0.5mm间距的BGA封装怎么向外引线？_百度知道
0.5mm间距的BGA封装怎么向外引线？
除非引线点在最外围，从芯片外围布线引线吧，BGA封装的芯片想从内部引线出来几乎是不可能的还是拆看一下电路图
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出门在外也不愁超越BGA封装技术-
超越BGA封装技术
名称:超越BGA封装技术
（天水华天微电子有限公司技术部，甘肃天水 741000）
摘要：简要介绍了芯片级封装技术诸如芯片规模封装（CSP）、微型SMT封装（MSMT）、迷你型球栅阵列封装（miniBGA）、超级型球栅阵列封装（SuperBGA）和 mBGA封装。
关键词：芯片规模封装；微型球栅阵列封装
中图分类号： TN305.94文献标识码： B文章编号：03)09-0052-03
BGAs封装已成为当今制造的主流，并已发展成为新一代微型BGA封装技术。芯片规模封装就是比裸芯片略大一些或几乎与裸芯片一样大的封装形式，即微型的BGA封装技术。虽然芯片规模封装的产品在设计和结构方面与别的封装产品存在差异，并依赖于供应商而定，但是它们具有一些共同的特性，拥有显而易见的优越性。
其一为高密度，芯片规模封装器件中硅片部分与封装部分的比率接近于1。这表明与BGAs或别的表面安装技术封装相比较，利用率和效率更高，封装效率已达到50%～90%。
其二为操作技术，在芯片规模封装技术中，把芯片在典型状况下进行密封，从而避免了裸芯片所需要的任何专门的操作技术。
其三为可测试性，芯片可在具有各种外部连接的封装中测试，而不履行芯片的各种探测技术，并且也不冒可能把焊盘损坏的危险。标准的体尺寸会使测试夹具装置易于使用，再者，芯片规模封装器件通常具有从芯片焊盘到外部连接的短连接途径，这可有助于电特性的改善。
总之，芯片规模封装提供了裸芯片封装技术尺寸和性能方面的优越性，从而避免了部分缺陷，具有较高的I/O密度，引脚更短，与PCB的接点面积更大，体积更小，因而有效地改善了电性能和热设计性能。如今，芯片规模封装已成为主流封装形式，主要应用于存储卡、PC卡、便携式电子产品和移动电话等领域。
2三菱公司的CSP封装
日本三菱公司称其设计的芯片规模封装为 CSP。在此封装中，把一芯片进行模塑包封，并把其焊盘通过芯片上的导体图形与外部凸点相连接。与传统的表面安装技术不同，此类封装不包括引线框架或焊丝，因为不使用丝焊技术，芯片焊盘可做得比正常的小些。
日本三菱公司的研究人员研制出三种模式的 CSP封装形式，主体尺寸为6.35mm×15.24mm×0.65mm，芯片尺寸为5.95mm×14.84mm×0.4mm。第一种模式拥有一个（5×12）60个凸点的阵列，直径为0.68mm，间距为1.0mm。第二种模式，阵列增加为96个凸点（6×16），而在较窄的0.8mm间距上采用较小的直径为0.55mm的凸点。第三种模式，仅呈现为外部两排阵列的形式，凸点数32（2×16）。其典型结构尺寸如表1所示，CSP的凸点断面图形如图1。
CSP封装从外表看上去是简单的，但是此封装的构造并不是直截了当的。三菱公司选取了TiN和Ni/Au二重冶金技术，使芯片从内部焊盘到外部凸点形成线连接。为了确定凸点的位置，在圆片上涂覆起保护作用的聚酰压胺膜。通过一层厚的光刻胶把铅和锡焊膏蒸敷到圆片上，以便在凸点位置形成高湿焊料层（95%Pb/5%Sn）。
凸点由两部分组成，传导的内部凸点和外部焊料凸点。表面上看起来，在新的工艺中，使内部凸点形成镍/薄镀金的铜镀层（高度100 mm），并粘贴到不锈钢框架上。把芯片置于该框架之上，并校准凸点部位与这些内部凸点的位置。在氢气和氮气环境中加热，芯片上的焊料层使内部凸点润湿，从而提供了小的负载。接着，把芯片进行密封，要么通过传递模塑，要么通过球顶部树脂模塑，剥去不锈钢框架，完成内部凸点传导过程。内部凸点熔融之后，把焊料球置于封装底部覆盖模板处，然后回流焊到内部凸点。
三菱公司已模拟了3种CSP模式的焊点疲劳状况，并计算出循环数达50%失效。就装配到玻璃环氧树脂板的情况而言，60个凸点阵列数目为 621，96个凸点阵列为478，有两排16个凸点的模式为129。该公司声称，除最后的一种模式之外，这些结果与可预料到的宽度为400密耳的TSOP封装情况相类似。
按照公司的状况，目前还需要做有关可测试性和耐湿性方面的工作。另外，三菱公司提供较低管脚数的器件，诸如各类存储器所采用的CSP封装。更进一步把此封装扩展为较高管脚数的ASIC，将意味着降低了凸点间距。虽然公司声称CSP封装的间距可被收缩到0.3mm，但是此间距问题也引起了诸如板设计、装配、测试和可靠性方面的诸多问题。
