资源描述：
《bga封装技术的现状及其发展趋势》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、BGA封装技术焊接及空洞问题（桂林电子科技大学机电工程学院，广西桂林541000）摘要：简述了电子封装的类型，综述球栅阵列封装(BGA，ballgridarray)的概念、性能和优缺点。指出了球栅阵列的有铅焊无铅工艺，并分析焊点空洞出现问题，指出空洞的解决办法。关键词：电子封装，球栅阵列封装(BGA），发展趋势中图分类号：TN4文献标识码：A文章编号：1007-3973（2013）0000-00-001电子封装的类型电子封装是指对电路芯片进行包装，保护电路芯片，使其免受外界环境的影响的封装。依据成型工艺来划分，电子封装划分为预成型封装(pre-mold)和后成
2、型封装(post-mold)。依据使用的封装装材料来划分，电子封装分为金属封装、陶瓷封装和塑料封装。依据封装外型来划分，划分为单列直插式封装(SIP，singlein-linepackage)、双列直插式封装(DIP，dualin-linepackage)、有引线塑料芯片载体(PLCC，plastic-leadedchipcarrier)、塑料四方型扁平封装(PQFP，plasticquadflatpackage)、小外形封装(SOP，small-outlinepackage)、薄小外形封装(TSOP，thinsmall-outlinepackage)、塑料针
3、栅阵列(PPGA，plasticpingridarray)、球栅阵列(BGA，ballgridarray)、芯片级封装（CSP,chipscalepackage)等。如果按第一级与第二级连接方式来划分，就划分为插孔式(或通孔式)(PTH，pinthrough-hole)和表面贴装式SMT(surface-mount-technology)[1]。2BGA器件BGA的出现促进了SMT的发展和革新,球栅阵列封装BGA是20世纪90年代开始应用，现主要应用于高端器件的封装，发展空间还相当大。BGA封装技术是在模块底部或上表面焊有按阵列形式分布的许多球状凸点，通过焊料
4、凸点实现封装体与基板之间互连的一种封装技术。2.1 BGA器件的种类按封装材料的不同,BGA器件主要有以下几种:PBGA(塑料封装的BGA)、CBGA(陶瓷封装的BGA)、CCGA(陶瓷柱装封装的一种广义BGA)、TB-GA(载带状封装的BGA)和CSP，PBGA是目前使用较多的BGA。2.2 BGA器件的特性分析BGA器件主要有以下特性:(1)I/O引线间距大,相同面积可容纳的I/O数目多;(2)封装可靠性高,焊点缺陷率低,焊点牢靠;(3)QFP芯片的队位通常由操作人员用肉眼来观察,对位与焊接较困难。而BGA芯片的脚间距较大,借助对位放大系统,对位与焊接较容
5、易;(4)容易对大面积电路板进行丝网印刷;(5)BGA管脚牢靠,平面性较QFP容易保证,因为焊锡球在熔化以后可以自动补偿芯片与PCB之间的平面误差;(6)焊接时,焊点之间的张力产生良好的自对位效果,允许有50%的贴片精度误差;(7)有较好的电特性,由于管脚短,导线的自感和导线之间的互感低,频率特性好;(8)BGA球栅阵列有利于散热。当然,BGA也有缺点,主要是检测焊点焊接质量较为困难[2]。2.3新型BGA封装结构2.3.1热增强型BGA随着电子封装向高密度，薄型化的方向发展，封装的尺寸越来越小，器件的功率越来越大，对芯片的热可靠性提出了更高的要求，为减小热阻
6、，提高热性能，产生了多种热增强型BGA，其主要特点是在BGA封装的底部中间位置(芯片)加有一个散热的铜块或铜片，增加热传导能力，主要用于高功耗器件的封装。其主要结构如图1所示。图1带散热块型BGA结构示意图研究表明，芯片粘接材料及散热块粘接材料对其焊点可靠性的影响均较小，其热疲劳寿命与封装的翘曲度成正比，减小封装的翘曲度能有效地提高焊点可靠性，带散热片型BGA具有良好的热传导性，焊点的疲劳寿命最长。2.3.2具有嵌入式芯片的系统封装型BGA近年来，小型化和多功能化成为电子设计的主要趋势，为了满足这些趋势，出现了具有嵌入式芯片的系统封装型BGA，对于其焊点可靠性
7、的研究仍然比较少。其封装结构示意图如图2所示[3]。图2具有嵌入式芯片的系统封装型BGA结构示意图通过实验与有限元分析结合的方法对该种封装与传统BGA封装在相同温度循环条件下进行对比，发现嵌入式芯片改变了最大蠕变应变的位置，将最大蠕变应变值位置有传统的边缘区域焊球转移到中心区域焊球，但是并未改变其最大蠕变应变值，而该值主要受到基板填充材料的影响。3无铅BGA焊接工艺3.1焊接工艺方法焊接无铅BGA器件主要有三种工艺方法:(1)用无铅焊接工艺进行焊接;(2)重新植球有铅化后采用有铅焊接工艺进行焊接;(3)直接采用有铅焊料进行焊接(以下简称有铅焊无铅工艺)。方法(
8、1)由于无铅焊接温度较高，整板焊接时还
