第十三章-先进封装技术ppt课件.ppt

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1、第十三章先进封装技术1、球栅阵列封装技术2、芯片尺寸封装技术3、倒装芯片技术4、晶圆级封装技术5、多芯片组件封装6、三维封装技术1、BGA技术BGA：BallGridArray，球状列阵封装、球形触点阵列、焊球阵列、网格焊球阵列、球面阵。1990年初美国摩托罗拉和日本西铁城公司共同开发。基板背面是按阵列方式制出球形触点的引脚，基板正面装配芯片，后来由于倒装技术，也有引脚和芯片在同一面。1、BGA技术BGA的特点：1、提高产品率；2、BGA焊点的中心间距一般为1.27mm可利于SMT工艺设备；3、改进了器件引

2、出端数和本体尺寸的比率；4、明显改善共面问题，极大地减小了共面损坏；5、BGA引脚短，所以比QFP牢固。6、BGA引脚短，使信号路径短，减小了引线电感和电容，增强了节点性能。7、球形触点阵列有助于散热；8、BGA适合MCM的封装需要，有利于实行MCM的高密度、高性能。BGA的类型四种：塑料球栅阵列（PBGA）、陶瓷球栅阵列（CBGA）、陶瓷圆柱栅阵列（CCGA）、载带球栅阵列（TBGA）又称：整体模塑阵列载体（OMPAC）主要特点：1.制造商完全可利用现有装配技术和廉价的材料，成本低；2.与QFP器件比较，

3、较少有机械损伤；3.装配到PCB上可以具有非常高的质量。面临的挑战：保持封装体平面化、增强防潮（即防止“爆米花”现象）、管芯尺寸的可靠性问题。BGA的类型陶瓷球栅阵列（CBGA）又称：焊料球载体（SBC）主要特点：1.组件拥有优异的热性能和电性能；2.与QFP相比，较少受机械损伤的影响；3.当装配到具有大量I/O（>250）应用的PCB上时，具有非常高的封装效率；BGA的类型陶瓷圆柱栅阵列（CCGA）又称：圆柱焊料载体（SCC）CCGA是尺寸为32mm2的CBGA器件的代替品，其它跟CBGA相似，只有：CC

4、GA是采用焊料圆柱阵列，CBGA是采用焊球阵列，而圆柱焊料比球形更能承受由热应力不匹配而产生的应力作用，但比焊球跟容易受到机械损伤。？？BGA的类型又称：阵列载带自动键合（ATAB），是较新颖的BGA形式。特点：1、比绝大多数的BGA封装要轻和小；2、比QFP器件和绝大多数BGA封装的电性能好；3、装配到PCB上具有非常高的封装效率。载带球栅阵列（TBGA）BGA的制备和安装以美国摩托罗拉公司生产的OMPAC为例：基板：BT树脂/玻璃芯材被层压在两层18µm的铜箔间。芯片用充银的环氧树脂粘在镀镍/金的薄膜上

5、，固化；芯片和基板间用热超声波焊接；用填有石灰粉的环氧树脂膜压料进行密封，固化；用自动捡放机械手系统放焊料球，再流焊。球在上、球在下BGA的质量检测和返工BGA的焊点在芯片下面，检测焊点质量比较困难。采用X射线断面自动工艺检测设备进行BGA焊点的质量检测。返工流程：确认缺陷BGA组件→拆卸BGA→BGA焊盘预处理→检测焊膏涂覆→重新安装组件并再流→检测。2、CSP技术芯片尺寸封装：指封装外壳的尺寸不超过裸片尺寸1.2倍的一种封装形式。是BGA向小型化、薄型化方向的延伸。是目前体积最小的超大规模集成电路封装之

6、一。表13.1.特点：1、封装尺寸小；2、电学性能优良；3、测试、筛选、老化容易；4、散热性能优良；5、内无须填料；6、制造工艺、设备的兼容性好。结构有4部分：IC芯片、互连层、焊球（凸点）、保护层。CSP的类型CSP的类型：柔性基板封装、刚性基板封装、引线框架式CSP封装、晶圆级CSP封装、薄膜型CSP。柔性基板封装：美国tessra开发，常采用PI或TAB工艺中相似的带状材料做垫片，互连在垫片的一个面，焊球穿过垫片与互连层相连，方式：TAB、倒装、引线键合。1、TAB晶片→减薄、划片→TAB内焊点键合→

7、切割成型→TAB外焊点键合→模塑包封→基板上安装焊球→测试筛选→激光打码2、倒装式：晶片→二次布线→（减薄）形成凸点→划片→倒装键合→模塑包封→基板上安装焊球→测试筛选→激光打码3、引线键合式晶片→减薄、划片→芯片键合→引线键合→模塑包封→基板上安装焊球→测试筛选→激光打码刚性基板封装：日本toshiba开发，常采用树脂和陶瓷做垫片，内层互连是通过多层陶瓷叠加或通孔实行，方式：倒装、引线键合。1、倒装式：要先做凸点和用薄膜或厚膜技术在垫片上布线，然后进行凸点倒装焊或超声波热压焊。2、引线键合式先制作多层布线

8、的垫片后，常规引线键合。引线框架式CSP封装：日本fujitsu开发，互连做在引线框架上，方式：TAB/倒装式、引线键合式。晶片→减薄、划片→芯片键合→引线键合→模塑包封→电镀→切筛、引线成型→测试筛选→激光打码晶圆级CSP封装：chipscale开发，是在晶圆阶段，利用芯片间较宽的划片槽，在其中构造周边互连，随后用玻璃、树脂、陶瓷等材料封装而完成。再分布式，模塑基片式。薄膜型CSP封装：日本三菱开发。无引线框架