BGA封装技术近年原文.ppt

2010年元月粤晶/李国元李国元华南理工大学微电子研究所内容提要概述—微电子封装进展BGA封装的发展历史和特点BGA封装类型BGA封装工艺技术电子封装的主要功能提供给芯片电流通路；芯片信号的输入或输出；导出芯片工作时产生的热量；保护和支撑芯片,防止恶劣环境对它的影响。封装分级零级封装（芯片级的连接）；一级封装（单芯片或多个芯片组件或元件）；二级封装（印制电路板级的封装）；三级封装（整机的组装）。为什么发展BGA封装当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；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皆转而使用BGA封装技术。BGA一出现便成为CPU等高密度、高性能、多引脚封装的最佳选择。BGA封装的发展历史1987年，日本西铁城（Citizen）公司开始着手研制塑封球栅面阵列封装的芯片（即BGA）。而后，摩托罗拉、康柏等公司也随即加入到开发BGA的行列。1993年，摩托罗拉率先将BGA应用于移动电话。同年，康柏公司也在工作站、PC电脑上加以应用。直到五六年前，Intel公司在电脑CPU中（即奔腾II、奔腾III、奔腾IV等），以及芯片组（如i850）中开始使用BGA，这对BGA应用领域扩展发挥了推波助澜的作用。目前，BGA已成为极其热门的IC封装技术，该技术实现的封装CPU信号传输延迟小，适应频率可以提高很大。BGA封装优缺点优点：实现芯片高密度、高性能、多引脚封装。该技术实现的封装CPU信号传输延迟小，适应频率可以提高很大。可采用热增强型芯片法焊接，从而可以改善它的电热性能。虽然该技术的I/O引脚数增多，但引脚之间的距离远大于QFP，从而提高了组装成品率。该技术的组装可用共面焊接，从而能大大提高封装的可靠性。缺点：BGA封装占用基板的面积比较大。两层和四层基板PBGA封装TE-PBGA(thermallyenhancedPBGA)封装T-BGA(TapeBGA)封装FC-BGA（FilpChipBGA）封装C-BGAandM-BGA封装BGA基板依使用材料不同可分为不同的封装：陶瓷（Ceramic）CBGA；金属（Metal）MBGA；塑料（Plastic）PBGA；卷带（Tape）TBGA；MBGA基板的封装相当少见。CBGA基板在CPU、芯片组等高附加价值商品的应用不少。TBGA则多用于各型驱动IC的封装上，最常见的便是TFTLCD的驱动IC。PBGA（塑料基板）的成本最低且销量最大，加上近年技术上突破，使得CPU、芯片组、绘图芯片等高阶IC多转用塑料基板，俨然成为主流产品。封装设计BGA封装专用设计软件:如CADDesign软件公司正在出售一种称为电子封装设计师(EPD)的封装软件;Avant公司开发了测试软件:EncoreBGA，另一种叫做EncorePQ，测试封装概念的可行性。基板的设计；热设计；电的设计；*BGA（球栅阵列）封装技术简介1.概述—微电子封装进展封装技术路线图WLPStackedDieTSVPoP2010封装技术路线图70年代大多数封装I/O数量少----封装为引脚插入型（基本上是陶瓷基板封装）。80年代塑封逐渐增加；表面贴装被引进并在80年代后期发展较快；90年代90年代初期引脚阵列式封装出现，后期大于250引脚或细小脚间距的QFP封装已被BGA所取代；；大多数封装为塑封，SMT在高端应用明显占主导地位；更新的封装概念如WLP、CSP出现。2000年代后WLP一直在研发，CSP成为主流，MCM和3维封装的研发在未来将逐渐成为主流。封装发展趋势LowMediumHigh功能3DPkg/DieStacking(WB)3DIC(TSV)QFNSiP(WB)QFNSD-SiP(WB)3DStacking(WB)3DIC(TSV)2D-SiP(SJ)3D-SiP(WB)3D-SOC(TSV)LowMediumHigh密度BGA(WB)2.BGA封装的发展历史及特点3.BGA封装类型--单晶片封装（SingleChipPackages）塑料球栅阵列封装封装特点塑料封装；有机基板用来替代引线架的功能球栅阵列式引脚；多层基板用于加强导电和散热；为高密度封装提供解决方案；应用：ASICs、微控制器、无线通信等。加