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BGA封装本词条缺少信息栏，补充相关内容使词条更完整，还能快速升级，赶紧来编辑吧！90年代随着集成技术的进步、设备的改进和深亚微米技术的使用，LSI、VLSI、ULSI相继出现，硅单芯片集成度不断提高，对集成电路封装要求更加严格，I/O引脚数急剧增加，功耗也随之增大。为满足发展的需要，在原有封装品种基础上，又增添了新的品种——球栅阵列封装，简称BGA(BallGridArrayPackage)。目录1简介2特点3分类4示例1简介编辑采用BGA技术封装的内存，可以使内存在体积不变的情况下内存容量提高两到三倍，BGA与TSOP相比，具有更小的体积，更好的散热性能和电性能。BGA封装技术使每平方英寸的存储量有了很大提升，采用BGA封装技术的内存产品在相同容量下，体积只有TSOP封装的三分之一；另外，与传统TSOP封装方式相比，BGA封装方式有更加快速和有效的散热途径。BGA封装的I/O端子以圆形或柱状焊点按阵列形式分布在封装下面，BGA技术的优点是I/O引脚数虽然增加了，但引脚间距并没有减小反而增加了，从而提高了组装成品率；虽然它的功耗增加，但BGA能用可控塌陷芯片法焊接，从而可以改善它的电热性能；厚度和重量都较以前的封装技术有所减少；寄生参数(电流大幅度变化时，引起输出电压扰动)减小，信号传输延迟小，使用频率大大提高；组装可用共面焊接，可靠性高。2特点编辑BGA一出现便成为CPU、南北桥等VLSI芯片的高密度、高性能、多功能及高I/O引脚封装的最佳选择。其特点有:1.I/O引脚数虽然增多，但引脚间距远大于QFP，从而提高了组装成品率;2.虽然它的功耗增加，但BGA能用可控塌陷芯片法焊接，简称C4焊接，从而可以改善它的电热性能;3.厚度比QFP减少1/2以上，重量减轻3/4以上;4.寄生参数减小，信号传输延迟小，使用频率大大提高;5.组装可用共面焊接，可靠性高;6.BGA封装仍与QFP、PGA一样，占用基板面积过大;Intel公司对这种集成度很高(单芯片里达300万只以上晶体管)，功耗很大的CPU芯片，如Pentium、PentiumPro、PentiumⅡ采用陶瓷针栅阵列封装CPGA和陶瓷球栅阵列封装CBGA，并在外壳上安装微型排风扇散热，从而达到电路的稳定可靠工作。BGA球栅阵列封装随着集成电路技术的发展，对集成电路的封装要求更加严格。这是因为封装技术关系到产品的功能性，当IC的频率超过100MHz时，传统封装方式可能会产生所谓的“CrossTalk”现象，而且当IC的管脚数大于208Pin时，传统的封装方式有其困难度。因此，除使用QFP封装方式外，现今大多数的高脚数芯片（如图形芯片与芯片组等）皆转而使用BGA(BallGridArrayPackage)封装技术。BGA一出现便成为CPU、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封装内存3分类编辑1.PBGA（PlasticBGA）基板：一般为2-4层有机材料构成的多层板。Intel系列CPU中，PentiumII、III、IV处理器均采用这种封装形式。近二年又出现了另一种形式:即把IC直接邦定在板子上，它的价格要比正规的价格便宜很多，一般用于对质量要求不严格的游戏等领域。2.CBGA（CeramicBGA）基板：即陶瓷基板，芯片与基板间的电气连接通常采用倒装芯片（FlipChip，简称FC）的安装方式。Intel系列CPU中，PentiumI、II、PentiumPro处理器均采用过这种封装形式。3.FCBGA（FilpChipBGA）基板：硬质多层基板。4.TBGA（TapeBGA）基板：基板为带状软质的1-2层PCB电路板。5.CDPBGA（CarityDownPBGA）基板：指封装中央有方型低陷的芯片区（又称空腔区）。4示例编辑TinyBGA封装内存说到BGA封装就不能不提Kingmax公司的专利TinyBGA技术，TinyBGA英文全称为TinyBallGridArray（小型球栅阵列封装），属于是BGA封装技术的一个分支。是Kingmax公司于1998年8月开发成功的，其芯片面积与封装面积之比不小于1:1.14，可以使内存在体积不变的情况下内存容量提高2～3倍，与TSOP封装产品相比，其具有更小的体积、更好的散热性能和电性能。TinyBGA封装内存采用TinyBGA封装技术的内存产品在相同容量情况下体积只有TSOP封装的1/3。TSOP封装内存的引脚是由芯片四周引出的，而TinyBGA则是由芯片中心方向引出。这种方式有效地缩短了信号的传导距离，信号传输线的长度仅是传统的TSOP技术的1/4，因此信号的衰减也随之减少。