在三維系統(tǒng)級(jí)封裝（SiP）模塊領(lǐng)域，一項(xiàng)創(chuàng)新的BGA焊球隔離技術(shù)正逐步展現(xiàn)其顯著優(yōu)勢(shì)。該技術(shù)通過(guò)在SiP模塊中巧妙利用球柵陣列（BGA）焊球，不僅實(shí)現(xiàn)了上下基板間的垂直互連，還大幅提升了模塊的集成度。更重要的是，這些焊球如同一道道天然的屏障，有效隔離了不同信號(hào)通道，顯著增強(qiáng)了系統(tǒng)的電磁兼容性、信號(hào)完整性和抗干擾能力。
這項(xiàng)技術(shù)的核心在于將原本用于PoP疊層連接的BGA焊球重新排布，形成一道道屏蔽墻。電子科技大學(xué)的蔡茂在《電子與封裝》雜志上發(fā)表的文章中，詳細(xì)闡述了這一技術(shù)的原理和應(yīng)用。他通過(guò)電磁仿真模型，將SiP模塊中的射頻串?dāng)_分為四種典型模式：同層平行傳輸線間串?dāng)_、同層垂直傳輸線間串?dāng)_、不同層平行傳輸線間串?dāng)_和不同層垂直傳輸線間串?dāng)_。仿真結(jié)果表明，BGA焊球隔離技術(shù)能顯著提高射頻通道的隔離度。
在具體應(yīng)用方面，蔡茂的研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)對(duì)比不同焊球排布方式的隔離效果，總結(jié)出了一套有效的焊球屏蔽墻設(shè)計(jì)方法。他們發(fā)現(xiàn)，在空間允許的情況下，增加BGA焊球屏蔽墻的數(shù)量可以進(jìn)一步提升隔離度。焊球的直徑和間距也對(duì)隔離效果有著重要影響。通過(guò)一系列精細(xì)的調(diào)整和優(yōu)化，他們最終實(shí)現(xiàn)了在SiP模塊中顯著提升射頻通道隔離度的目標(biāo)。
為了驗(yàn)證這一技術(shù)的有效性，研究團(tuán)隊(duì)還對(duì)一款小型化寬帶功分SiP模塊進(jìn)行了應(yīng)用測(cè)試。這款模塊體積小巧，功能強(qiáng)大，能在10~20GHz頻段下實(shí)現(xiàn)二功分放大功能。然而，由于模塊體積小、頻帶寬，存在復(fù)雜的射頻串?dāng)_和耦合問(wèn)題。在不采用BGA焊球隔離技術(shù)的情況下，模塊的泄露功率無(wú)法滿足指標(biāo)要求。而采用了這一技術(shù)后，輸入檢測(cè)通道與其他通道間的隔離度大幅提高，泄露功率在整個(gè)工作頻段內(nèi)均小于-50dBm，成功滿足了指標(biāo)要求。
測(cè)試結(jié)果顯示，在應(yīng)用BGA焊球隔離技術(shù)前后，射頻通道的隔離度有了顯著改善。特別是在15GHz以上的頻段內(nèi)，隔離度的提升尤為明顯。在某些頻段內(nèi)，隔離度甚至提高了接近50dB。這一成果不僅驗(yàn)證了BGA焊球隔離技術(shù)的有效性，也為SiP模塊的射頻通道隔離度優(yōu)化提供了有力支持。隨著這一技術(shù)的不斷推廣和應(yīng)用，相信未來(lái)將有更多高性能、高集成度的SiP模塊涌現(xiàn)出來(lái)。
