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BGA封裝
閱讀�29700時間�2011-02-22 15:44:59

  BGA封裝,亦稱球柵陣列封裝技�、高密度表面裝配封裝技�,英文全稱為Ball Grid Array Package,其I/O端子以圓形或柱狀焊點按陣列形式分布在封裝下面,成球狀并排列成一個類似于格子的圖��

概述

  20世紀90年代隨著技術的進步,芯片集成度不斷提高,I/O引腳�(shù)急劇增加,功耗也隨之增大,對集成電路封裝的要求也更加嚴格。為了滿足發(fā)展的需要,BGA封裝開始被應用于生產(chǎn)。該技術的出現(xiàn)成為CPU、主板南、北橋芯片等高密�、高性能、多引腳封裝的選��

  BGA的封裝類型多種多�,其外形結構為方形或矩形。根�(jù)其焊料球的排布方式可分為周邊�BGA、交錯型BGA和全陣列型BGA;根�(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�)�

特點

  1.I/O引腳�(shù)雖然增加�,但引腳間距并沒有減小反而增加了,提高了組裝成品��

  2.雖然功耗增�,但BGA能用可控塌陷芯片法焊�,由此改善它的電熱性能�

  3.該技術的組裝可用共面焊接,從而能大大提高封裝的可靠��

  4.該技術實�(xiàn)的封裝寄生參�(shù)減小,CPU信號傳輸延遲�,使用頻率大大提高�

  5.厚度和重量都較以前的封裝技術有所減少�

  6.BGA封裝占用基板的面積比較大�

與TSOP封裝區(qū)�

  采用BGA技術封裝的內存,可以使內存在體積不變的情況�,內存容量提高兩到三�,BGA與TSOP相比,具有更小體�,更好的散熱性能和電性能。BGA封裝技術使每平方英寸的存儲量有了很大提�,采用BGA封裝技術的內存�(chǎn)品在相同容量�,體積只有TSOP封裝的三分之一;與傳統(tǒng)TSOP封裝方式相比,BGA封裝方式有更加快速有效的散熱途徑�

TSOP封裝

TSOP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�,還可用于阻抗控制及用于電感/電阻/電容的集�。因此要求基板材料具有高的玻璃轉化溫度rS(約為175~230�)、高的尺寸穩(wěn)定性和低的吸潮�,具有較好的電氣性能和高可靠性。金屬薄�、絕緣層和基板介質間還要具有較高的粘附性能�

  1.線鍵合PBGA的封裝工藝流�

  �1)BGA基板的制�

  在BT樹脂/玻璃芯板的兩面層壓極薄(12~18μm�)的銅�,然后進行鉆孔和通孔金屬�。用常規(guī)的PCB�3232藝在基板的兩面制作出圖形,如導帶、電�、及安裝焊料球的焊區(qū)陣列。然后加上焊料掩膜并制作出圖�,露出電極和焊區(qū)。為提高生產(chǎn)效率,一條基片上通常含有多個PBG基板�

 ?�?)工藝流�

  圓片減薄→圓片切削→芯片粘結→等離子清洗→引線鍵合→等離子清洗→模塑封裝→裝配焊料球→回流焊→表面打標→分離→最終檢查→測試斗包�   芯片粘結采用充銀�(huán)氧粘結劑將IC芯片粘結在基板上,然后采用金線鍵合實�(xiàn)芯片與基板的連接,接著模塑包封或液態(tài)膠灌�,以保護芯片、焊接線和焊�。使用特殊設計的吸拾工具將熔點為183�、直徑為30mil(0�75mm)的焊料球62�36�2Sn/Pb/Ag�63�37/Sn/Pb放置在焊盤上,在傳統(tǒng)的回流焊爐內進行回流焊接,加工溫度不能夠超過230℃。接著使用CFC無機清洗劑對基片實行離心清洗,以去除殘留在封裝體上的焊料和纖維顆�,其后是打標、分雀最終檢�、測試和包裝入庫�

