适用于先进电子封装的精密焊球制备技术

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1、第14卷专辑3V01．14S3中国有色金属学报TheChineseJournalofNonferrousMetals2004年10月Oct．2004———————————————————————————————————————————————————————一一文章编号：1004—0609(2004)$3—0501—05适用于先进电子封装的精密焊球制备技术①张曙光，何礼君，朱学新，张少明，石力开(北京有色金属研究总院复合材料中心，北京100088)摘要：介绍了集成电路封装技术的演变过程和发展趋势．说明了

2、BGA和CSP两种电子封装技术的特点及其对精密焊球的技术要求，阐述了集成电路封装材料在成分上无铅化的进展。综述了雾化法、机械一重熔法和射流断裂法等精密焊球制备技术的发展概况，展望了精密焊球的市场应用前景。关键词：电子封装；精密焊球；BGA；CSPFabricationtechnologiesofsolderballforadvancedelectronicpackageZHANGShu—guang，HEI。i—jun，ZHUXue—xin，ZHANGShao—ming．SHILi—kai(General

3、ResearchInstituteforNon—ferrousMetals，Beijing100088，China)Abstract：Theevolutionprocessanddevelopmenttrendsofpackagetechnologiesforintegratedcircuitweresche—maticallyintroduced．ThecharacteristicsofBGA(BallGridArray)andCSP(ChipSizePackage)，thetechnicalspec

4、i—fieationsandtheprogressinleadfreecompositionsofsolderballswerepresented．Thestate-of-the-artofthefabri—cationtechnologiesofsolderballswasreviewedfocusingonatomization，mechanicalremeltingprocessandjetbreak—upprocess．Thefutureapplicationofsolderballswasdi

5、scussed．Keywords：electronicpackage；solderball；BGA；CSP每一代集成电路(Integratedcircuit，IC)必然有新一代的封装技术与之相配合，封装技术的演变过程如图1所示。20世纪60，70年代的中、小型规模的集成电路曾大量使用帽子型封装，后来，双列直插式封装(Dualin—linepackage，DIP)成为一个时期的主导产品形式；80年代出现了表面贴装(Surfacemounttechnology，SMT)，相应地在封装形式方面出现了适于SMT

6、的小外形封装(Smallout—linepackage，SOP)和扁平封装(Quadflatpackage，QFP)等结构，大大提高了管脚数和组装密度，是封装技术的一次革命[1]。为了进一步提高电路组装密度，QFP的引脚间距目前已从1．27mm发展到了0．3mm。虽然引脚间距不断缩小，但由于i／o(Input／0utput)数不断增加，封装体积也不断加大，这给电路组装生产带来了许多困难，并导致成品率下降和组装成本的提高。此外由于受器件引脚框架加工精度等制造技术的限制，0．3mm已是目前QFP引脚间距的极

7、限，这也限制了组装密度的提高‘2I。20世纪90年代初，由美国Motoro—la和日本CitizenWatch公司共同开发的一种新型封装技术一球栅阵列封装(Ballgridarray，BGA)技术便应运而生嘲。Timeandpackagingefficiency图1微电子封装形式的演变过程Fig．1Evolutionofmieroelectronicpackage①基金项目：国家高技术研究发展计划资助项目(2002AA322040)通讯作者：张曙光(1970一)，男．教授级高工，博士·Tell010—8

8、2241227IE—maillsgzhang@grinm．corn中国有色金属学报BGA技术的I／O端子以圆形或柱状焊点按阵列形式分布在封装下面，引线间距大、长度短，这样便消除了精细间距器件中由于引线而引起的共面度和翘曲的问题，并且在增加i／o数和间距的同时，也消除QFP技术中的高UO数带来的生产成本和可靠性问题。为了进一步提高封装效率，使其能够达到接近芯片本征传输速率的要求，人们又发明了CSP(Chipsizepackage)技术，即封装