  • Via Pad: variierend
  • Kupfer zu Kupfer: 127µm