BGA封裝

BGA封裝

  2.C-CBGA的封裝工藝流�

 ?�?)基�

  FC-CBGA的基板是多層陶瓷基板,它的制作是相當困難的。因為基板的布線密度�、間距窄、通孔也多,以及基板的共面性要求較高等。它的主要過程是:先將多層陶瓷片高溫共燒成多層陶瓷金屬化基片,再在基片上制作多層金屬布線,然后進行電鍍�。在CBGA的組裝中,基板與芯片、PCB板的CTE失配是造成CBGA�(chǎn)品失效的主要因素。要改善這一情況,除采用CCGA結構�,還可使用另外一種陶瓷基�--HITCE陶瓷基板�

 ?�?)工藝流�

  圓片凸點的制備呻圓片切割呻芯片倒裝及回流焊-)底部填充呻導熱脂、密封焊料的分配+封蓋斗裝配焊料球-)回流焊斗打標+分離呻最終檢查斗測試斗包裝�

  3.線鍵合TBGA的封裝工藝流�

 ?�?)BGA載帶

  TBGA的載帶通常是由聚酰亞胺材料制成�。在制作�,先在載帶的兩面進行覆銅,然后鍍鎳和鍍金,接著沖通孔和通孔金屬化及制作出圖�。因為在這種引線鍵合TBGA中,封裝熱沉又是封裝的加固體,也是管殼的芯腔基底,因此在封裝前先要使用壓敏粘結劑將載帶粘結在熱沉��

 ?�?)裝工藝流程

  圓片減薄→圓片切割→芯片粘結→清洗→引線鍵合→等離子清洗→液�(tài)密封劑灌封→裝配焊料球→回流焊→表面打標→分離→最終檢查→測試→包裝�

焊接注意事項

  1.由于BGA的管腳較�,一般無法直接從頂層引出,需要錯位打過孔引出到底�,除了最外層的管腳。但是如果要用熱風槍焊接,就應該全部打過孔到底層,并且注意排列整��

  2.焊料溶液涂在頂層焊盤上和焊盤的引出過孔上,然后載涂在底層的焊盤引出過孔上。配置溶液的松香一定要干凈,洗板水也一定要干凈�

  3.BGA芯片對正管腳,這點最難,不過大體對正即可,管腳不要碰到相鄰管腳焊盤的引出過孔就可��

  4.用熱風槍吹,但不是吹頂層(頂層芯片蓋住了沒法吹),而是吹底層的焊盤引出過孔,當然,你可能需要兩個東西將電路板架高架�,你的熱風槍要從下面吹這些焊盤的引出過�,注意熱風槍不要加吹�,以免加熱不均勻,直接用粗口�,一般就能均勻加�,因為BGA封裝的芯片面積不�。由于每個焊盤都有引出過孔,可以迅速的將熱量傳到頂層焊盤上,而頂層焊盤上又涂了焊料溶�,BGA芯片上的管腳很容易熔化�10秒鐘左右,等松香的煙沒了就可以了�

  5.干凈的洗板水洗掉松香的黒跡即可�

Tiny

  TinyBGA英文全稱為Tiny Ball Grid Array(小型球柵陣列封裝),屬于是BGA封裝技術的一個分�。是Kingmax公司�1998�8月開�(fā)成功�,其芯片面積與封裝面積之比不小于1:1.14,可以使內存在體積不變的情況下內存容量提�2�3�,與TSOP封裝�(chǎn)品相�,其具有更小的體積、更好的散熱性能和電性能�

TinyBGA封裝

TinyBGA封裝

  TinyBGA封裝內存采用TinyBGA封裝技術的內存�(chǎn)品在相同容量情況下體積只有TSOP封裝�1/3。TSOP封裝內存的引腳是由芯片四周引出的,而TinyBGA則是由芯片中心方向引�。這種方式有效地縮短了信號的傳導距�,信號傳輸線的長度僅是傳�(tǒng)的TSOP技術的1/4,因此信號的衰減也隨之減少。這樣不僅大幅提升了芯片的抗干�、抗噪性能,而且提高了電性能。采用TinyBGA封裝芯片可抗高達300MHz的外頻,而采用傳�(tǒng)TSOP封裝技術只可抗150MHz的外��

  TinyBGA封裝的內存其厚度也更?。ǚ庋b高度小于0.8mm�,從金屬基板到散熱體的有效散熱路徑僅�0.36mm。因�,TinyBGA內存擁有更高的熱傳導效率,非常適用于長時間運行的系統(tǒng),穩(wěn)定��

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