传统封装
BGA：把整个肚子都变成引脚
底面铺满锡球，连接数从几十跳到几千。这一页讲它的结构、回流焊自对准，以及倒装的 FCBGA。
结构与原理
BGA：把整个肚子都变成引脚
Ball Grid Array，球栅阵列封装。
它为什么诞生
1980 年代末，处理器和图形芯片的 I/O 需求冲到了几百个。用 QFP 只有两个办法：把封装做得巨大，或把引脚间距压到 0.3–0.4 mm。前者太占地方，后者带来一场生产噩梦：细得像针一样的腿一碰就弯，锡膏稍微多一点就把相邻引脚连成短路，良品率很难看。
其实 IBM 早在 1960 年代就在大型机里用“倒装焊 + 焊球”把芯片焊到陶瓷基板上（C4 技术），但那套方案很贵。1989 年前后，摩托罗拉和西铁城合作开发出了便宜的塑料 BGA：用一块小电路板（叫基板）托住芯片，底面按网格长满锡球。1990 年代中期起，BGA 迅速成为 CPU、显卡、芯片组的标准封装。
- 1塑封料：只盖住上面一层。
- 2硅裸片：正面朝上。
- 3键合线：把芯片连到基板上的“打线指”。
- 4基板：一块迷你多层电路板，内部走线把信号从四周“搬”到底面各个锡球上。这就是 BGA 和 QFN 最大的不同。
- 5锡球：几百到几千颗，排成网格，焊接时熔化连到电路板。
- 6电路板（PCB）
神奇的“自对准”
BGA 还有一个意外的好处，是当年它能迅速普及的重要原因。焊接时（行业叫回流焊：整块板子过一个加热炉，锡熔化后再冷却），熔化的锡球会因为表面张力，自己把整个芯片“拉正”。哪怕贴片机放偏了将近半个焊盘，熔化后它也会自动滑回正确位置。点下面的按钮看看：
室温 25 °C · 芯片放偏了
进阶：倒装芯片（Flip-Chip）BGA
上面的 BGA 用金线连接芯片。可金线有两个限制：一是只能从芯片四周的焊盘引出，二是线有长度，高速信号不喜欢。于是高端芯片把裸片翻过来，正面朝下，用芯片表面布满的微小凸点（bump）直接焊到基板上。这就是 FCBGA，今天几乎所有电脑 CPU、显卡、AI 芯片都用它。
- 1硅裸片（倒装）：正面朝下，背面朝上散热。
- 2凸点 + 底部填充胶：凸点间距约 0.1–0.15 mm，胶把缝隙填满，分担热胀冷缩的应力。
- 3金属顶盖 + 导热材料：把芯片的热传给散热器。你买的 CPU 上那块金属“盖子”就是它。
- 4多层基板：高端芯片的基板可以有十几到二十多层走线。
- 5锡球
- 6电路板
BGA 家族：越做越小
BGA 的思路后来被不断“压缩”，衍生出一大家子：
还有一个手机里的明星：PoP（Package on Package，叠层封装）。手机处理器是一颗 BGA，内存是另一颗 BGA，直接叠在处理器上面焊在一起，省下宝贵的主板面积。这个设计 2000 年代中期就开始在手机里普及。
优点
- 连接数多：几百到几千个锡球
- 同等引脚数下体积小得多
- 球间距相对宽松（常见 0.8–1.0 mm），反而好焊
- 自对准，良品率高
- 路径短，适合高速信号和大电流供电
缺点
- 焊点全在底下，只能用 X 光检查
- 返修困难，要专用设备整颗拆下重新植球
- 需要基板，成本比 QFN 高
- 电路板常要多层板、盲埋孔才能把中间的球引出来
- 大尺寸 BGA 受热会翘曲，易出现“枕头效应”等虚焊
进阶 · 为什么电路板也跟着变贵锡球排成 30×30 的阵列时，最里面那圈的信号必须从外圈球的缝隙中“挤”出来，这叫逃逸布线（escape routing）。球越多、间距越小，电路板就需要越多的层数和更细的激光微孔。这也是为什么手机主板都是昂贵的高密度互连（HDI）板。
身边的例子电脑 CPU 和显卡核心、手机处理器、路由器主芯片、固态硬盘的主控和闪存、几乎所有内存颗粒，都是 BGA 或它的变种。台式机 CPU 底面看到的是一排排金属触点，那是它的近亲 LGA（只有焊盘没有锡球，压在插座上），原理相同。