BGA和CSP技术VIP

BGA CSP技术 概述 典型封装类型变迁 概述 封装尺寸的变化高密度封装 轻 薄 短 小 概述 从周边到面阵列大大增加了封装的密度 BGA BallGridArray BGA封装的优点单位面积更多的I O数 薄优良的电 热特性大间距避免了组装中的桥接易于传送自对准功能与现有SMT兼容 对焊球共面性要求低高良率与高可靠 BGA BallGridArray BGA封装的沿变Motorola IBM Hitachi等公司采用焊球取代陶瓷PGA中的针 Motorola用BT树脂取代陶瓷基板并与Citizen合作开发模塑的工艺1989 Motorola成功实现模压树脂阵列载体封装OMPAC 1992 Compaq在PC机中成功应用OMPAC封装 BGA BallGridArray BGA BallGridArray BGA示例美国LSILogic公司推出的FPBGA 4L 共有四层有机材料的衬底 它的膨胀系数同印制电路板材料十分接近 硅芯片直接接触到铜的散热板上 所以具有很好的散热性能 每边的尺寸最大达40mm 引出端最多可达1157个 BGA BallGridArray BGA封装的分类 分类并不绝对 塑料球栅阵列 陶瓷球栅阵列 陶瓷圆柱栅格阵列以及载带球栅阵列 BGA BallGridArray 塑封BGA PBGA BGA BallGridArray 塑封BGA PBGA 225个引出端的PBGA示意图 BGA BallGridArray PBGA是目前最主要的BGA封装PBGA的主要工艺流程 BGA BallGridArray PBGA的主要工艺流程 BGA BallGridArray 加强版PBGA BGA BallGridArray 陶瓷BGA CBGA BGA BallGridArray 陶瓷BGA CBGA IBM的CCGA倒装焊芯片 采用焊料柱代替BGA中的焊球 得到CGA ColumnGridArray CGA的目的在于增强可靠性 缓解热应力 BGA BallGridArray 载带BGA TBGA BGA BallGridArray 载带BGA TBGA IBM TBGA结构示意 BGA BallGridArray BGA的芯片安装方式 引线键合 芯片朝上 BGA BallGridArray BGA的芯片安装方式 引线键合 芯片朝下 BGA BallGridArray BGA的芯片安装方式 C4FlipChip BGA BallGridArray IBM的SRAM芯片 FC PBGA Motorola的PowerPC芯片 FC PBGA BGA BallGridArray 自对准功能焊球熔化 具有自对准功能 对准容差可为焊球直径的 50 BGA BallGridArray BGA封装的缺点如果焊球数量多 节距小 PCB必须为多层板 由于焊球同PCB之间的热失配大 必须要使用Underfill 焊点都在封装体下 不易检测和返修 焊球数 150时 性能价格比不及QFP 可靠性方面还需要进一步提高 BGA BallGridArray 真空植球 BGA BallGridArray 焊球质量分析 BGA BallGridArray BGA的检测由于BGA在焊接后焊点隐藏在封装体下 给传统的检测手段尤其是目测带来了极大的挑战 为了在线检测产品 一种新型的设备 X射线检测仪被用于对BGA等焊接的检测 BGA BallGridArray X射线检查仪结构示意图 BGA BallGridArray BGA BallGridArray 不同封装材料对X ray射线的不同不透明系数得到的焊点灰度图像显示了材料在密度及厚度上的差异 可以检测出焊点是否移位锡珠及桥接 但是由于焊球与焊盘具有垂直重叠的特征 BGA元件的焊缝被其引线的焊遮掩 所以不能检测BGA焊点中的焊料不足 气孔 虚焊等缺陷 断面X ray检测断面X ray检测通过一个聚焦断面 使目标区域上下平面散焦的方法对焊接区进行检测 解决了焊球与焊盘垂直重叠的问题 根据不同部位的剖面 可以得到每个剖面的基本参数 便于进行焊点的辨别 BGA BallGridArray 断面x ray检测的优点焊点的中心是否重合 判断焊点移位焊点的直径 判断焊料不足 开路每个剖面圆环的厚度 判断润湿不够及气孔焊点相对于已知圆度的圆形的形状误差 判断元件移位及润湿情况 BGA BallGridArray 失效实例 BGA BallGridArray 缺陷种类 少锡 LessSolder 焊锡变形 BGA BallGridArray 错位 Mis alignment 桥接 Bridge CSP ChipSizePackage 什么是芯片尺寸封装 S基板 Sdie 1 2 或1 4 2 ChipSize ScalePackage CSP ChipSizePackage CSP基本概念PackageSize 1 2ChipSizePackageSize ChipSize 1mmPackageThickness 1mm CSP ChipSizePackage CSP ChipSizePackage CSP的分类 CSP ChipSizePackage 几种典型的芯片尺寸封装 CSP ChipSizePackage 几种芯片尺寸封装简介LOC CSP流程 CSP ChipSizePackage LOC CSP流程 CSP ChipSizePackage Tessera的MicroBGA usedforFlashMemoryandDRAM CSP ChipSizePackage MitsubishiCSP的再布线 CSP ChipSizePackage Fujitsu公司的MicroBGA CSP ChipSizePackage CSP ChipSizePackage CSP ChipSizePackage CSP ChipSizePackage Fujitsu公司的QFN QuadFlatNonleadedPackage CSP CSP ChipSizePackage CSP ChipSizePackage Fujitsu的BCC BumpChipCarrier 封装 CSP ChipSizePackage 1 没有基板 从而降低了贴装高度 PKG厚度0 8 0 6MM 2 接触端子的站高仅75 因此更加容易安装到电路板上3 可适应无铅化要求 端子部分为Au Pd 可适应电镀260 高温回流 4 centerpad直接接触电路板 散热性能高 BCC 5 高电气特性 没有基板 缩短了电传播距离 centerpad接地 BCC 6 设计灵活有弹性7 组装 测试 FR MAP 提高了生产效率 CSP ChipSizePackage BCC及BCC 的结构 提高了高频性能 接地键合 高散热性二次安装可靠性高 CSP ChipSizePackage Bump结构 CSP ChipSizePackage BCC与QFP比较 CSP ChipSizePackage BCC CSP流程示意图 CSP ChipSizePackage CSP ChipSizePackage CSP ChipSizePackage CSP的典型应用 IntelFlashMemoriesinCSPwith40I O CSP ChipSizePackage CSP的其他应用 CSP Ch