微型SMT公司研制出一种称为MSMT封装的芯片规模封装技术，也就是众所周知的微型或小型 SMT封装技术，封装部分与芯片部分的面积之比为1.0～1.2。它不同于标准的封装特征在于MSMT封装技术是在圆片级水平上进行的。使圆片的划线面积（或较高密度的压焊焊盘面积）在每一芯片周围形成硅支柱。通过溅射和蒸发的贵金属支撑的梁把这些端子连接到芯片焊盘上。再沿着这些端子――梁结构用环氧树脂、聚酰压胺或特氟隆密封芯片。
对较大的IC而言，微型SMT公司指出了在密封剂上使用一个帽盖的做法的优点，此帽盖确保了6mm之内端子的平面性，从而提供了对增加的散热及阻抗的控制能力。有了此帽盖，MSMT封装的高度为0.5mm，而无此帽盖，断面降至0.3mm。
该公司预计小于80线的IC产品的引线间距将为 0.3～0.4mm，例如在1812尺寸中计划的28线的MSMT封装产品具有0.4mm的引线间距。
微型SMT公司把其生产方向集中于低引线数领域，乐于解决100线及100线以下的封装产品的各类问题。深信其MSMT技术将降低封装成本，如 SOIC产品，如果加工4英寸圆片的1206器件与SOIC产品的0.08美元和0.12美元的成本相比较，MSMT封装的IC产品的成本小于0.05美元。若变为6英寸圆片的话，成本就降到0.03美元，再者，把MSMT封装用于晶体管封装的优越性是其成本为IC封装中产品成本的70%。该公司列举了MSMT封装的其他优点，通过其端子――梁构造，嵌入挠性，不象传统的倒装片，不需要下填充物来补偿芯片和板之间的CTE差异。另外，与倒装片相比，MSMT器件面朝上安装，这为RF IC提供了屏蔽。最后，该公司声称，MSMT封装的焊盘可经得住多种探测。
4miniBGA、superBGA和μBGA
Tessera公司已研制出又一种芯片规模封装的方法，称其为mBGA。mBGA使用挠曲电路插件把芯片上的各种周边连接转换为面阵列，把柔性聚酰压胺电路短的金引线超声热压焊到芯片焊盘。该公司声称mBGA通常在间距为80 mm状况下压焊，并可变得更窄。用厚度为几个微米的弹性体焊盘/粘合剂把挠曲电路粘附到芯片的表面。此弹性材料具有两个功能，它压缩插头测试，并且与柔性引线一起压焊，起着从基板上隔绝芯片的热膨胀的作用。此封装提供了真正的芯片尺寸封装，消除了来自印制电路板的应力。
μBGA的凸点高度为85mm，典型状况下由镀薄金的镍构成，间距范围为0.5mm～1.5mm。虽然此封装通常情况下密封于金属壳体之中，但是为了热耗可把芯片的背部暴露。为了保护封装边缘，可使用载体环。除尺寸之外，可测试性、封装上短的轨迹和背部冷却已成为mBGA封装的显著优点。Tessera公司声称，该封装的弹性体材料和挠曲层提供了对来自铅放射性衰变的α粒子放射物的足够的阻挡层，因为α粒子可引起软误差。另外， mBGA是一种孝雹高性能单片封装，Hitachi公司已引进了672个管脚的 mBGA封装的ASIC系列，并已形成批量生产。
Sandia National Laboratories的miniBGA（mBGA）封装也是基于芯片规模封装考虑的封装技术。mBGA封装技术把传统的芯片转变成适合于倒装片粘贴的芯片，此封装仅仅是又一种形式的倒装片封装，因此属于裸芯片范畴。mBGA封装的尺寸更小，比芯片尺寸大不了多少。此封装是把BGA和倒装片技术的最佳特点相结合而形成的CSP封装形式。
裸芯片不是空间和重量受限制的商用电子产品的唯一的新的封装方式，Amkor/Anam公司已引进了superBGA封装技术，对此超越BGA封装技术的设计，应考虑速度、热控制、I/O数和安装高度。在典型的256 I/O模式中，较薄的BGA拥有的安装高度为1.0mm，重2.0g，根据模型数据，352 I/O的superBGA封装提供的热阻小于10℃/W，此种类型的新封装考虑到的速率大于1.5GHz。
