BGA、CSP的封裝形式PPT課件

1、2021/3/92021/3/9 2021/3/9 集集 成成 電電 路路 的的 發(fā)發(fā) 展展 趨勢是趨勢是隨隨 著著 芯芯 片片 集集 成的提成的提 高高 而而 改改 變變 芯芯 片片 封裝封裝 形形 式式 的。的。 從從DIP DIP 雙列雙列 直直 插插 到到 目目 前前 CSPMicro BGA CSPMicro BGA 使使 電電 路路 板板組組 裝裝 工工 藝藝 和和 設(shè)設(shè) 備備 發(fā)生發(fā)生 了了 變變 化化2021/3/9 2001年 DRAM 存儲(chǔ)器 1G Bit 2001年 I/O 端子數(shù)達(dá)到 1500 2007年 DRAM 存儲(chǔ)器 16 G Bit 2007年 I/O 端子數(shù)達(dá)

2、到 3600 2007年 芯片開關(guān)速度達(dá) 1000MHz 存儲(chǔ)器件 SOJTSOPTSSOPBGA (CSP) 邏輯器件QFPPGAPBGAUBGA TBGA2021/3/9 從 超 密 腳 間 距QFP到BGA 封 裝， 最 大的 特 點(diǎn) 是 BGA 的腳間 距 加 大 了， 其電 路 板 組 裝 的 成 品 率大 大 提 高 了， 但 是需 采 用 特 殊 的 光學(xué) 對 中設(shè) 備 來 實(shí) 現(xiàn)貼 片 和 返 工2021/3/9Worldwide CSP Consumption6.551054191,1522,1313,51701000200030004000123456Series1 199

3、6 1997 1998 1999 2000 2001 百百 萬萬 美美 元元 Source: Electronic Trend Publication2021/3/9 QFP的封裝面積是隨 I/O端子數(shù)的平方增加 BGA為高I/O端子的器件提供了可制造性 (一般 I/O端子數(shù)為 2501089) BGA的 I/O端子呈二維陣列，端子呈硬球狀 BGA的大容量封裝使PCB板面減少，組裝密度增大，組裝返工率降低，降低了生產(chǎn)成本 BGA沿用了標(biāo)準(zhǔn)SMT工藝，與標(biāo)準(zhǔn)的SMT工藝兼容，貼片簡單2021/3/9376 I/O 的0.4mm 腳間距主流QFP商品化已5年， 0.4mm QFP的缺陷率為 501

4、00 ppm/引線焊料顆?？刂?，引線平面性，間距公差嚴(yán)格組裝工藝，設(shè)備 復(fù)雜，難度高研制 504 I/O的 0.3mm的QFP使用化極為困難現(xiàn)有組裝設(shè)備達(dá)到極限返工率高，導(dǎo)致廢品率高結(jié)論： 最終產(chǎn)品成本上升2021/3/9 與0.020” 腳 間 距 的SMD元 件 相 比，BGA 焊 點(diǎn) 更牢 固 允 許 50 貼 片 精 度 誤 差，熔 錫 過 程 芯 片 會(huì) 自對 中 容 易 進(jìn) 行 絲 網(wǎng) 漏 印 焊錫 膏 。 組 裝 電 路 板 成 品 功 高 操 作 過 程 中 不 會(huì) 損 壞管 腳 容 易 控 制 焊 點(diǎn) 與 焊 盤的 水 平 度（Coplanarity)2021/3/9 BGA

5、 焊 點(diǎn) 與 焊 盤 的 水 平 度 要求 小 于 0 .006” 焊 錫膏 球 會(huì) 給予 補(bǔ) 償 高 I/O 輸 出 口 焊 接 時(shí) 散 熱 性 好 分 布 電 抗 低，頻 率 特 性 好 仍 可 使 用 現(xiàn) 有 的SMT 組 裝 設(shè) 備2021/3/9同樣為304-管腳的器件的比較: BGA QFP封裝尺寸 (平方毫米) 525 1,600腳間距/球欄柵間距 (毫米) 1.27 0.5組裝損壞率 (PPM/管腳) 0.6 100器件廢品率* 0% 7%器件管腳間信號干擾 1.0 X 2.25 X* 由于管腳變形; 對 2,100 QFPs 和 20,000 BGA的測試結(jié)果.2021/3/

