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A、BGA封装的I/O端子以圆形或柱状焊点按阵列形式分布在封装下面,BGA技术的优点是I/O引脚数虽然增加了,但引脚间距并没有减小反而增加了,从而提高了组装成品率;虽然它的功耗增加,但BGA能用可控塌陷芯片法焊接,从而可以改善它的电热性能;厚度和重量都较以前的封装技术有所减少;寄生参数减小,信号传输延迟小,使用频率大大提高;组装可用共面焊接,可靠性高。说到BGA封装就不能不提Kingmax公司的专利TinyBGA技术,TinyBGA英文全称为Tiny Ball Grid Array(小型球栅阵列封装),属于是BGA封装技术的一个分支。是Kingmax公司于1998年8月开发成功的,其芯片面积与封装面积之比不小于1:1.14,可以使内存在体积不变的情况下内存容量提高2~3倍,与TSOP封装产品相比,其具有更小的体积、更好的散热性能和电性能。
BGA封装(7张)
B、结构特点
PBGA
(Plasric BGA)载体为普通的印制板基材,一般为2~4层有机材料构成的多层板,芯片通过金属丝压焊方式连接到载体上表面,塑料模压成形载体表面连接有共晶焊料球阵列。例如Intel系列CPU中 PemtiumII、III、IV处理器均采用这种封装方式。又有CDPBGA(Carity Down PBGA),指封装中央有方形低陷的芯片区(又称:空腔区)。
优点:封装成本相对较低;和QFP相比,不易受到机械损伤;适用大批量的电子组装;字体与PCB基材相同,热膨胀系数几乎相同,焊接时,对函电产生应力很小,对焊点可靠性影响也较少。
缺点:容易吸潮。
CBGA
(CeramicBGA)载体为多层陶瓷,芯片与陶瓷载体的连接可以有两种形式:金属丝压焊;倒装芯片技术。例如Intel系列CPU中 PemtiumI、II、PemtiumI Pro处理器均采用这种封装方式。
优点:电性能和热性能优良;既有良好的密封性;和QFP相比,不易受到机械损伤;适用于I/O数大于250的电子组装。
缺点:与PCB相比热膨胀系数不同,封装尺寸大时,导致热循环函电失效。
FCBGA
(FilpChipBGA)采用硬质多层基板。
CCGA
CCGA是CBGA尺寸大于在32*32mm时的另一种形式,不同之处在于采用焊料柱代替焊料球。焊料柱采用共晶焊料连接或直接浇注式固定在陶瓷底部。
优缺点与CCGA大体相同,不同在于焊料柱能够承受CTE不同所产生的应力,能够应用在大尺寸封装。
TBGA
载体采用双金属层带,芯片连接采用倒装技术实现。
优点:可以实现更轻更小封装;适合I/O数可以较多封装;有良好的电性能;适于批量电子组装;焊点可靠性高。
缺点:容易吸潮;封装费用高。
C、工艺简介
普通返修
普通SMD返修系统的原理:采用热气流聚集到表面组装器件(SMD)的引脚和焊盘上,使焊点融化或使焊膏回流,以完成拆卸和焊接功能。
不同厂家返修系统的相异之处主要在于加热源不同,或热气流方式不同,有的喷嘴使热风在SMD的上方。从保护器件的角度考虑,应选择气流在PCB四周流动比较好,为防止PCB翘曲还要选择具有对PCB进行预热功能的返修系统。
D、BGA贴装后的品质检测,可以用AOI光学检测仪进行定位检测,字符检测,贴装方向检测,如果有功能问题时,我们可以用X光机进行内部透视检测。