superBGA为一种腔体向下型设计的封装，把芯片置于封装球侧面的腔体中，并直接粘贴到覆盖封装顶部表面的薄的铜散热器上。采用超声热球压焊技术，完成BGA的PCB基板从芯片到粘结层的金丝连接，芯片和腔体均用液态树脂装置填充。在BGA基板中，典型的线宽和间隔宽度分别为0.075mm和0.100mm，并且使用各种通路使电连接或热连接在设计方面多达5个金属层。但是为了增大电特性，应使各种通路的使用减到最小程度，散热片起着接地平面的作用，并使轨迹长度变短。对一27mm 2的superBGA而言，典型的自身电感数值，小于方形扁平封装（QFP）的状况。Amkor/ Anam公司声称此新型的BGA封装具有优越的可靠性，这是由于各种材料和工艺所形成的。通路数量的减少、刚性散热层以及PCB散热结构的各种技术使挠曲和翘曲最小化。SuperBGA封装经受的测试技术条件为JEDEC等级2标准：85℃/60%RH/168h。SuperBGA封装在Amkor/Anam公司已形成批量生产。
由于便携式电子产品，如手机、笔记本电脑等，体积越来越小，重量越来越轻，功能越来越多，要求元器件的尺寸和元器件之间的间距尺寸越来越校CSP，mBGA，miniBGA、superBGA和MSMT封装等超越BGA封装技术的出现正是顺应这一发展趋势的产物，这些封装技术在高密度微电子封装技术中占据着重要的位置，封装的引脚间距已从原来的1.5mm，1.27mm，1.0mm逐步向窄间距0.8mm和0.5mm转移。根据从世界上各大公司已经推向市场并进入实用阶段的超越BGA封装品种的分析，21世纪初，这些微型BGA封装将以成熟的工艺、低廉的成本、便利的更小的更灵巧的和更薄的封装形式出现，在电子产品中的应用量会逐渐上升，并将取代QFP成为高I/O数IC封装的主流。
本文摘自《半导体技术》
专利技术分类BGA的规格和点数以及间距？_百度知道
BGA的规格和点数以及间距？
BGA的焊接和返修；规格.点数.间距
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FCBGA（FilpChipBGA）基板.14：硬质多层基板；组装可用共面焊接：指封装中央有方型低陷的芯片区（又称空腔区）BGA封装图示例　　BGA封装内存 　　BGA封装(Ball Grid Array Package)的I&#47：　　1.CDPBGA（Carity Down PBGA）基板，简称FC）的安装方式.CBGA（CeramicBGA）基板，属于是BGA封装技术的一个分支。Intel系列CPU中，从而提高了组装成品率。　　3，可以使内存在体积不变的情况下内存容量提高2～3倍，TinyBGA英文全称为Tiny Ball Grid Array（小型球栅阵列封装），Pentium II、更好的散热性能和电性能，其芯片面积与封装面积之比不小于1.PBGA（Plasric BGA）基板；虽然它的功耗增加，但引脚间距并没有减小反而增加了，从而可以改善它的电热性能：基板为带状软质的1-2层PCB电路板。　　4，使用频率大大提高、IV处理器均采用这种封装形式。　　5；厚度和重量都较以前的封装技术有所减少，Pentium I;O引脚数虽然增加了、II，信号传输延迟小。是Kingmax公司于1998年8月开发成功的，与TSOP封装产品相比.TBGA（TapeBGA）基板，可靠性高。　　BGA封装技术可详分为五大类、III，其具有更小的体积：一般为2-4层有机材料构成的多层板，但BGA能用可控塌陷芯片法焊接。　　2。　　说到BGA封装就不能不提Kingmax公司的专利TinyBGA技术：即陶瓷基板:1，芯片与基板间的电气连接通常采用倒装芯片（FlipChip、Pentium Pro处理器均采用过这种封装形式;O端子以圆形或柱状焊点按阵列形式分布在封装下面；寄生参数减小。Intel系列CPU中，BGA技术的优点是I&#47
BGA(ball grid array)
球形触点陈列，表面贴装型封装之一。在印刷基板的背面按陈列方式制作出球形凸点用 以 代替引脚，在印刷基板的正面装配LSI 芯片，然后用模压树脂或灌封方法进行密封。也 称为凸 点陈列载体(PAC)。引脚可超过200，是多引脚LSI 用的一种封装。封装本体也可做得比QFP(四侧引脚扁平封装)小。例如，引脚中心距为1.5mm 的360 引脚 BGA 仅为31mm 见方；而引脚中心距为0.5mm 的304 引脚QFP 为40mm 见方。而且BGA 不 用担心QFP 那样的引脚变形问题。该封装是美国Motorola 公司开发的，首先在便携式电话等设备中被采用，今后在美国有可能在个人计算机中普及。最初，BGA 的引脚(凸点)中心距为1.5mm，引脚数为225。现在 也有 一些LSI 厂家正在开发500 引脚的BGA。 BGA 的问题是回流焊后的外观检查。现在尚不清楚是否有效的外观检查方法。有的认为 ，由于焊接的中心距较大，连接可以看作是稳定的，只能通过功能检查来处理。 美国Motorola 公司把用模压树脂密封的封装称为OMPAC，而把灌封方法密封的封装称为 GPAC(见OMPAC 和GPAC)。
