BGA、CSP的封装形式PPT课件

1、2021/3/92021/3/9 2021/3/9 集集 成成 电电 路路 的的 发发 展展 趋势是趋势是随随 着着 芯芯 片片 集集 成的提成的提 高高 而而 改改 变变 芯芯 片片 封装封装 形形 式式 的。的。 从从DIP DIP 双列双列 直直 插插 到到 目目 前前 CSPMicro BGA CSPMicro BGA 使使 电电 路路 板板组组 装装 工工 艺艺 和和 设设 备备 发生发生 了了 变变 化化2021/3/9 2001年 DRAM 存储器 1G Bit 2001年 I/O 端子数达到 1500 2007年 DRAM 存储器 16 G Bit 2007年 I/O 端子数达

2、到 3600 2007年 芯片开关速度达 1000MHz 存储器件 SOJTSOPTSSOPBGA (CSP) 逻辑器件QFPPGAPBGAUBGA TBGA2021/3/9 从 超 密 脚 间 距QFP到BGA 封 装， 最 大的 特 点 是 BGA 的脚间 距 加 大 了， 其电 路 板 组 装 的 成 品 率大 大 提 高 了， 但 是需 采 用 特 殊 的 光学 对 中设 备 来 实 现贴 片 和 返 工2021/3/9Worldwide CSP Consumption6.551054191,1522,1313,51701000200030004000123456Series1 199

3、6 1997 1998 1999 2000 2001 百百 万万 美美 元元 Source: Electronic Trend Publication2021/3/9 QFP的封装面积是随 I/O端子数的平方增加 BGA为高I/O端子的器件提供了可制造性 (一般 I/O端子数为 2501089) BGA的 I/O端子呈二维阵列，端子呈硬球状 BGA的大容量封装使PCB板面减少，组装密度增大，组装返工率降低，降低了生产成本 BGA沿用了标准SMT工艺，与标准的SMT工艺兼容，贴片简单2021/3/9376 I/O 的0.4mm 脚间距主流QFP商品化已5年， 0.4mm QFP的缺陷率为 501

4、00 ppm/引线焊料颗粒控制，引线平面性，间距公差严格组装工艺，设备 复杂，难度高研制 504 I/O的 0.3mm的QFP使用化极为困难现有组装设备达到极限返工率高，导致废品率高结论： 最终产品成本上升2021/3/9 与0.020” 脚 间 距 的SMD元 件 相 比，BGA 焊 点 更牢 固 允 许 50 贴 片 精 度 误 差，熔 锡 过 程 芯 片 会 自对 中 容 易 进 行 丝 网 漏 印 焊锡 膏 。 组 装 电 路 板 成 品 功 高 操 作 过 程 中 不 会 损 坏管 脚 容 易 控 制 焊 点 与 焊 盘的 水 平 度（Coplanarity)2021/3/9 BGA

5、 焊 点 与 焊 盘 的 水 平 度 要求 小 于 0 .006” 焊 锡膏 球 会 给予 补 偿 高 I/O 输 出 口 焊 接 时 散 热 性 好 分 布 电 抗 低，频 率 特 性 好 仍 可 使 用 现 有 的SMT 组 装 设 备2021/3/9同样为304-管脚的器件的比较: BGA QFP封装尺寸 (平方毫米) 525 1,600脚间距/球栏栅间距 (毫米) 1.27 0.5组装损坏率 (PPM/管脚) 0.6 100器件廢品率* 0% 7%器件管脚间信号干扰 1.0 X 2.25 X* 由于管脚变形; 对 2,100 QFPs 和 20,000 BGA的测试结果.2021/3/

6、9 需采用需采用X-rayX-ray检查检查 由于球状栏栅管脚排列需多层电路板由于球状栏栅管脚排列需多层电路板 布线从而增加了电路板制造成本布线从而增加了电路板制造成本 传统的局部返工方法传统的局部返工方法“Touch Up”Touch Up”不适用。必不适用。必须将整个芯片取下来进行返工须将整个芯片取下来进行返工 清洁芯片底部焊盘有难度清洁芯片底部焊盘有难度2021/3/92021/3/9BGA BGA 封封 装装 种种 类类: :。 PBGAPBGA - 塑封BGA。 CBGA CBGA - 陶瓷封装BGA。 CCBGA CCBGA -陶瓷封装柱形焊球BGA。 TBGA TBGA - Ta

