隨著B(niǎo)GA芯片使用越來(lái)越廣，那么BGA封裝類型也是越來(lái)越多，越來(lái)越完善，接下來(lái)就由崴泰科技BGA返修臺(tái)廠家小編給大家介紹一下BGA封裝的類型特點(diǎn)都有哪些。

　　

首先我們了解一下BGA 封裝的類型、結(jié)構(gòu)

　　BGA的封裝類型多種多樣，其外形結(jié)構(gòu)為方形或矩形。根據(jù)其焊料球的排布方式可分為周邊型、交錯(cuò)型和全陣列型BGA，根據(jù)其基板的不同，主要分為三類：PBGA(PlasticballZddarray 塑料焊球陣列)、CBGA(ceramicballSddarray 陶瓷焊球陣列)、TBGA(tape ball grid array 載帶型焊球陣列)。

　　1. PBGA(塑料焊球陣列)封裝

　　PBGA 封裝，它采用BT 樹(shù)脂/玻璃層壓板作為基板，以塑料(環(huán)氧模塑混合物)作為密封材料，焊球?yàn)楣簿Ш噶?3Sn37Pb 或準(zhǔn)共晶焊料62Sn36Pb2Ag(目前已有部分制造商使用無(wú)鉛焊料)，焊球和封裝體的連接不需要另外使用焊料。PBGA 封裝的結(jié)構(gòu)示意圖如圖4。有一些PBGA 封裝為腔體結(jié)構(gòu)，分為腔體朝上和腔體朝下兩種。這種帶腔體的PBGA 是為了增強(qiáng)其散熱性能，稱之為熱增強(qiáng)型BGA，簡(jiǎn)稱EBGA，有的也稱之為CPBGA(腔體塑料焊球陣列)，其結(jié)構(gòu)示意圖如圖5。PBGA 封裝的優(yōu)點(diǎn)如下： 1)與PCB 板(印刷線路板-通常為FR-4板)的熱匹配性好。PBGA 結(jié)構(gòu)中的BT 樹(shù)脂/玻璃層壓板的熱膨脹系數(shù)(CTE)約為14ppm/℃，PCB 板的約為17ppm/cC，兩種材料的CTE 比較接近，因而熱匹配性好。

　　2.在回流焊

　　過(guò)程中可利用焊球的自對(duì)準(zhǔn)作用，即熔融焊球的表面張力來(lái)達(dá)到焊球與焊盤(pán)的對(duì)準(zhǔn)要求。

　　3.成本低。

　　4.電性能良好。 PBGA 封裝的缺點(diǎn)是：對(duì)濕氣敏感，不適用于有氣密性要求和可靠性要求高的器件的封裝。

　　5.CBGA(陶瓷焊球陣列)封裝

　　在BGA 封裝系列中，CBGA 的歷史最長(zhǎng)。它的基板是多層陶瓷，金屬蓋板用密封焊料焊接在基板上，用以保護(hù)芯片、引線及焊盤(pán)。焊球材料為高溫共晶焊料10Sn90Pb，焊球和封裝體的連接需使用低溫共晶焊料63Sn37Pb。其結(jié)構(gòu)示意圖如圖6，封裝體尺寸為10-35mm，標(biāo)準(zhǔn)的焊球節(jié)距為1.5mm、1.27mm、1.0mm。

　　

CBGA(陶瓷焊球陣列)封裝的優(yōu)點(diǎn)如下：

　　1.氣密性好，抗?jié)駳庑阅芨撸蚨庋b組件的長(zhǎng)期可靠性高。 2)與PBGA 器件相比，電絕緣特性更好。 3)與PBGA 器件相比，封裝密度更高。 4)散熱性能優(yōu)于PBGA 結(jié)構(gòu)。 CBGA封裝的缺點(diǎn)是： 1)由于陶瓷基板和PCB 板的熱膨脹系數(shù)(CTE)相差較大(A1203 陶瓷基板的CTE 約為7ppm/cC，PCB 板的CTE 約為17ppm/筆)，因此熱匹配性差，焊點(diǎn)疲勞是其主要的失效形式。 2)與PBGA 器件相比，封裝成本高。 3)在封裝體邊緣的焊球?qū)?zhǔn)難度增加。

　　2.CCGA(ceramic column Sddarray)陶瓷柱柵陣列

　　CCGA 是CBGA 的改進(jìn)型。如圖7 所示。二者的區(qū)別在于：CCGA 采用直徑為0.5mm、高度為1.25mm~2.2mm 的焊料柱替代CBGA 中的0.87mm 直徑的焊料球，以提高其焊點(diǎn)的抗疲勞能力。因此柱狀結(jié)構(gòu)更能緩解由熱失配引起的陶瓷載體和PCB 板之間的剪切應(yīng)力。

　　3. TBGA(載帶型焊球陣列)

　　TBGA是一種有腔體結(jié)構(gòu)，TBGA 封裝的芯片與基板互連方式有兩種：倒裝焊鍵合和引線鍵合。倒裝焊鍵合結(jié)構(gòu)示意圖如圖8(a);芯片倒裝鍵合在多層布線柔性載帶上;用作電路I/O 端的周邊陣列焊料球安裝在柔性載帶下面;它的厚密封蓋板又是散熱器(熱沉)，同時(shí)還起到加固封裝體的作用，使柔性基片下面的焊料球具有較好的共面性。腔體朝下的引線鍵合TBGA 結(jié)構(gòu)示意圖如圖8(b);芯片粘結(jié)在芯腔的銅熱沉上;芯片焊盤(pán)與多層布線柔性載帶基片焊盤(pán)用鍵合引線實(shí)現(xiàn)互連;用密封劑將電路芯片、引線、柔性載帶焊盤(pán)包封(灌封或涂敷)起來(lái)。 TBGA 的優(yōu)點(diǎn)如下： 1)封裝體的柔性載帶和PCB 板的熱匹配性能較 2)在回流焊過(guò)程中可利用焊球的自對(duì)準(zhǔn)作用， 印焊球的表面張力來(lái)達(dá)到焊球與焊盤(pán)的對(duì)準(zhǔn)要求。