6、9 需采用需采用X-rayX-ray檢查檢查 由于球狀欄柵管腳排列需多層電路板由于球狀欄柵管腳排列需多層電路板 布線從而增加了電路板制造成本布線從而增加了電路板制造成本 傳統(tǒng)的局部返工方法傳統(tǒng)的局部返工方法“Touch Up”Touch Up”不適用。必不適用。必須將整個(gè)芯片取下來進(jìn)行返工須將整個(gè)芯片取下來進(jìn)行返工 清潔芯片底部焊盤有難度清潔芯片底部焊盤有難度2021/3/92021/3/9BGA BGA 封封 裝裝 種種 類類: :。 PBGAPBGA - 塑封BGA。 CBGA CBGA - 陶瓷封裝BGA。 CCBGA CCBGA -陶瓷封裝柱形焊球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 錫錫 球球 排排 列列 矩矩 陣陣 種種 類類: :。 全全 矩矩 陣陣BGA - BGA - 布布 滿焊滿焊 錫錫 球球 . .。 周周 邊邊 排排 列列BGA - BGA - 焊焊 錫錫 球球 沿沿 周周 邊邊 排排 列，列， 中中 間間 部部 位位 空空 著著。 線線 性性 排排 列列 焊焊 錫錫 球球 的的 矩矩 陣陣BGA.BGA.。 交交 錯(cuò)錯(cuò) 排排 列列 焊焊 錫錫 球球 的的BGA.BGA.。 長長 方方 形形BGA.BGA.Information Obtained From SMTA Association Journal 19962021/3/

9、9 分分 布布 電電 抗抗 低，低， 無焊無焊 腳腳 損損 傷傷2021/3/9 交交 錯(cuò)錯(cuò) 式式 排排 列列 特特 殊周殊周 邊式邊式 排排 列列 線線 性式性式 排排 列列 周周 邊式邊式 排排 列列2021/3/9l高I/O 芯 片l可 允 許50 對 中 誤 差l較大的管腳間距(1.0;1.27 毫 米)l降 低 貼 片 廢 品 率lBT （Bismaleinide Triazine)lPCB 片 基l63/37 Sn/Pb 焊 錫 球lHPBGA較好的抗熱損壞特性lHLPBGA 金屬頂蓋散熱 型2021/3/9 汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)，變速箱，監(jiān)控系統(tǒng)，安全，防盜系統(tǒng) 娛 樂 類 產(chǎn) 品 消

10、費(fèi) 類 產(chǎn) 品 電 子 游 戲 類 產(chǎn) 品 計(jì) 算 機(jī) 和 外 設(shè) 電 動(dòng) 工 具 類 產(chǎn) 品 攝 像 機(jī) 視 頻 產(chǎn) 品 家 電 產(chǎn) 品 通 訊 產(chǎn) 品 手 機(jī)， 無 線 電 接 收 機(jī)， BP 機(jī) 信 息 系 統(tǒng)， 個(gè) 人 用 通 訊 產(chǎn) 品， GPS2021/3/9封 裝 技 術(shù) 已 轉(zhuǎn) 讓 給世界著 名 半 導(dǎo) 體 芯 片制造公 司因此 BGA 封裝 芯片 會(huì) 是 今 后 的芯片 封 裝 趨 勢Anam/Amkor, Flexera,Hitachi, Intel, MitsuiHigh-tec, Read-Rite, 3MShinko,Texas Instruments2021/3/9

11、2021/3/92021/3/9BGA 封 裝 是 結(jié)合 了 Flex Circuit技術(shù)和SMT 貼片技術(shù)2021/3/9“Chip Scale Package” (CSP) 封 裝 定 義 為 芯 片 的 封 裝 尺 寸 不 超 過 半 導(dǎo) 體 硅片尺 寸 的 .2倍。 哪家的封裝結(jié)構(gòu) 是世界領(lǐng)先技術(shù)？2021/3/9 更 小 型 的 封 裝 結(jié) 構(gòu)2021/3/9更 直 接 的 導(dǎo) 電 通 路- 更 容 易 做 到 頻 率 為 500MHz- 600MHz - 所 有 導(dǎo) 電 通 路 具 有 較 低 的 電 抗 性 由 于CSP 芯 片 自 重 輕， 因 此 在 再 流 焊 接 過 程 中 有 更 好 的 自 對 中 特 性。 熱 傳 導(dǎo) 更 均 勻只 需 對 現(xiàn) 有BGA 設(shè) 備 稍 加 修 改 即 可 完 成CSP 焊 接2021/3/9 電 路 板 設(shè) 計(jì) 考 慮 焊 接 技 術(shù) 焊 錫 球 合 金 自動(dòng)化貼裝工藝 定義PCB板表面技術(shù)參數(shù) 電路板引線鍍模技術(shù) 絲 網(wǎng) 技 術(shù) 電路板組裝工藝2021/3/9 CSP 封 裝 與BGA 芯 的外 內(nèi) 觀 比 較。 主 要 區(qū)別 是 各 廠 家 生 產(chǎn) 的 CSP結(jié) 構(gòu) 不同2021/3/9 手手 機(jī)機(jī), , 傳傳 呼呼 機(jī)機(jī), , 調(diào)調(diào) 制制 解解 調(diào)調(diào) 器器 便便 攜攜 式式 電電 腦腦/ / 掌掌