BGA技術(shù)的發(fā)展

BGA 封裝現(xiàn)已發(fā)展成為一項(xiàng)成熟的高密度封裝技術(shù)。它的 I/O 引線以圓形或柱狀焊點(diǎn)按陣列形式分布在封裝下面，引線間距大，引線長(zhǎng)度短，這樣 BGA 消除了精細(xì)間距器件中由于引線而引起的共面性和翹曲的問(wèn)題。BGA 技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是可增加 I/O 數(shù)和間距，消除 QFP 技術(shù)的高 I/O 數(shù)帶來(lái)的生產(chǎn)成本和可靠性問(wèn)題。

BGA 封裝主要用于高密度、高性能器件的封裝，主要適用于 PC 芯片組、微處理器／控制器、ASIC、門(mén)陣列、存儲(chǔ)器、DSP、FPGA 等器件的封裝。BGA 封裝按基板種類(lèi)與結(jié)構(gòu)可分為塑封BGA（PBGA）、陶瓷 BGA （CBGA）、陶瓷焊柱 BGA（CCGA）、載帶 BGA 等。

陶瓷球柵陣列（CBGA）的特點(diǎn)

CBGA 芯片封裝特點(diǎn)

CBGA（Ceramic Ball Grid Array，陶瓷球柵陣列）封裝具有以下特點(diǎn)：

• 對(duì)濕氣不敏感，可靠性好，電、熱性能優(yōu)良。這是因?yàn)槠洳捎锰沾苫?，具有良好的絕緣和導(dǎo)熱性能，能夠有效保護(hù)芯片并提供穩(wěn)定的電氣連接。

• 與陶瓷基板 CTE 匹配性好。這有助于減少因熱膨脹系數(shù)不匹配導(dǎo)致的封裝失效問(wèn)題。

• 連接芯片和元件的可返修性較好。在出現(xiàn)故障時(shí)，能夠相對(duì)容易地進(jìn)行維修和更換。

• 裸芯片采用 FCB 技術(shù)，互連密度更高。可以實(shí)現(xiàn)更多的引腳連接，提高芯片的性能和功能。

• 封裝成本較高。由于陶瓷基板的制造工藝復(fù)雜，材料成本較高，導(dǎo)致整體封裝成本上升。

• 與環(huán)氧樹(shù)脂等基板 CTE 匹配性差。在與某些常見(jiàn)的基板材料結(jié)合使用時(shí)，可能會(huì)因熱膨脹差異產(chǎn)生應(yīng)力，影響封裝的可靠性。

BGA 芯片封裝特點(diǎn)

BGA（Ball Grid Array，球柵陣列）封裝具有以下特點(diǎn)：

• 除了芯片本身，外部元件很少，沒(méi)有大引腳和引出框，整個(gè)芯片在 PCB 上的高度可以做到 1.2 毫米。

• 引腳在底部排列整齊，利于芯片的返修，能較容易找到損壞位置進(jìn)行拆除。

• 信號(hào)環(huán)路小，在相等引腳數(shù)目的條件下，BGA 封裝環(huán)路通常是 QFP 或者 SOIC 的 1/2 到 1/3，輻射噪聲小，管腳之間的串?dāng)_也變小。

• 可以高效地設(shè)計(jì)出電源和地引腳的分布情況，地彈效應(yīng)使得電源和地引腳數(shù)量不斷減少。

• 封裝很牢靠，同 20mil 間距的 QFP 相比，BGA 沒(méi)有可以彎曲和折斷的引腳。

• 可以把很多的電源和地引腳放在中間，I/O 口的引線放在外圍，可預(yù)先布線，避免 I/O 口走線混亂。

• 高級(jí) BGA 封裝，可以把所有的引腳都正好放置在芯片下面，不會(huì)超過(guò)芯片的封裝，有利于微型化。

• 焊盤(pán)相對(duì)較大，在操作返修的時(shí)候易于操作。

• 不需要更高級(jí)的 PCB 工藝，有足夠的機(jī)制來(lái)保證硅片上熱量的壓力。

• 本身很小的封裝，有很好的散熱屬性，大多數(shù)熱量可以向下傳播到 BGA 的球陣列上，如果硅片是貼在底面的話，那么硅片的背部是和封裝的頂部相連接，這是很合理的散熱方法。

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CBGA 與 BGA 封裝結(jié)構(gòu)對(duì)比

BGA 封裝的類(lèi)型多種多樣，根據(jù)基板的不同，主要分為三類(lèi)：PBGA（Plastic Ball Grid Array 塑料焊球陣列）、CBGA（Ceramic Ball Grid Array 陶瓷焊球陣列）、TBGA（Tape Ball Grid Array 載帶型焊球陣列）。

