BGA技术

文摘   2024-10-18 10:31   贵州  

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BGA技术

BGA即球栅阵列式封装,以其先进及高性能在封装技术中占据一定市场。

本文对其进行简单介绍,分述如下:

  • BGA技术的优点及缺点

  • BGA器件的主要类型

  • BGA的制作及安装

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BGA技术的优点及缺点

BGA技术的优点:

空间节约:BGA可最大限度地节约基板上的空间,是许多芯片规模封装(CSP)的首选。

材料及结构多样:BGA可使用多种材料,如高分子树脂基体、陶瓷和塑料等。同时其结构形式也多种多样,不论是芯片向上结构,还是芯片向下结构都能兼容。可以根据要求来进行选择。

散热性能良好:球形触点阵列有助于散热。

性能优化:BGA技术由于其特殊性,能够极大的提高成品率且兼容现有工艺设备,与此同时也能改善共面问题,缓解信号路径短等问题。

BGA技术以其独特的优点和广泛的应用前景,在半导体封装领域发挥着越来越重要的作用。

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BGA器件的主要类型

前面提到,BGA可使用多种材料,根据使用材料不同BGA器件被分为不同类型,主要有以下四种:PBGA、CBGA、CCGA、TBGA。

以下是对这四种类型的详细介绍:

塑料球栅阵列(PBGA)

PBGA的焊料球需要采用一些具有低共熔点的合金(如37Pb/63Sn),同时对尺寸也有一定的要求,大约为1mm,节距范围在1.27~2.54mm之间。

PBGA封装器件价格较低,但装配质量高,能够使封装成本降低的同时,不降低封装质量。但也有一定的缺点,PBGA封装时要求器件表面维持较高的平整度。

陶瓷球栅阵列(CBGA)

CBGA的焊料球采用90Pb/10Sn合金,尺寸和节距与PBGA相似,其再流焊工艺的温度需要高于PBGA,以熔化CBGA焊球。

CBGA封装中,可能会在热循环过程中导致焊点失效。然而,通过大量的可靠性测试工作,已经证明CBGA封装器件能够在一定区域内接受业界标准的热循环测试。

陶瓷圆柱栅格阵列(CCGA)

CCGA是在CBGA的基础上发展起来的,也可以称之为其改进型,通过改变焊料球来改变焊点达到缓解CBGA中的热失配问题。

CCGA封装器件具有更高的可靠性和更好的共面性,焊点成形容易,对湿气不敏感,且封装密度高。

载带球栅阵列(TBGA)

TBGA其载体是铜/聚酰亚胺/铜双金属层带,具有良好的共面性和散热性,且封装密度高。

此外,由于采用了柔性载带,TBGA在应对热应力和机械应力方面表现出色。

BGA的四种主要类型各有其特点和优势,适用于不同的应用场景和需求。在选择BGA封装类型时,需要根据具体的器件要求、成本预算和可靠性需求进行综合考虑。

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BGA返工流程

BGA的制作过程:

以OMPAC(模压树脂密封凸点阵列载体)为例,简要介绍BGA的返工流程:

确认缺陷BGA组件:首先确认需要返工的BGA组件及其缺陷。

拆卸BGA:使用适当的工具和技术将BGA从PCB上拆卸下来。

BGA焊盘预处理:对拆卸后的BGA焊盘进行预处理,如清洗、去除残留焊料等。

检测焊膏涂覆:确保新的焊膏正确涂覆在PCB的焊盘阵列上。

重新安放组件并再流焊:将新的或修复后的BGA组件对准放在印有焊膏的焊盘上,并进行再流焊。

检测:最后,对返工后的BGA组件进行质量检测,确保其焊点质量和性能符合要求。

BGA的制作、安装、质量检测及返工流程均需要精细的操作和专业的设备与技术。

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