晶元是由微電子製造的電子元件,用於將電路和系統整合在微小的矽晶圓上。 它是現代科學技術的重要組成部分,無處不在,影響著人們的生產生活。 晶元型別、製造工藝和應用領域的不斷拓展和創新,對現代資訊社會的發展和人類社會的進步具有重要意義。
什麼是BGA?
BGA的全稱是Ball Grid Array,它是一種使用有機基板的積體電路的封裝方法。 它用於微處理器等裝置的永久安裝。 BGA 可以提供比雙列直插式或扁平封裝更多的互連引線。 您可以使用毫無準備的整個底面,而不僅僅是周邊。 通過將封裝引線連線到晶元上,封裝導線或焊球的平均走線也比僅外圍型別更短,從而在高速下具有更好的效能。 它具有以下特點:
減少封裝面積;
功能增加,引腳數增加
PCB板在焊接時可以自定心,並且易於鍍錫
可靠性高;電氣效能好,總成本低。
BGA的PCB板一般都有較多的小孔, 大多數客戶的BGA下通孔設計為成品孔徑為8 12mil, BGA表面到孔的距離為31以5mil為例,一般不低於105mil。BGA下通孔需要堵孔,BGA焊盤不允許上墨,BGA焊盤不鑽孔。
目前,許多晶元封裝都是BGA型的,而這種封裝的最大優點是節省了電路板上的空間。 最常見的是晶元的向上結構,而需要較高熱處理的通暢性是採用腔體向下結構。 大多數封裝採用晶元鍵合技術將晶元連線到基板,並在晶元和基板之間進行電氣連線。 BGA也是如此,但更常見的是倒裝晶元互連技術。 倒裝晶元設計可以直接將散熱片連線到晶元上,實現更好的散熱效果。
封裝工藝
晶圓凸塊的製備 圓盤切割 晶元翻轉和回流焊 底部填充膠 導熱矽脂和密封焊料的點膠 封蓋 組裝錫球 回流焊 標記分離 最終檢查 測試封裝。
倒裝焊接克服了引線鍵合焊盤中心距限制的問題,在晶元電源接地分布的設計上提供了更多的便利,為高頻大功率器件提供了更完美的訊號。 BGA器件的焊接需要精確控制,通常通過自動化過程完成,例如計算機控制的自動雷射球種植+回流焊爐。
在高密度片式晶圓封裝技術領域,在晶圓晶元上做凸塊時,晶圓上後續的封裝微焊點主要通過超細間距和高密度凸塊陣列來實現,是高密度片式晶圓封裝中的重要環節,對工藝效果、操作和成本都有較高的要求。
目前獲得凸塊的方法主要有三種:電鍍、印刷錫膏固化和植球。 但電鍍法存在工藝複雜、成本高、製造周期長、環境汙染大等缺點,而印刷錫膏法不易控制凸點高度,難以使凸點小於200μm。 雷射植球法的優點更加突出:由於錫球不含助焊劑,雷射加熱熔化後不會造成飛濺,凝固後會飽滿光滑,無需對焊盤進行後續清洗或表面處理等額外工序。 同時,由於錫量恆定,球焊速度快,精度高,在BGA貼片球化領域得到了越來越多的應用。
雷射球種植工藝的優點
1、系統選用光纖雷射器作為植球熱源,電光轉換效率高,能量穩定
2.相容007mm~0.02mm規格SN-AG-CU、SN-BI-AG等常用材料錫,滿足不同領域的工藝需求,並配備CCD攝像頭定位,保證種球精度;
3.非接觸式噴錫種錫法,種球速度3 5點s,凸錫量穩定,一致性好,工藝簡單,易於實現生產自動化, 4.該過程不需要整體加熱,在植球過程中熱影響小,對預植凸塊周圍的晶圓材料沒有影響
5、錫料無助焊劑成分,省去了焊後清洗工序,雷射植球中的雷射熔錫、噴錫工藝可實現零汙染生產,更符合綠色製造理念。