球形触点陈列，表面贴装型封装之一
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面积阵列封装――BGA和Flip Chip
    
&&&&摘　要　随着表面安装技术的迅速发展，新的封装技术不断出现，面积阵列封装技术成了现代封装的热门话题。BGA和Flip Chip是面积阵列封装的两大类型，它们作为当今大规模集成电路的封装形式，引起了电子组装界的关注，而且逐渐在不同领域得到应用。BGA和Flip Chip的出现，适应了表面安装技术的需要，解决了高密度、高性能、多功能及高I/O数应用的封装困难，预计随着进一步的发展，BGA和Flip Chip技术将成为“终极的封装技术”。本文就BGA和Flip Chip的结构、类型、应用及发展等诸多方面进行了阐述。关键词　　表面安装技术　面积阵列封装　球栅阵列　倒装片Area Array Package――BGA & Flip ChipZhao Tao　Li LiJiangnan Institute of Computing Technology&&&&Abstract　With the rapid development of surface mount technology,new packaging technologies arise continually and area array packaging technology becomes the issue of contemporary package.BGA and Flip Chip are the two main categories of area array package,as a package form of large scale integrated circuit,they gain the attention of electronic assembly industry,and have been used in some applications.With BGA and Flip Chip coming forward,they accommodate to the demand of surface mount technology,and resolve the applications with high density,high performance,multiple function and high I/O count,it is believed that with the further progress,BGA and Flip Chip should be the ultimate packaging technology.in this article,many things of BGA and Flip Chip,such as structure,type,application,development etc are described.Keywords　SMT　Area array package　BGA　Flip Chip&&&&　　BGA(球栅阵列)和Flip Chip(倒装片)作为当今大规模集成电路的封装形式，逐渐引起电子组装行业的关注，并且已经在不同领域中得到应用。　　随着表面安装技术的发展，器件引线间距在不断下降，传统的2.54mm和1.27mm间距的器件渐渐被0.5mm的细间距器件所替换(图1)，这种趋势持续至今，随之又出现有0.4mm、0.3mm乃至更细间距的表面安装器件。此外，更先进的封装技术，如自动载带焊(TAB)等，可以使得引线间距降至0.2mm或更细的间距。随着向超细间距领域的发展，表面安装技术受到了诸如器件间距、引线框架制造精度、、材料等各种因素的限制。在芯片(die)级，为增强器件的功能和性能不得不增加I/O数和硅片的尺寸，对于如此之高的I/O数，假如采用传统形式的标准间距的封装，则器件尺寸势必会相当大，而假如采用较小尺寸的封装形式，则又会引起引线间距的急剧减小。较大尺寸封装的采用，将会使得器件在PCB上占用的面积增大，而且互联的通道会更长，难免会降低预期的使用性能，况且这些较大尺寸封装的制造并不轻易，组装到PCB上的过程也并非如人们所料想的那么简单，对生产产量也会有一定的影响，从而也就增大了整个过程的组装用度。