　　3)是最經(jīng)濟(jì)的BGA 封裝。

　　4)散熱性能優(yōu)于PBGA 結(jié)構(gòu)。

　　TBGA 的缺點(diǎn)如下：

　　1.對(duì)濕氣敏感。

　　2.不同材料的多級(jí)組合對(duì)可靠性產(chǎn)生不利的影響。

　　3.其它的BGA 封裝類型

　　MCM-PBGA(Multiplechipmodule-PBGA)，多芯片模塊PBGA。LBGA，微BGA，它是一種芯片尺寸封裝。芯片面朝下，采用TAB 鍵合實(shí)現(xiàn)芯片與封裝基片焊盤(pán)互連的，LBGA 的結(jié)構(gòu)示意圖如圖10。它的封裝體尺寸僅略大于芯片(芯片+0.5mm)。

　　gBGA 有3 種焊球節(jié)距：0.65mm、0.75mm 和0.8mm。TAB 引線鍵合和彈性的芯片粘接是txBGA 的特征。與其它的芯片尺寸封裝相比， 它具有更高的可靠性。SBGA(Stackedballgridarray)，疊層BGA，它的結(jié)構(gòu)示意圖如圖11 所示。 etBGA，最薄的BGA 結(jié)構(gòu)，封裝體高度為0.5mm，接近于芯片尺寸。芯片面朝下，芯片-基板互連采用引線鍵合方式的et-BGA 的結(jié)構(gòu)示意圖如圖12 。 CTBGA 、CVBGA(ThinandVeryThinChipArrayBGA)，薄型、超薄型BGA。該種BGA 使用的基板是薄的核心層壓板，包封采用模塑結(jié)構(gòu)，封裝體高度為1.2mm。 幾種常規(guī)BGA 封裝類型的比較如表1 所示。 4BGA 的封裝工藝流程 基板或中間層是BGA 封裝中非常重要的部分，除了用于互連布線以外，還可用于阻抗控制及用于電感/電阻/電容的集成。因此要求基板材料具有高的玻璃轉(zhuǎn)化溫度rS(約為175~230℃)、高的尺寸穩(wěn)定性和低的吸潮性，具有較好的電氣性能和高可靠性。金屬薄膜、絕緣層和基板介質(zhì)間還要具有較高的粘附性能

　　

在了解了BGA封裝類型后，接下來(lái)我們了解一下BGA封裝的特點(diǎn)都有哪些：

　　BGA(Ball Grid Array)封裝，即焊球陣列封裝，它是在封裝體基板的底部制作陣列焊球作為電路的I/O 端與印刷線路板(PCB)互接。采用該項(xiàng)技術(shù)封裝的器件是一種表面貼裝型器件。與傳統(tǒng)的腳形貼裝器件(LeadedDe~ce 如QFP、PLCC 等)相比，BGA 封裝器件具有如下特點(diǎn)。 1)I/O 數(shù)較多。

　　BGA 封裝器件的I/O 數(shù)主要由封裝體的尺寸和焊球節(jié)距決定。由于BGA 封裝的焊料球是以陣列形式排布在封裝基片下面，因而可極大地提高器件的I/O數(shù)，縮小封裝體尺寸，節(jié)省組裝的占位空間。通常，在引線數(shù)相同的情況下，封裝體尺寸可減小30%以上。例如：CBGA-49、BGA-320(節(jié)距1.27mm)分別與PLCC-44(節(jié)距為1.27mm)和MOFP-304(節(jié)距為0.8mm)相比，封裝體尺寸分別縮小了84%和47%。提高了貼裝成品率，潛在地降低了成本。

　　傳統(tǒng)的QFP、PLCC 器件的引線腳均勻地分布在封裝體的四周，其引線腳的節(jié)距為1.27mm、1.0mm、0.8mm、0.65mm、0.5mm。當(dāng)I/O 數(shù)越來(lái)越多時(shí)，其節(jié)距就必須越來(lái)越小。而當(dāng)節(jié)距<0.4mm 時(shí)，SMT 設(shè)備的精度就難以滿足要求。加之引線腳極易變形，從而導(dǎo)致貼裝失效率增加。其BGA 器件的焊料球是以陣列形式分布在基板的底部的，可排布較多的I/O 數(shù)，其標(biāo)準(zhǔn)的焊球節(jié)距為1.5mm、1.27mm、1.0mm，細(xì)節(jié)距BGA(印BGA，也稱為CSP-BGA，當(dāng)焊料球的節(jié)距<1.0mm時(shí)，可將其歸為CSP 封裝)的節(jié)距為0.8mm、0.65mm、0.5mm，與現(xiàn)有的SMT 工藝設(shè)備兼容，其貼裝失效率<10ppm。 3)BGA 的陣列焊球與基板的接觸面大、短，有利于散熱。 　　

BGA陣列焊球的引腳很短，縮短了信號(hào)的傳輸路徑，減小了引線電感、電阻，因而可改善電路的性能。 5)明顯地改善了I/O 端的共面性，極大地減小了組裝過(guò)程中因共面性差而引起的損耗。 6)BGA 適用于MCM 封裝，能夠?qū)崿F(xiàn)MCM 的高密度、高性能。 7)BGA 和～BGA 都比細(xì)節(jié)距的腳形封裝的IC 牢固可靠。

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