7、pe Ball Grid Array。 SBGA SBGA - Super Ball Grid Array。 MBGA MBGA - Metal Ball Grid Array。 BGABGA - Fine Pitch BGA (20 mil pitch) a trade mark of Tessera Group。 FPBGA FPBGA-NEC Fine Pitch BGA (20 mil pitch) NECs design to compete with TesseraInformation Obtained From SMTA Association Journal 19962021

8、/3/9BGA BGA 焊焊 锡锡 球球 排排 列列 矩矩 阵阵 种种 类类: :。 全全 矩矩 阵阵BGA - BGA - 布布 满焊满焊 锡锡 球球 . .。 周周 边边 排排 列列BGA - BGA - 焊焊 锡锡 球球 沿沿 周周 边边 排排 列，列， 中中 间间 部部 位位 空空 着着。 线线 性性 排排 列列 焊焊 锡锡 球球 的的 矩矩 阵阵BGA.BGA.。 交交 错错 排排 列列 焊焊 锡锡 球球 的的BGA.BGA.。 长长 方方 形形BGA.BGA.Information Obtained From SMTA Association Journal 19962021/3/

9、9 分分 布布 电电 抗抗 低，低， 无焊无焊 脚脚 损损 伤伤2021/3/9 交交 错错 式式 排排 列列 特特 殊周殊周 边式边式 排排 列列 线线 性式性式 排排 列列 周周 边式边式 排排 列列2021/3/9l高I/O 芯 片l可 允 许50 对 中 误 差l较大的管脚间距(1.0;1.27 毫 米)l降 低 贴 片 废 品 率lBT （Bismaleinide Triazine)lPCB 片 基l63/37 Sn/Pb 焊 锡 球lHPBGA较好的抗热损坏特性lHLPBGA 金属顶盖散热 型2021/3/9 汽车的发动机，变速箱，监控系统，安全，防盗系统 娱 乐 类 产 品 消

10、费 类 产 品 电 子 游 戏 类 产 品 计 算 机 和 外 设 电 动 工 具 类 产 品 摄 像 机 视 频 产 品 家 电 产 品 通 讯 产 品 手 机， 无 线 电 接 收 机， BP 机 信 息 系 统， 个 人 用 通 讯 产 品， GPS2021/3/9封 装 技 术 已 转 让 给世界著 名 半 导 体 芯 片制造公 司因此 BGA 封装 芯片 会 是 今 后 的芯片 封 装 趋 势Anam/Amkor, Flexera,Hitachi, Intel, MitsuiHigh-tec, Read-Rite, 3MShinko,Texas Instruments2021/3/9

11、2021/3/92021/3/9BGA 封 装 是 结合 了 Flex Circuit技术和SMT 贴片技术2021/3/9“Chip Scale Package” (CSP) 封 装 定 义 为 芯 片 的 封 装 尺 寸 不 超 过 半 导 体 硅片尺 寸 的 .2倍。 哪家的封装结构 是世界领先技术？2021/3/9 更 小 型 的 封 装 结 构2021/3/9更 直 接 的 导 电 通 路- 更 容 易 做 到 频 率 为 500MHz- 600MHz - 所 有 导 电 通 路 具 有 较 低 的 电 抗 性 由 于CSP 芯 片 自 重 轻， 因 此 在 再 流 焊 接 过 程 中 有 更 好 的 自 对 中 特 性。 热 传 导 更 均 匀只 需 对 现 有BGA 设 备 稍 加 修 改 即 可 完 成CSP 焊 接2021/3/9 电 路 板 设 计 考 虑 焊 接 技 术 焊 锡 球 合 金 自动化贴装工艺 定义PCB板表面技术参数 电路板引线镀模技术 丝 网 技 术 电路板组装工艺2021/3/9 CSP 封 装 与BGA 芯 的外 内 观 比 较。 主 要 区别 是 各 厂 家 生 产 的 CSP结 构 不同2021/3/9 手手 机机, , 传传 呼呼 机机, , 调调 制制 解解 调调 器器 便便 携携 式式 电电 脑脑/ / 掌掌