而对于满足了较大的I/O数，但间距更小的封装，在制造和组装方面也同样存在挑战，因此，电子组装者不得不从封装尺寸、引线间距、可制造性等多方面来考虑，力求寻求更好的封装解决办法。图1　IC封装发展状况&&&&　　面积阵列封装(area array package)就是一种可以解决上述题目的封装形式，它可以在不牺牲器件可制造性的条件下进步器件的功能和性能。QFP器件的I/O引出端通常采用向周边走线的形式，而面积阵列封装的I/O引出端则在器件底部呈矩阵分布，I/O数的增大和封装体尺寸的减小是特别明显的，见表1和表2。表1　封装体尺寸为20mm×20mm的不同间距BGA和QFP的I/O数对比引线间距L/mmQFP器件I/O数BGA器件I/O数*2.5432641.27642560.641249610.5015615210.4019624010.253126084注：完全分布的BGA器件I/O数　　　　　表2　I/O数为300的不同间距BGA和QFP的封装体尺寸对比引线间距L/mmQFP器件封装体尺寸L/mmBGA器件封装体尺寸L/mm2.54190.5×190.545.72×45.721.2795.25×95.2522.86×22.860.6447.625×47.62511.43×11.430.5038.10×38.109.144×9.1440.4030.48×30.487.315×7.3150.2519.05×19.057.112×7.112　　从这两个表可以看出面积阵列封装在器件功能和封装尺寸方面的优点。然而，由于面积阵列封装的I/O引出端在器件底部，所以在组装方面和QFP又有所不同，更重要的是必须要改变相应的检测技术。由于焊点在封装体的底部，所以传统的检测手段，如视觉检测、非向量测试、在线测试、边界扫描等都不能完全适用，到目前为止，也只有X射线才能检测出面积阵列封装焊点的大部分缺陷，而目前相应的X射线检测设备的用度一般都相当高，因此，在组装过程中，组装者都尽可能严格控制工艺参数，以期看能减少或避免焊接缺陷的形成，力求避开检测这一困难。　　面积阵列封装有其不同的类型，因此也就有着不同的结构特点和组装方式。面积阵列封装以其结构形式可分为两大类：BGA和Flip Chip。 1　BGA　　BGA主要有四种基本类型：PBGA、CBGA、CCGA和TBGA，一般都是在封装体的底部连接着作为I/O引出真个焊球阵列。这些封装的焊球阵列典型的间距为1.0mm、1.27mm、1.5mm，焊球的铅锡组份常见的主要有63Sn/37Pb和90Pb/10Sn两种，焊球的直径由于目前没有这方面相应的标准而各个公司不尽相同。从BGA的组装技术方面来看，BGA有着比QFP器件更优越的特点，其主要体现在BGA器件对于贴装精度的要求不太严格，理论上讲，在焊接回流过程中，即使焊球相对于焊盘的偏移量达50%之多，也会由于焊料的表面张力作用而使器件位置得以自动校正，这种情况经实验证实是相当明显的。其次，BGA不再存在类似QFP之类器件的引脚变形题目，而且BGA还具有相对QFP等器件较良好的共面性，其引出端间距与QFP相比要大得多，可以明显减少因焊膏印刷缺陷导致焊点“桥接”的题目；另外，BGA还有良好的电性能和热特性，以及较高的互联密度。BGA的主要缺点在于焊点的检测和返修都比较困难，对焊点的可靠性要求比较严格，使得BGA器件在很多领域的应用中受到限制。　　以下就四种基本类型的BGA，从其结构特点等多方面加以阐述。1.1　PBGA(Plastic Ball Grid Array塑封球栅阵列)　　PBGA即通常所说的OMPAC(Overmolded Plastic Array Carrier)，是最普通的BGA封装类型(见图2)。PBGA的载体是普通的印制板基材，例如FR－4、BT树脂等。硅片通过金属丝压焊方式连接到载体的上表面，然后用塑料模压成形，在载体的下表面连接有共晶组份(37Pb/63Sn)的焊球阵列。焊球阵列在器件底面上可以呈完全分布或部分分布(见图3)，通常的焊球尺寸0.75～0.89mm左右，焊球节距有1.0mm、1.27mm、1.5mm几种。图2　PBGA内部结构图3　部分分布与完全分布示意图&&&&　　 PBGA可以用现有的表面安装设备和工艺进行组装。首先通过漏印方式把共晶组份焊膏印刷到相应的PCB焊盘上，然后把PBGA的焊球对应压进焊膏并进行回流，因漏印采用的焊膏和封装体的焊球均为共晶焊料，所以在回流过程中焊球和焊膏共熔，由于器件重量和表面张力的作用，焊球坍塌使得器件底部和PCB之间的间隙减小，焊点固化后呈椭球形。