BGA封裝技(jì)術(shù)的特點和(hé)工藝

      随着市場(chǎng)對芯片集成度要求的提高(gāo)，I/O引腳數(shù)急劇(jù)增加，功耗也随之增大(dà)，對集成電(diàn)路封裝更加嚴格。為(wèi)了滿足發展的需要，BGA封裝開(kāi)始被應用于生(shēng)産。BGA也叫球狀引腳栅格陣列封裝技(jì)術(shù)，它是一種高(gāo)密度表面裝配封裝技(jì)術(shù)。在封裝底部，引腳都成球狀并排列成一個(gè)類似于格子的圖案，由此命名為(wèi)BGA。

 

　　目前主闆控制(zhì)芯片組多(duō)采用此類封裝技(jì)術(shù)，材料多(duō)為(wèi)陶瓷。采用BGA技(jì)術(shù)封裝的內(nèi)存，可(kě)以使內(nèi)存在體(tǐ)積不變的情況下，內(nèi)存容量提高(gāo)兩到三倍，BGA與TSOP相比，具有(yǒu)更小(xiǎo)體(tǐ)積，更好的散熱性能和(hé)電(diàn)性能。

 

　　兩種BGA封裝技(jì)術(shù)的特點

 

　　BGA封裝內(nèi)存：BGA封裝的I/O端子以圓形或柱狀焊點按陣列形式分布在封裝下面，BGA技(jì)術(shù)的優點是I/O引腳數(shù)雖然增加了，但(dàn)引腳間(jiān)距并沒有(yǒu)減小(xiǎo)反而增加了，從而提高(gāo)了組裝成品率;雖然它的功耗增加，但(dàn)BGA能用可(kě)控塌陷芯片法焊接，從而可(kě)以改善它的電(diàn)熱性能;厚度和(hé)重量都較以前的封裝技(jì)術(shù)有(yǒu)所減少(shǎo);寄生(shēng)參數(shù)減小(xiǎo)，信号傳輸延遲小(xiǎo)，使用頻率大(dà)大(dà)提高(gāo);組裝可(kě)用共面焊接，可(kě)靠性高(gāo)。

 

　　TinyBGA封裝內(nèi)存：采用TinyBGA封裝技(jì)術(shù)的內(nèi)存産品在相同容量情況下體(tǐ)積隻有(yǒu)TSOP封裝的1/3。TSOP封裝內(nèi)存的引腳是由芯片四周引出的，而TinyBGA則是由芯片中心方向引出。這種方式有(yǒu)效地縮短(duǎn)了信号的傳導距離，信号傳輸線的長度僅是傳統的TSOP技(jì)術(shù)的1/4，因此信号的衰減也随之減少(shǎo)。這樣不僅大(dà)幅提升了芯片的抗幹擾、抗噪性能，而且提高(gāo)了電(diàn)性能。

 

　　基闆或中間(jiān)層是BGA封裝中非常重要的部分，除了用于互連布線以外，還(hái)可(kě)用于阻抗控制(zhì)及用于電(diàn)感/電(diàn)阻/電(diàn)容的集成。因此要求基闆材料具有(yǒu)高(gāo)的玻璃轉化溫度rS(約為(wèi)175~230℃)、高(gāo)的尺寸穩定性和(hé)低(dī)的吸潮性，具有(yǒu)較好的電(diàn)氣性能和(hé)高(gāo)可(kě)靠性。金屬薄膜、絕緣層和(hé)基闆介質間(jiān)還(hái)要具有(yǒu)較高(gāo)的粘附性能。

 

　　三大(dà)BGA封裝工藝及流程

 

　　一、引線鍵合PBGA的封裝工藝流程

 

　　1、PBGA基闆的制(zhì)備

 

　　在BT樹(shù)脂/玻璃芯闆的兩面層壓極薄(12~18μm厚)的銅箔，然後進行(xíng)鑽孔和(hé)通(tōng)孔金屬化。用常規的PCB加3232藝在基闆的兩面制(zhì)作(zuò)出圖形，如導帶、電(diàn)極、及安裝焊料球的焊區(qū)陣列。然後加上(shàng)焊料掩膜并制(zhì)作(zuò)出圖形，露出電(diàn)極和(hé)焊區(qū)。為(wèi)提高(gāo)生(shēng)産效率，一條基片上(shàng)通(tōng)常含有(yǒu)多(duō)個(gè)PBG基闆。

 

　　2、封裝工藝流程

 

　　圓片減薄→圓片切削→芯片粘結→等離子清洗→引線鍵合→等離子清洗→模塑封裝→裝配焊料球→回流焊→表面打标→分離→最終檢查→測試鬥包裝。

 

　　二、FC-CBGA的封裝工藝流程

 

　　1、陶瓷基闆

 

　　FC-CBGA的基闆是多(duō)層陶瓷基闆，它的制(zhì)作(zuò)是相當困難的。因為(wèi)基闆的布線密度高(gāo)、間(jiān)距窄、通(tōng)孔也多(duō)，以及基闆的共面性要求較高(gāo)等。它的主要過程是：先将多(duō)層陶瓷片高(gāo)溫共燒成多(duō)層陶瓷金屬化基片，再在基片上(shàng)制(zhì)作(zuò)多(duō)層金屬布線，然後進行(xíng)電(diàn)鍍等。在CBGA的組裝中，基闆與芯片、PCB闆的CTE失配是造成CBGA産品失效的主要因素。要改善這一情況，除采用CCGA結構外，還(hái)可(kě)使用另外一種陶瓷基闆--HITCE陶瓷基闆。

 

　　2、封裝工藝流程

 

　　圓片凸點的制(zhì)備->圓片切割->芯片倒裝及回流焊->底部填充導熱脂、密封焊料的分配->封蓋->裝配焊料球->回流焊->打标->分離->最終檢查->測試->包裝。

 

　　三、引線鍵合TBGA的封裝工藝流程

 

　　1、TBGA載帶

 

　　TBGA的載帶通(tōng)常是由聚酰亞胺材料制(zhì)成的。在制(zhì)作(zuò)時(shí)，先在載帶的兩面進行(xíng)覆銅，然後鍍鎳和(hé)鍍金，接着沖通(tōng)孔和(hé)通(tōng)孔金屬化及制(zhì)作(zuò)出圖形。因為(wèi)在這種引線鍵合TBGA中，封裝熱沉又是封裝的加固體(tǐ)，也是管殼的芯腔基底，因此在封裝前先要使用壓敏粘結劑将載帶粘結在熱沉上(shàng)。

 

　　2、封裝工藝流程

 

　　圓片減薄→圓片切割→芯片粘結→清洗→引線鍵合→等離子清洗→液态密封劑灌封→裝配焊料球→回流焊→表面打标→分離→最終檢查→測試→包裝。

 

　　BGA封裝流行(xíng)的主要原因是由于它的優勢明(míng)顯，封裝密度、電(diàn)性能和(hé)成本上(shàng)的獨特優點讓其取代傳統封裝方式。随着時(shí)間(jiān)的推移，BGA封裝會(huì)有(yǒu)越來(lái)越多(duō)的改進，性價比将得(de)到進一步的提高(gāo)，BGA封裝有(yǒu)靈活性和(hé)優異的性能，未來(lái)前景廣闊。