这样不仅大幅提升了芯片的抗干扰、抗噪性能，而且提高了电性能。TinyBGA封装的内存其厚度也更薄（封装高度小于0.8mm），从金属基板到散热体的有效散热路径仅有0.36mm。因此，TinyBGA内存拥有更高的热传导效率，非常适用于长时间运行的系统，稳定性极佳。PBGA失效原因及质量提升方法BGA在电子产品中已有广泛的应用，但在实际生产应用中，以PBGA(PLASTICBALLGRIDARRAY)塑料封装BGA居多。PBGA最大的缺点是对湿气敏感，如果PBGA吸潮后，在焊接中PBGA极易产生“爆米花”现象，从而导致PBGA失效。由于BGA返修难度颇大，返修成本高，因此，在SMT制程中，如何提升BGA质量已经越来越受到技术人员及生产工厂的重视。本文主要针对PBGA失效原因及质量提升方法进行分析，为各类SMT加工厂家提供技术参考。BGA有不同类型，不同类型的BGA有不同的特点，只有深入了解不同类型BGA的优缺点，才能更好地制定满足BGA制程要求的工艺，才能更好地实现BGA的良好装配，降低BGA的制程成本。首先，我们来看一下BGA的分类：BGA通常分为三类，每类BGA都有自己独特的特点和优缺点：1、PBGA(PLASTICBALLGRIDARRAY)塑料封装BGA其优点是：①和环氧树脂电路板热匹配好。②焊球参与了回流焊接时焊点的形成，对焊球要求宽松。③贴装时可以通过封装体边缘对中。④成本低。⑤电性能好。其缺点是：对湿气敏感以及焊球面阵的密度比CBGA低2、CBGA(CERAMICBGA)陶瓷封装BGA其优点是：①封装组件的可靠性高。②共面性好，焊点形成容易，但焊点不平行度交差。③对湿气不敏感。④封装密度高。其缺点是：①由于热膨胀系数不同，和环氧板的热匹配差，焊点疲劳是主要的失效形式。②焊球在封装体边缘对准困难。③封装成本高。3、TBGA(TAPEBGA)带载BGA其优点是：①尽管在芯片连接中局部存在应力，当总体上同环氧板的热匹配较好。②贴装是可以通过封装体边缘对准。③是最为经济的封装形式。其缺点是：①对湿气敏感。②对热敏感。③不同材料的多元回合对可靠性产生不利的影响。在此我们仅针对PBGA对湿气敏感的缺点，讨论在实际生产过程的相关工艺环节中防止BGA因吸潮而失效的方法。PBGA的验收和贮存PBGA属于湿敏性元件，出厂时均是采用真空包装，但在运输周转过程中很容易破坏其真空包装，导致元件受潮和焊点氧化，因此在元件入厂验收时，必须将元件的包装状态作为检验项目，严格将真空和非真空包装的元件区分开，真空包装的元件按照其贮存要求进行贮存，并在保质期内使用，非真空的元件应该放入低湿柜中按要求进行贮存，防止PBGA吸潮和引脚的氧化。同时按“先进先出”的原则进行控制，尽量降低元件的贮存风险。PBGA的除湿方式的选择受潮的PBGA在上线生产前要进行除湿处理。BGA的除湿通常有低温除湿和高温除湿两种，低温除湿是采用低湿柜除湿，除湿比较费时，通常在5%的湿度条件下，需要192小时，高温除湿是采用烘箱除湿，除湿时间比较短，通常在125摄氏度的条件下，需要4小时。在实际的生产中，对那些非真空包装的元件进行高温除湿后，放入低湿柜中贮存，以缩短除湿的周期。对湿度卡显示潮湿度超标的PBGA建议采用低温除湿，而不采用高温除湿，由于高温除湿的温度较高(大于100摄氏度)而且速度快，如果元件湿度较高，会因为水分的急促气化而导致元件失效。PBGA在生产现场的控制PBGA在生产现场使用时，真空包装的元件拆封后，必须交叉检查包装的湿度卡，湿度卡上的湿度标示超标时，不得直接使用，必须进行除湿处理后方可使用。生产现场领用非真空包装的元件时，必须检查该料的湿度跟踪卡，以确认该料的湿度状态，无湿度跟踪卡的非真空包装的元件不得使用。同时严格控制PBGA在现场的使用时间和使用环境，使用环境应该控制在25摄氏度左右，湿度控制在40-60%之内，PBGA现场的使用时间应控制在24小时以内，超出24小时的PBGA必须重新进行除湿处理。PBGA的返修BGA返修通常采用BGA返修台(BGAreworkstation)。生产现场返修装贴有PBGA的PCBA，若放置时间比较长，PBGA易吸潮，PBGA的湿度状态也很难判断，因此PBGA在拆除之前，必须将装PBGA的PCBA进行除湿处理，避免元件在拆除中失效报废，使BGA的置球和重新装配变得徒劳。当然，在SMT制程中导致BGA失效的工艺环节和原因很多，比如ESD、回流焊接等等，要想降低SMT制程中BGA的失效，需要在多方面进行全面控制。对于PBGA而言，与元件吸潮相关的工艺环节在实际生产中往往被忽视，而且出现问题比较隐蔽，往往给我们改善制程、提高制程质量造成了很多障碍，因此针对PBGA对湿气敏感的缺点，在生产制程中，从以上几个方面着手，针对性的采取有效应对措施，可以更好地减少PBGA的失效，提高PBGA的制程质量，降低生产成本。