目前，PBGA169～313已有批量生产，各至公司正不断开发更高的I/O数的PBGA产品，预计在近两年内I/O数可达600～1000。　　PBGA封装的主要优点：　　①可以利用现有的组装技术和原材料制造PBGA，整个封装的用度相对较低。　　②和QFP器件相比，不易受到机械损伤。　　③可适用于大批量的电子组装。　　PBGA技术的主要挑战是保证封装的共面性、减少潮气的吸收和防止“popcorn”现象的产生以及解决因日趋增大的硅片尺寸引起的可靠性题目，对于更高I/O数的封装，PBGA技术的难度将更大。由于载体所用材料是印制板基材，所以在组装件中PCB和PBGA载体的热膨胀系数(TCE)近乎相同，因此在回流焊接过程中，对焊点几乎不产生应力，对焊点的可靠性影响也较小。目前PBGA应用碰到的题目是如何继续减少PBGA封装的用度，使PBGA能在I/O数较低的情况下仍比QFP节省用度。1.2　CBGA(Ceramic Ball Grid Array陶瓷球栅阵列)图4　CBGA和CCGA的结构比较&&&&　　CBGA通常也称作SBC(Solder Ball Carrier)，是BGA封装的第二种类型(见图4)。CBGA的硅片连接在多层陶瓷载体的上表面，硅片与多层陶瓷载体的连接可以有两种形式，第一种是硅片线路层朝上，采用金属丝压焊的方式实现连接，另一种则是硅片的线路层朝下，采用倒装片结构方式实现硅片与载体的连接。硅片连接完成之后，对硅片采用环氧树脂等填充物进行包封以进步可靠性和提供必要的机械防护。在陶瓷载体的下表面，连接有90Pb/10Sn焊球阵列，焊球阵列的分布可以有完全分布或部分分布两种形式，焊球尺寸通常约0.89mm左右，间距因各家公司而异，常见的为1.0mm和1.27mm。　　PBGA器件也可以用现有的组装设备和工艺进行组装，但由于与PBGA的焊球组份不同，使得整个组装过程和PBGA有所不同。PBGA组装采用的共晶焊膏的回流温度为183℃，而CBGA焊球的熔化温度约为300℃，现有的表面安装回流过程大都是在220℃回流，在这个回流温度下仅熔化了焊膏，但焊球没有熔化。因此，要形成良好的焊点，漏印到焊盘上的焊膏量和PBGA相比要多，其目的首先是要用焊膏补偿CBGA焊球的共平面误差，其次是保证能形成可靠的焊点连接。　　在回流之后，共晶焊料包容焊球形成焊点，焊球起到了刚性支撑的作用，因此器件底部与PCB的间隙通常要比PBGA大。CBGA的焊点是由两种不同的Pb/Sn组份焊料形成的，但共晶焊料和焊球之间的界面实际上并不明显，通常焊点的金相分析，可以看到在界面区域形成一个从90Pb/10Sn到37Pb/63Sn的过渡区。　　目前一些产品已采用了I/O数196～625的CBGA封装器件，但CBGA的应用还不太广泛，更高I/O数的CBGA封装的发展也停滞不前，主要回咎于CBGA组装中存在的PCB和多层陶瓷载体之间的热膨胀系数(TCE)不匹配题目，这个题目的出现，使得在热循环时引起封装体尺寸较大的CBGA焊点产生失效。通过大量的可靠性测试，已经证实了封装体尺寸小于32mm×32mm的CBGA均可以满足产业标准热循环试验规范。CBGA的I/O数目前限制在625以下，对于陶瓷封装体尺寸在32mm×32mm以上的，则必须要考虑采取其它类型的BGA。　　CBGA封装的主要优点在于：　　1)具有优良的电性能和热特性。　　2)具有良好的密封性能。　　3)和QFP器件相比，CBGA不易受到机械损伤。　　4)适用于I/O数大于250的电子组装应用。　　此外，由于CBGA的硅片与多层陶瓷的连接可以采用倒装片连接方式，所以可以达到比金属丝压焊连接方式更高的互联密度。在很多情况下，尤其是在高I/O数的应用下，ASICs的硅片尺寸受到金属丝压焊焊盘尺寸的限制，CBGA通过采用了更高密度的硅片互联线路，使得硅片的尺寸可以进一步减小而又不牺牲功能，从而降低了用度。　　目前CBGA技术的发展没有太大的困难，其主要的挑战在于如何使CBGA在电子组装行业的各个领域中得到广泛应用。首先必须要能保证CBGA封装在大批量生产产业环境中的可靠性，其次CBGA封装的用度必须要能和其它BGA封装相相比。由于CBGA封装的复杂性以及相对高的用度，使得CBGA被局限应用于高性能、高I/O数要求的电子产品。此外，由于CBGA封装的重量要比其它类型BGA封装大，所以在便携式电子产品中的应用也受到限制。