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利用管腳插入形式將電子元件固定到電腦主板上，作為一項非常流行的制造技術(shù)已經(jīng)有二十多年的歷史了。然而使用插座系統(tǒng)用于對BGA器件進行組裝的設(shè)計師卻面臨著新的挑戰(zhàn)，即將昂貴的IC器件固定到昂貴的母板上所需的封裝問題。確保良好封裝的重要一點是：要盡可能早的在設(shè)計開始時確定插座系統(tǒng)。
滿足可生產(chǎn)性的設(shè)計
由于通過插座能夠很容易地實現(xiàn)插入或者撥出，使得插座具有提高組裝、測試和返修工藝的能力，從而體現(xiàn)出了采用插座形式的長遠價值。除此之外，它們對生產(chǎn)過程的其他方面也起到了一定的積極作用。
如果在設(shè)計初期考慮到這些問題，不僅能夠提升電路板的性能設(shè)計，而且也能在開發(fā)的早期，讓生產(chǎn)工程師更容易地審視所設(shè)計的產(chǎn)品。舉例來說，許多生產(chǎn)線上使用徊流焊接的方法將插座安裝到電路板上。插座越小，質(zhì)量就越輕，這就可以很方便地確認徊流焊接加熱曲線，滿足優(yōu)化加熱分布的目的，有助于插座的安裝，并降低了整個生產(chǎn)周期。
表面貼裝插座的針腳通常利用在母板上的焊盤進行端面焊接。然而，在電路板和BGA器件的共面性方面所產(chǎn)生的差異，可能會引起焊點在連接強度、耐沖擊性和溫度循環(huán)方面發(fā)生變化。
插座采用低溫共熔焊料球進行端接，可以形成比常規(guī)的引腳到焊盤的連接方式更為牢固的焊接點，從而能夠解決上述的問題。另外一方面是從進一步提高生產(chǎn)能力方面考慮，插座采用帶輪組裝形式，從而可以借助于在生產(chǎn)線上采用的任何一種自動化元器件貼裝設(shè)備的優(yōu)點。
尺寸大小的考慮
如果將BGA器件直接安裝在母板的焊盤上，那么諸如組裝尺寸(接點大小和高度)以及為了能夠滿足氣流的流動和散熱器安裝所需的組件周圍的空間等因素都要予以具體的確定。一般對于器件的安裝來說，移位和插入是產(chǎn)生問題的關(guān)鍵。使用插座形式來安置BGA器件會在尺寸大小上增加一些額外的考慮。
假如現(xiàn)在要將現(xiàn)有的母板進行重新設(shè)計以適應插座形式的BGA器件。如果插座形式與相應的BGA器件有差異，就必須花時間和費用重新設(shè)計電路板，以確保在BGA器件周圍留有合適的空間，否則就不能適合應用需要。
同樣，如果安裝后，插座使BGA器件過高，占用的空間過多，進而會影響到充足的氣流量、散熱器的安裝以及母板到機箱的安裝。在這種情況下，具有與BGA器件接觸點尺寸相一致的低矮型插座，能最大限度地降低或者消除電路板的重新設(shè)計工作。在設(shè)計一開始，就應該考慮以上這些因素，當空間受到限制的時候，小型低矮插座通常是上佳的選擇。
電子學方面的考慮
插座是一種電子元件，如果計劃采用插座形式安裝BGA器件，插座對器件的信號干擾要盡可能的降到最小。例如，如果選用的是一個低速器件，插座的電性能可能對信號處理產(chǎn)生的影響并不大；但是，如果采用的元器件具有非常高的運算速度，僅僅是插座本身的存在就有可能使信號通道發(fā)生變化，足以對信號產(chǎn)生影響，甚至影響到元器件的功能。在這種情況下，就需要在母板設(shè)計時考慮添加電子元器件，以使信號能夠保持正常狀態(tài)。在對一塊新的電路板進行布線設(shè)計時考慮這些問題是非常必要的，因為在設(shè)計早期階段，確定元器件的規(guī)格和貼裝問題比較容易，而且能夠節(jié)省不少的費用。
機械方面的考慮
從機械方面來看，BGA插座或者載運BGA器件的插座轉(zhuǎn)接器系統(tǒng)，從插座制造商和用戶兩個方面對設(shè)計提出了挑戰(zhàn)。一方面，插座連接器必須具有足夠的力量來保持BGA器件的安全穩(wěn)定，確保與母板具有良好的電氣接觸。而另一方面，所采用的機械力需要與插座內(nèi)的連接裝置相匹配，或者當移出器件時，機械力要盡可能的小，以防止產(chǎn)生彎曲變形或損壞元器件及母板。
插座接觸處的材料和結(jié)構(gòu)形式也是非常重要的。采用銅鈹合金的精確螺旋機械端接(screw-machined
terminal)方法，并內(nèi)部接觸處采用了較厚的鍍金處理，將比采用較簿鍍金處理的相同材料具有很好的機械和電氣性能。
另外，當對插座、器件進行測試的時候，反復地將轉(zhuǎn)接器從插座中插入和撥出將最終磨損掉鍍金層，改變接觸電阻，并很可能使測試結(jié)果發(fā)生偏差。因此，如果鍍金厚度不夠的話，很顯然會縮短插座的使用壽命，這也意味著將要頻繁地更換新的插座。
熱設(shè)計方面的考慮
插座的溫度特性(諸如熱阻、溫度穩(wěn)定性、熱膨脹系數(shù)以及熔化點)能夠與BGA組件相互匹配是也非常重要的，它可以確保在整個溫度循環(huán)周期中保持良好的機械完整性和電氣性能(見圖)。如果插座與BGA組件性能匹配不合理，將有可能引發(fā)一系列其他問題，比如：可能會影響到熱耗散設(shè)計、器件和母板的MTBF(平均故障間隔時間)、提前發(fā)生的頻繁現(xiàn)場返修以及實驗室模擬性能與實際現(xiàn)場應用性能不一致等。舉例來說，如果BGA封裝最高的工作溫度超過在插座和轉(zhuǎn)接器中所采用的塑料的最大工作溫度的話，那么將會發(fā)生變形或是熔化現(xiàn)象。如果BGA器件與插座和轉(zhuǎn)接器的熱膨脹系不一致，母板或者BGA可能會發(fā)生變形，或者是產(chǎn)生一些其他方面的局部變形問題。
成本方面的考慮
任何時候在電子設(shè)備中增添元器件，都會造成產(chǎn)生成本方面的犧牲。如果母板或者BGA比較廉價，則可以隨時根據(jù)需要進行適當?shù)奶幚�。如果對插座做出具體的規(guī)定，可能會無謂地增加生產(chǎn)和銷售方面的成本支出，而并不能改善產(chǎn)品的性能。
但是，如果電路板或BGA器件價格較高；開發(fā)、測試、仿真和組裝工藝需要增加速度；BGA器件在被安裝到母板上之前需要現(xiàn)場編程；或者電路板和BGA器件需要在現(xiàn)場進行測試、返修和升級的話，那么處理的規(guī)則就不同了。在這種情況下，在插座的性能和用途方面的考慮，要遠遠超出插座本身的成本。 |
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