mm间距cspbga器件无铅焊接工艺技术研究

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1、2012-07-13################2012-07-13#######2#012-07-13########0.5mm间距CSP/BGA器件无铅焊接工艺技术研究孙国清，李承虎(中国电子科技集团公司第三十八研究所，安徽合肥230031)摘要：芯片级封装器件因其小尺寸、低阻抗、低噪声等优点广泛应用于电子信息系统中。从器件封装、印制板焊盘设计、焊膏印刷、贴装以及回流焊接等方面探讨了0.5mm间距CSP/BGA器件无铅焊接工艺技术。关键词：芯片级封装；无铅；印刷；贴装；回流焊接中图分类号：TG44文献标识码：B文章编号：1004-4507(2011)

2、05-0025-04ResearchofLead-freeSolderingabout0.5mmPitchCSP/BGAComponentsSUNGuoqing，LIChenghu(The38thResearchInstituteofCETC，Hefei230031，China)Abstract:CSPcomponentsarewidelyappliedtotheelectroninformationsystemsfortheirlittlesize、lowimpedenceandlowyawpandsoon。Thepaperdiscussesthetech

3、nologyoflead-freesolderingabout0.5mmpitchCSP/BGAcomponentsfromcomponentsincapsulation、designingofbondingpads、solderpasteprinting、pickingAndplacingandreflowsoldering。Keywords:CSP（chipscalepackaging）；Lead-free；Printing；PickAndPlace；ReflowSoldering印制板组件的高密度化、高可靠性以及无铅化发展趋势，其对元器件封装尺寸、性能

4、以及组装工艺要求愈加苛刻。CSP/BGA器件因其小尺寸、低阻抗、低噪声等优点越来越广泛应用于电子信息系统产品中。但同时，CSP/BGA器件在无铅组装工艺中比较迫切。1封装1.1定义CSP：是chipsizepackage的英文缩写，即芯片级尺寸封装。它是指芯片的面积与封装体面积之有着较大的难度系数，开展其焊接工艺研究显得比大于80%，通俗的说，芯片的边长比封装体的边2012-0收7稿-日1期3：2#01#1-0#4-1#3############2012-07-13#######2#012-07-13########EquipmentforElectroni

5、cProductsManufacturing长小仅仅1mm左右。CSP/BGA就是具有芯片级尺寸封装的器件。（1）熔点。焊膏合金共晶温度不能太高，根据元器件耐受温度以及回流峰值温度，一般选择在210～220℃较为合适；（2）无毒。无铅焊膏材料符合ROHS规范，不含有毒物质；（3）可靠性。焊接后，焊点要有足够的机械强度和良好的导电率；（4）成本。焊膏成本要低，应用广泛。我们优选熔点在217℃左右的锡－银－铜系焊膏。1.2结构CSP/BGA器件应用较多的主要有两种结构形式，即引线键合和倒装键合（见图1）。引线键合式倒装键合式3.2设计网板3.2.1网板加工制作C

6、SP/BGA器件网板开孔尺寸很小，要保证焊膏有效地从网板孔内释放，网板制作方法选择至关重要。现阶段网板加工制作方法主要有：化学腐蚀法、激光切割法以及电铸法。结合使用丝网印刷机特点以及加工成本考虑，我们优选激光切割外加孔壁抛光制作工艺方法。3.2.2网板厚度及开孔形状、尺寸设计网板厚度、开孔设计直接影响焊膏释放率。相比有铅焊膏，对于无铅焊膏释放率下降幅度可达10%～15%。IPC7525标准要求，焊膏印刷时，网板开口尺寸满足如下要求：孔径比即W/T＞1.5；开口面积/开口四周孔壁面积比＞0.66，对于圆形孔，面积比公式为D/4T；对于矩形孔，面积比公式为LW/

7、[2(L+W)T]式中：L为开口长度；W为开口宽度；T为网板厚度；D为圆形开口直径。根据以上要求，初步设计几种网板开口尺寸（见表1）。最终选择0.1mm厚度的A4、A5、A6三种代号网板展开印刷试验。图1引线键合和倒装键合焊盘设计20.5mm间距CSP/BGA器件，其焊球直径为0.3mm。（1）应为每个焊球采用单独焊盘，焊盘尺寸直径设计为0.3mm；间距与焊球一致，为0.5mm；焊盘上不可设置过孔。（2）布线时，焊盘可直接走线或通过过孔走线，过孔应位于周边4个焊盘的中间位置。CSP/BGA封装体之下的所有过孔均用阻焊膜覆盖。（3）应用NSMD（阻焊层围绕铜箔

8、焊盘幷留有间隙）的阻焊方式。3焊膏印刷工艺要保证焊膏