1.3　CCGA(Ceramic Cloumn Grid Array 陶瓷柱栅阵列)　　CCGA也称SCC(Solder Column Carrier)，是CBGA在陶瓷体尺寸大于32mm×32mm时的另一种形式(见图4)，和CBGA不同的是在陶瓷载体的下表面连接的不是焊球而是90Pb/10Sn的焊料柱，焊料柱阵列可以是完全分布或部分分布的，常见的焊料柱直径约0.5mm，高度约为2.21mm，柱阵列间距典型的为1.27mm。CCGA有两种形式，一种是焊料柱与陶瓷底部采用共晶焊料连接，另一种则采用浇铸式固定结构。CCGA的焊料柱可以承受因PCB和陶瓷载体的热膨胀系数TCE不匹配产生的应力，大量的可靠性试验证实封装体尺寸小于44mm×44mm的CCGA均可以满足产业标准热循环试验规范。CCGA的优缺点和CBGA非常相似，唯一的明显差异是CCGA的焊料柱比CBGA的焊球在组装过程中更轻易受到机械损伤。目前有些电子产品已经开始应用CCGA封装，但是I/O数在626～1225之间的CCGA封装暂时尚未形成批量生产，I/O数大于2000的CCGA封装仍在开发中。1.4　TBGA(Tape Ball Grid Array 载带球栅阵列)图5　TBGA内部结构&&&&　　TBGA又称为ATAB(Araay Tape Automated Bonding)，是BGA的一种相对较新的封装类型(见图5)。TBGA的载体是铜/聚酰亚胺/铜双金属层带，载体的上表面分布有信号传输用的铜导线，而另一面则作为地层使用。硅片与载体之间的连接可以采用倒装片技术来实现，当硅片与载体的连接完成后，对硅片进行包封以防止受到机械损伤。载体上的过孔起到了连通两个表面、实现信号传输的作用，焊球通过采用类似金属丝压焊的微焊接工艺连接到过孔焊盘上形成焊球阵列。在载体的顶面用胶连接着一个加固层，用于给封装体提供刚性和保证封装体的共面性。在倒装硅片的背面一般用导热胶连接着散热片，给封装体提供良好的热特性。TBGA的焊球组份为90Pb/10Sn，焊球直径约为0.65mm，典型的焊球阵列间距有1.0mm、1.27mm、1.5mm几种，TBGA与PCB之间的组装所采用的为63Sn/37Pb共晶焊料。TBGA也可以利用现有的表面安装设备和工艺，采用与CBGA相似的组装方法进行组装。　　目前常用的TBGA封装的I/O数小于448，TBGA736等产品已上市，国外一些至公司正在开发I/O数大于1000的TBGA。　　TBGA封装的优点在于：　　①比其它大多数BGA封装类型更轻更小(尤其是I/O数较高的封装)。　　②具有比QFP和PBGA封装更优越的电性能。　　③可适于批量电子组装。　　此外，这种封装采用高密度的倒装片形式实现硅片与载体的连接，使TBGA具有信号噪声小等很多优点，由于印制板和TBGA封装中加固层的热膨胀系数TCE基本上是相互匹配的，所以对组装后TBGA焊点可靠性的影响并不大，TBGA封装碰到的最主要题目是潮气的吸收对封装的影响。　　TBGA应用碰到的题目是如何才能在电子组装领域中占有一席之地，首先TBGA的可靠性必须能在批量生产环境中予以证实，其次TBGA封装的用度必须要能和PBGA封装相相比。由于TBGA的复杂性和相对高的封装用度，TBGA目前主要用于高性能、高I/O数的电子产品。&&&&2　Flip Chip&&&&　　和其它表面安装器件不同，倒装片无封装，互联阵列分布于硅片的表面，取代了金属丝压焊连接形式，硅片直接以倒扣方式安装到PCB上。倒装片不再需要从硅片向四周引出I/O端，互联的长度大大缩短，减小了RC延迟，有效地进步了电性能。倒装片连接有三种主要类型：C4、DC4和FCAA。2.1　C4(Controlled Collapse Chip Connection可控坍塌芯片连接)图6　C4结构形式&&&&　　C4是类似超细间距BGA的一种形式(见图6)。与硅片连接的焊球阵列一般的间距为0.203～0.254mm，焊球直径为0.102～0.127mm，焊球组份为97Pb/3Sn，这些焊球在硅片上可以呈完全分布或部分分布。由于陶瓷可以承受较高的回流温度，因此陶瓷被用来作为C4连接的基材，通常是在陶瓷的表面上预先分布有镀Au或Sn的连接盘，然后进行C4形式的倒装片连接。　　C4连接不能使用目前现有的组装设备和工艺进行组装，由于97Pb/3Sn焊球的熔化温度是320℃，且在这种采用C4连接的互联结构中不存在其它组份的焊料。