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BGA封装工艺流程

时间:2021-03-30| 作者:admin


目前,许多芯片封装都为BGA型,这类封装的最大优点就是能节约板上空间。最常见的是芯片向上结构,对热处理要求较高的通畅是使用腔向下的结构。

多数封装都采用芯片键合技术将芯片与基板连接起来,并实现芯片与基板之间的电连接。BGA也如此,但更多是采用倒装芯片互连技术。采用倒装芯片设计可将散热片直接与芯片连接起来,达到更好散热的目的。

PBGA封装工艺流程

1.PBGA基板的制备

在BT树脂/玻璃芯板的两面压极薄(12-18um厚)的铜箔,然后进行钻孔和通孔金属化,通孔一般位于基板的四周;再用常规的PWB工艺(压膜、曝光、显影、蚀刻等)在基板的两面制作图形(导带、电极以及安装焊球的焊区阵列);最后形成介质阻焊膜并制作图形,露出电极及焊区。

2.封装工艺流程

圆片减薄→圆片切削→芯片粘结→清洗→引线键合→清洗→模塑封装→装配焊料球→回流焊→打标→分离→检查及测试→包装

芯片粘结:采用充银环氧树脂粘结剂(导电胶)将IC芯片粘结在镀有Ni-Au薄层的基板上

引线键合:粘结固化后用金丝球焊机将IC芯片上的焊区与基板上的镀Ni-Au的焊区以金线相连

模塑封装:用天有石英粉的环氧树脂模塑进行模塑包封,以保护芯片、焊接线及焊盘。

回流焊:固化之后,使用特设设计的吸拾工具(焊球自动拾放机)将浸有焊剂熔点为183℃、直径为30mil(0.75mm)的焊料球Sn62Pb36Ag2,或者Sn63Pb37放置在焊盘上,在传统的回流焊炉内在N2气氛下进行回流焊接(最高加工温度不超过230℃),焊球与镀Ni-Au的基板焊区焊接。

TBGA封装工艺流程

1.TBGA载带制作

TBGA载带是由聚酰亚胺PI材料制成的,在制作时,先在载带的两面覆铜,接着冲通孔和通孔金属化及制作出图形;然后镀镍、金,将带有金属化通孔和再分布图形的载带分割成单体。

封装热沉又是封装的加固体,也是管壳的芯腔基底,因此在封装前先要使用压敏粘结剂将载带粘结在热沉上。

TBGA适合于高I/O数应用的一种封装形式,I/O数可为200-1000,芯片的连接可以用倒装芯片再流,也可以用热压键合。

2.封装工艺流程

圆片减薄→圆片切割→芯片粘结→清洗→引线键合→等离子清洗→液态密封剂灌封→装配焊料球→回流焊→打标→最终检查→测试→包装

芯片粘结:全阵列型芯片,用C4工艺;周边型金凸点芯片,热压键合。

装配焊料球:用微焊技术把焊球(10Sn90Pb)焊接到载带上,焊球的顶部熔进电镀通孔内,焊接后用环氧树脂将芯片包封。

FCBGA封装工艺流程

1.FCGBA基板制作

FCGBA基板制作是将多层陶瓷片高温共烧成多层陶瓷金属化基片,再在基片上制作多层金属布线,然后进行电镀等。

2.封装工艺流程

圆片凸点的制备→圆片切割→芯片倒装及回流焊→底部填充→导热脂、密封焊料的分配→封盖→装配焊料球→回流焊→打标→分离最终检查→测试→包封

倒装焊接:克服了引线键合焊盘中心距极限的问题,在芯片的电源/地线分布设计上提供了更多便利,为高频率、大功率器件提供更完善的信号。

基板选择:关键因素在于材料的热膨胀系数(CTE)、介电常数、介质损耗、电阻率和导热率等。

凸点技术:常用的凸点材料为金凸点,95Pb5Sn、90Pb10Sn焊料球(回流焊温度约为350℃)。技术的关键在于当节距缩小时,必须保持凸点尺寸的稳定性。焊料凸点尺寸的一致性及其共面性对倒装焊的合格率有极大的影响。

CBGA封装工艺流程

相比于PBGA和TBGA,CBGA有些许不同,主要表现在三个方面:

1.CBGA的基板是多层陶瓷布线基板,PBGA的基板是BT多层布线基板,TBGA基板是加强环的聚酰亚胺(PI)多层Cu布线基板。

2.CBGA基板下面的焊球为90%Pb-10Sn%或95%Pb-5Sn%的高温焊球,而与基板和PWB焊接的焊料则为37%Pb-63Sn%的共晶低温焊球

3.CBGA的封盖为陶瓷,使之成为气密性封装;而PBGA和TBGA则为塑料封装,非气密性封装。

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