《先进封装技术》PPT课件.ppt

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1、第13章先进封装技术主要内容BGACSPFC技术WLP技术MCM封装与三维封装目前的先进封装技术包含了单芯片封装的改进和多芯片集成的创新两大方面。主要包括：（1）以适应芯片性能并提高互联封装效率的BGA封装（2）以提高芯片有效面积的芯片尺寸封装(CSP)（3）以减少制造环节和提高生产效率的晶圆级封装（WLP）（4）以提高电路拓展芯片规模和扩展电路功能的多芯片三维立体封装（3D）图从QFP至晶圆级封装13.1BGA(ballgridarray)技术---发展历史20世纪80年代，QFP的I/O引脚节距达到0.4-0.3mm时，使SMT技术遇到了极限，面临性能

2、与组装的巨大障碍。一种先进的芯片封装BGA(BallGridArray.球栅阵列)出现来应对上述挑战。该封装是1990年美国Motorola公司与日本Citizen公司共同开发的，首先在便携式电话等设备中被采用。13.1BGA(ballgridarray)技术---发展历史BGA的兴起得到迅速发展。使封装形式从四边引线-----二维平面阵列。BGA一出现便成为CPU、图形芯片、主板上南/北桥芯片等高密度、高性能、多引脚封装的最佳选择。BGA定义：BGA(BallGridArray）球栅阵列，它是在基板的背面按阵列方式制作出球形凸点用以代替引脚，在基板的正面

3、装配IC芯片，是多引脚LSI芯片封装用的一种表面贴装型技术。BGA可以使芯片做的更小BGA的特点主要有：(1)I/O引线间距大(如1.27毫米)，可容纳的I/O数目大；例如，引脚中心距为1.5mm的360引脚BGA仅为31mm见方；而引脚中心距为0.5mm的QFP280引脚，边长为32mm.(2)封装可靠性高(不会损坏引脚)。焊点缺陷率低(<1ppm/焊点),焊点牢固。(3)管脚水平面同一性较QFP容易保证，因为焊锡球在溶化后可以自动补偿芯片与PCB之间的平面误差。(4)回流焊时，焊点之间的张力产生良好的自对中效果，允许有50％的贴片精度误差。(5)有较好

4、的电特性，由于引线短，导线的自感和导线间的互感很低，频率特性好。(6)能与原有的SMT贴装工艺和设备兼容。原有的丝印机、贴片机和回流焊设备都可使用。(7)引脚可超过200~500，是多引脚LSI用的一种表面贴装型封装技术。(8)球形触点阵列有助于散热。BGA的类型主要有四类:1、塑料球栅阵列（PBGA）2、陶瓷球栅阵列CBGA（CeramicBGA）3、陶瓷圆柱栅格阵列(CCGA)4、载带球栅阵列（TBGA）世界上首款BGA封装的主板芯片组i8501.塑料球栅阵列（PBGA）工艺流程PBGA（PlasticBallGridArray）PBGA的载体用材料：

5、FR-4环氧树脂，与PCB用材料相同；芯片通过引线键合技术连接到载体上表面；采用塑封进行载体塑模；采用阵列式低共熔点37Pb/63Sn焊料（约在183℃时发生熔化），安置到PCB载体的底部。焊料球的尺寸约为1mm,节距为1.27~2.54mm。PBGA示意图PBGA的主要优点成本低，易加工；缺陷低；装配到PCB上质量高。2.陶瓷球栅阵列CBGA工艺CBGA载体用材料：陶瓷多层载体；芯片连接到陶瓷载体上表面；采用90Pb/10Sn焊料球（300℃时发生熔化），以阵列形式安置到陶瓷载体的底部。焊料球尺寸为1mm,节距为1.27mm。图CBGA结构图图CBGA实

6、例图3.陶瓷圆柱栅格阵列(CCGA)工艺陶瓷体尺寸大于32平方毫米的CBGA替代品；采用90Pb/10Sn焊料圆柱阵列替代陶瓷载体的底面的贴装焊球。圆柱直径尺寸为0.508mm,高度1.8mm,节距为1.27mm。图CBGA结构图4.载带球栅阵列（TBGA）也称为阵列载带自动键合（ArrayTapeAutomatedBonding,ATAB），是一种相对新颖的BGA封装。TBGA优点：比其它BGA封装轻、小；电性能优良；装配的PCB上，封装效率高。BGA的兴起和发展尽管解决了QFP面临的困难。但它仍然不能满足电子产品向更加小型、更多功能、更高可靠性对电路组

7、件的要求，也不能满足硅集成技术发展和对进一步提高封装效率和进一步接近芯片本征传输速率的要求，所以更新的封装CSP(ChipSizePackage．芯片尺寸封装)又出现了。日本电子工业协会对CSP规定是芯片面积与封装尺寸面积之比大于80％。13.2CSP技术定义：芯片尺寸封装，简称CSP,(ChipScalePackage),是指封装外壳尺寸不超过裸芯片尺寸的1.2倍的一种先进的封装形式。是近几年流行的BGA向小型化、薄型化发展的封装。与BGA相比的优势：CSP比QFP和BGA提供了更短的互连，提高了可靠性；CSP与BGA结构相同，只是节距（球中心距）、锡球

8、直径更小、密度更高；CSP是缩小了的BGA。CSP特点：封装尺寸小