• PBGA 采用 BT 樹(shù)脂/玻璃層壓板作為基板，以塑料作為密封材料，焊球?yàn)楣簿Ш噶?63Sn37Pb 或準(zhǔn)共晶焊料 62Sn36Pb2Ag，焊球和封裝體的連接不需要另外使用焊料。

• CBGA 的基板是多層陶瓷，金屬蓋板用密封焊料焊接在基板上，用以保護(hù)芯片、引線及焊盤(pán)。焊球材料為高溫共晶焊料 10Sn90Pb，焊球和封裝體的連接需使用低溫共晶焊料 63Sn37Pb。

CBGA 與 BGA 性能差異

• CBGA 具有良好的抗?jié)駳庑阅?、電絕緣特性和散熱性能，但與 PCB 的熱匹配性差，焊點(diǎn)疲勞是主要的失效形式，且封裝成本高。

• BGA 器件對(duì)于貼裝精度的要求不太嚴(yán)格，在焊接回流過(guò)程中，即使焊球相對(duì)于焊盤(pán)的偏移量達(dá) 50%之多，也會(huì)由于焊料的表面張力作用而使器件位置得以自動(dòng)校正。BGA 不再存在類(lèi)似 QFP 之類(lèi)器件的引腳變形問(wèn)題，而且 BGA 還具有相對(duì) QFP 等器件較良好的共面性，其引出端間距與 QFP 相比要大得多，可以明顯減少因焊膏印刷缺陷導(dǎo)致焊點(diǎn)“橋接”的問(wèn)題。另外，BGA 還有良好的電性能和熱特性，以及較高的互聯(lián)密度。但 BGA 的主要缺點(diǎn)在于焊點(diǎn)的檢測(cè)和返修都比較困難，對(duì)焊點(diǎn)的可靠性要求比較嚴(yán)格，使得 BGA 器件在很多領(lǐng)域的應(yīng)用中受到限制。

CBGA 與 BGA 應(yīng)用場(chǎng)景區(qū)別

BGA 封裝類(lèi)型眾多，不同類(lèi)型的 BGA 封裝在應(yīng)用場(chǎng)景上有所不同。

• PBGA 由于制作成本低，性價(jià)比高，與環(huán)氧樹(shù)脂基板熱匹配性好，常用于一些對(duì)成本較為敏感，對(duì)性能要求不是特別高的電子產(chǎn)品中。

• CBGA 因其良好的電、熱性能和可靠性，常用于對(duì)可靠性要求較高，工作環(huán)境較為惡劣的電子產(chǎn)品，如航空航天、軍事等領(lǐng)域。但由于其成本較高，在一般消費(fèi)類(lèi)電子產(chǎn)品中的應(yīng)用相對(duì)較少。

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芯片封裝清洗劑W3210介紹

·         半導(dǎo)體芯片封裝清洗劑W3210是合明自主開(kāi)發(fā)的PH中性配方的電子產(chǎn)品焊后殘留水基清洗劑。適用于清洗PCBA等不同類(lèi)型的電子組裝件上的焊劑、錫膏殘留，包括 SIP、WLP等封裝形式的半導(dǎo)體器件焊劑殘留。由于其 PH 中性，對(duì)敏感金屬和聚合物材料有絕佳的材料兼容性。

·         半導(dǎo)體芯片封裝清洗劑W3210的產(chǎn)品特點(diǎn)：

·         1、PH 值呈中性，對(duì)鋁、銅、鎳、塑料、標(biāo)簽等敏感材料上顯示出絕佳的材料兼容性。

·         2、用去離子水按一定比例稀釋后不易起泡，可適用于噴淋、超聲工藝。

·         3、不含鹵素，材料環(huán)保；氣味清淡，使用液無(wú)閃點(diǎn)，使用安全，不需要額外的防爆措施。

·         4、由于 PH 中性，減輕污水處理難度。

·         半導(dǎo)體封裝清洗劑W3210的適用工藝：

·         W3210水基清洗劑適用于在線式或批量式噴淋清洗工藝，也可應(yīng)用于超聲清洗工藝。

·         半導(dǎo)體封裝清洗劑W3210產(chǎn)品應(yīng)用：

·         W3210可以應(yīng)用于不同類(lèi)型的焊劑殘留的水基清洗劑。產(chǎn)品為濃縮液，清洗時(shí)可根據(jù)殘留物的清洗難易程度，用去離子水稀釋后再進(jìn)行使用，安全環(huán)保使用方便，是電子精密清洗高端應(yīng)用的理想之選。