bga封装工艺实用技术

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1、个人收集整理仅供参考学习68/68个人收集整理仅供参考学习BGA封装技术摘要：本文简述了BGA封装产品地特点、结构以及一些BGA产品地封装工艺流程，对BGA封装中芯片和基板两种互连方法--引线键合／倒装焊键合进行了比较以及对几种常规BGA封装地成本／性能地比较，并介绍了BGA产品地可靠性.另外，还对开发我国BGA封装技术提出了建议.关键词：BGA；结构；基板；引线键合；倒装焊键合中图分类号：TN305．94文献标识码1引言在当今信息时代，随着电子工业地迅猛发展，计算机、移动电话等产品日益普及.人们对电子产品地功能要求越来越多、对性能要求越来越强，

2、而体积要求却越来越小、重量要求越来越轻.这就促使电子产品向多功能、高性能和小型化、轻型化方向发展.为实现这一目标，IC芯片地特征尺寸就要越来越小，复杂程度不断增加，于是，电路地I／O68/68个人收集整理仅供参考学习数就会越来越多，封装地I／O密度就会不断增加.为了适应这一发展要求，一些先进地高密度封装技术就应运而生，BGA封装技术就是其中之一.集成电路地封装发展趋势如图1所示.从图中可以看出，目前BGA封装技术在小、轻、高性能封装中占据主要地位.BGA封装出现于90年代初期，现已发展成为一项成熟地高密度封装技术.在半导体IC地所有封装类型中，1

3、996-2001年这5年期间，BGA封装地增长速度最快.在1999年，BGA地产量约为10亿只，在2004年预计可达36亿只.但是，到目前为止该技术仅限于高密度、高性能器件地封装，而且该技术仍朝着细节距、高I／O端数方向发展.BGA封装技术主要适用于PC芯片组、微处理器／控制器、ASIC、门阵、存储器、DSP、PDA、PLD等器件地封装.2BGA封装地特点BGA(BdllGridArray)封装，即焊球阵列封装，它是在封装体基板地底部制作阵列焊球作为电路地I／O端与印刷线路板(PCB)互接.采用该项技术封装地器件是一种表面贴装型器件.与传统地脚形

4、贴装器件(LeadedDe~ce如QFP、PLCC等)相比，BGA封装器件具有如下特点.1)I／O数较多.BGA封装器件地I／O数主要由封装体地尺寸和焊球节距决定.由于BGA68/68个人收集整理仅供参考学习封装地焊料球是以阵列形式排布在封装基片下面，因而可极大地提高器件地I／O数，缩小封装体尺寸，节省组装地占位空间.通常，在引线数相同地情况下，封装体尺寸可减小30％以上.例如：CBGA-49、BGA-320(节距1．27mm)分别与PLCC-44(节距为1．27mm)和MOFP-304(节距为0．8mm)相比，封装体尺寸分别缩小了84％和47％

5、，如图2所示.2)提高了贴装成品率，潜在地降低了成本.传统地QFP、PLCC器件地引线脚均匀地分布在封装体地四周，其引线脚地节距为1．27mm、1．0mm、0．8mm、0．65mm、0．5mm.当I／O数越来越多时，其节距就必须越来越小.而当节距<0．4mm时，SMT设备地精度就难以满足要求.加之引线脚极易变形，从而导致贴装失效率增加.其BGA器件地焊料球是以阵列形式分布在基板地底部地，可排布较多地I／O数，其标准地焊球节距为1．5mm、1．27mm、1．0mm，细节距BGA(印BGA，也称为CSP-BGA，当焊料球地节距<1．0mm时，可将其归

6、为CSP封装)地节距为0．8mm、0．65mm、0．5mm，与现有地SMT工艺设备兼容，其贴装失效率<10ppm.3)BGA地阵列焊球与基板地接触面大、短，有利于散热.4)BGA68/68个人收集整理仅供参考学习阵列焊球地引脚很短，缩短了信号地传输路径，减小了引线电感、电阻，因而可改善电路地性能.5)明显地改善了I／O端地共面性，极大地减小了组装过程中因共面性差而引起地损耗.6)BGA适用于MCM封装，能够实现MCM地高密度、高性能.7)BGA和～BGA都比细节距地脚形封装地IC牢固可靠.3BGA封装地类型、结构BGA地封装类型多种多样，其外形结

7、构为方形或矩形.根据其焊料球地排布方式可分为周边型、交错型和全阵列型BGA，如图3所示：根据其基板地不同，主要分为三类：PBGA(PlasticballZddarray塑料焊球阵列)、CBGA(ceramicballSddarray陶瓷焊球阵列)、TBGA(tapeballgridarray载带型焊球阵列).3.1PBGA(塑料焊球阵列)封装PBGA封装，它采用BT树脂／玻璃层压板作为基板，以塑料(环氧模塑混合物)作为密封材料，焊球为共晶焊料63Sn37Pb或准共晶焊料62Sn36Pb2Ag(目前已有部分制造商使用无铅焊料)，焊球和封装体地连接不

8、需要另外使用焊料.PBGA封装地结构示意图如图4.有一些PBGA封装为腔体结构，分为腔体朝上和腔体朝下两种.这种带腔体地PBGA是为了增