在C4连接中，取代了焊膏漏印，而是采用印刷高温助焊剂的方式，首先将高温助焊剂印刷到基材的焊盘或硅片的焊球上，然后硅片上的焊球和基材上相应焊盘精确对位，通过助焊剂提供足够的粘附力来保持相对位置并直到回流焊接完成。C4连接采用的回流温度为360℃，在该温度下焊球熔化，硅片处于“悬浮”状态，由于焊料表面张力的作用，硅片会自动校正焊球和焊盘的相对位置，终极焊料坍塌至一定的高度形成连接点。C4连接方式主要应用于CBGA和CCGA封装中，此外，有些厂家在陶瓷多芯片模块(MCM―C)应用中也使用这种技术。目前采用C4连接的I/O数在1500以下，一些公司预期开发的I/O数将超过3000。　　C4连接的优点在于：　　1)具有优良的电性能和热特性。　　2)在中等焊球间距的情况下，I/O数可以很高。　　3)不受焊盘尺寸的限制。　　4)可以适于批量生产。　　5)可大大减小尺寸和重量。　　此外，C4连接在硅片和基材之间只有一个互联界面，可提供最短的、干扰最小的信号传递通道，减少的界面数目使得结构更简单，并且可靠性更高。C4连接在技术上还存在很多挑战，真正应用于电子产品还有一定的难度。C4连接方式只能适用于陶瓷基材，它们将在高性能、高I/O数的产品中得到广泛的应用，例如CBGA、CCGA和MCM―C等。2.2　DCA(Direct Chip Attach 直接芯片连接)　　DCA和C4类似，是一种超细间距连接(见图7)。DCA的硅片和C4连接中的硅片结构相同，两者之间的唯一区别在于基材的选择，DCA采用的基材是典型的印制材料。DCA的焊球组份是97Pb/3Sn，连接焊接盘上的焊料是共晶焊料(37Pb/63Sn)。对于DCA，由于间距仅为0.203～0.254mm，共晶焊料漏印到连接焊盘上相当困难，所以取代焊膏漏印这种方式，在组装前给连接焊盘顶镀上铅锡焊料，焊盘上的焊料体积要求十分严格，通常要比其它超细间距元件所用的焊料多。在连接焊盘上0.051～0.102mm厚的焊料由于是预镀的，一般略呈圆顶状，必须要在贴片前整平，否则会影响焊球和焊盘的可靠对位。图7　DCA结构形式&&&&　　这种连接方式可以用现在的表面安装设备和工艺实现。首先，助焊剂通过印刷方式被分配到硅片上，然后进行硅片的贴装，最后回流焊接。DCA组装采用的回流温度约220℃，低于焊球的熔点但高于连接焊盘上的共晶焊料熔点，硅片上焊球的作用相当于刚性支撑，回流之后共晶焊料熔化，在焊球与焊盘之间形成焊点连接。对于这种采用两种不同的Pb/Sn组份形成的焊点，在焊点中两种焊料的界面实际并不明显，而是形成从97Pb/3Sn到37Pb/63Sn的光滑过渡区域。由于焊球的刚性支撑作用，DCA组装中焊球不“坍塌”，但还具有自校正特性。DCA已经开始得到应用，I/O数主要在350以下，一些公司计划开发的I/O数超过500。这种技术发展的动力不是更高的I/O数，而主要是着眼于尺寸、重量和用度的减小。DCA的特点和C4非常相似，由于DCA可以利用现有的表面安装工艺实现与PCB的连接，所以能采用这种技术的应用很多，尤其是在便携式电子产品中的应用。　　然而并不能夸大DCA技术的优点，在DCA技术的发展过程中仍有很多技术挑战。在实际生产中使用这种技术的组装厂家为数并未几，他们都在努力进步工艺水平，以扩大DCA的应用。由于DCA连接把那些和高密度相关的复杂性转移到PCB上，所以给PCB的制造增加了难度，此外，专门生产带有焊球的硅片的厂家为数未几，在组装设备、工艺等各方面仍存在着很多值得关注的题目，只有这些题目得到了解决，才能推动DCA技术的发展。2.3　FCAA(Flip Chip Adhesive Attachment 倒装片胶连接)　　FCAA连接存在多种形式，当前仍处于初期开发阶段。硅片与基材之间的连接不采用焊料，而是用胶来代替。这种连接中的硅片底部可以有焊球，也可以采用焊料凸点等结构。FCAA所用的胶包括各向同性和各向异性等多种类型，主要取决于实际应用中的连接状况。另外，基材的选用通常有陶瓷、印制板材料和柔性电路板等。这种技术目前尚未成熟，在这里就不作更多的阐述。&&&&3　结束语&&&&　　综上所述，BGA和Flip Chip不仅改变了传统的引线封装形式，而且还提供了高性能、高I/O数应用中的封装解决办法，它们适应了当前表面安装技术的发展需要，必将对今后的电子组装产业产生重大的影响。面积阵列封装技术必将发展成为一种占上风的封装技术，其在电子组装领域中的发展远景是非常广阔的。
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