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BGA、CSP的封裝形式

2018-08-30 11:22:52 【东智精密】   来源: xiexuhui     阅读

集 成 电 路 的 发 展 趋势是 随 着 芯 片 集 成的提 高 而 改 变 芯 片 封装 形 式 的。 从DIP 双列 直 插 到 目 前 CSPMicro BGA 使 电 路 板 组 装 工 艺 和 设 备 发生 了 变 化

2001年 DRAM 存储器 1G Bit 2001年 I/O 端子数达到 1500
2007年 DRAM 存储器 16 G Bit 2007年 I/O 端子数达到 3600
2007年 芯片开关速度达 1000MHz
存储器件-> SOJ->TSOP->TSSOP->μBGA (CSP)
逻辑器件->QFP->PGA->PBGA->UBGA-> TBGA

从 超 密 脚 间 距QFP到 μBGA 封 装, 最 大的 特 点 是 μBGA 的脚间 距 加 大 了, 其电 路 板 组 装 的 成 品 率大 大 提 高 了, 但 是需 采 用 特 殊 的 光 学 对 中设 备 来 实 现贴 片 和 返 工

为什么BGA封装?

QFP的封装面积是随 I/O端子数的平方增加
BGA为高I/O端子的器件提供了可制造性 (一般 I/O端子数为 250~1089)
BGA的 I/O端子呈二维阵列,端子呈硬球状
BGA的大容量封装使PCB板面减少,组装密度增大,组装返工率降低,降低了生产成本
BGA沿用了标准SMT工艺,与标准的SMT工艺兼容,贴片简单

QFP封装的瓶颈!

376 I/O 的0.4mm 脚间距主流QFP商品化已5年, 0.4mm QFP的缺陷率为 50~100 ppm/引线焊料颗粒控制,引线平面性,间距公差严格组装工艺,设备 复杂,难度高 研制

504 I/O的 0.3mm的QFP使用化极为困难

现有组装设备达到极限 返工率高,导致废品率高

结论: 最终产品成本上升

Advantages of BGA vs. QFP

与0.020” 脚 间 距 的SMD元 件 相 比,BGA 焊 点 更牢 固
允 许 50% 贴 片 精 度 误 差,熔 锡 过 程 芯 片 会 自对 中
容 易 进 行 丝 网 漏 印 焊锡 膏 。
组 装 电 路 板 成 品 功 高
操 作 过 程 中 不 会 损 坏管 脚
容 易 控 制 焊 点 与 焊 盘的 水 平 度(Coplanarity)
GA 焊 点 与 焊 盘 的 水 平 度 要求 小 于 0 .006” 焊 锡膏 球 会 给予 补 偿
高 I/O 输 出 口
焊 接 时 散 热 性 好
分 布 电 抗 低,频 率 特 性 好
仍 可 使 用 现 有 的SMT 组 装 设 备

BGA/QFP 比较结果(优点〕

同样为304-管脚的器件的比较:         BGA            QFP
封装尺寸 (平方毫米)                             525             1,600
脚间距/球栏栅间距 (毫米)                  1.27           0.5
组装损坏率 (PPM/管脚)                      0.6             100
器件廢品率                                             * 0%             7%
器件管脚间信号干扰                            1.0 X          2.25 X

BGA芯片的缺点

需采用X-ray检查
由于球状栏栅管脚排列需多层电路板
布线从而增加了电路板制造成本 传统的局部返工方法“Touch Up”不适用。必须将整个芯片取下来进行返工
清洁芯片底部焊盘有难度

BGA 封 装 种 类:

PBGA - 塑封BGA 。 CBGA - 陶瓷封装BGA 。 CCBGA -陶瓷封装柱形焊球BGA 。 TBGA - Tape Ball Grid Array 。 SBGA - Super Ball Grid Array 。 MBGA - Metal Ball Grid Array 。 μBGA - Fine Pitch BGA (20 mil pitch) a trade mark of Tessera Group 。 FPBGA-NEC Fine Pitch BGA (20 mil pitch) NEC's design to compete with Tessera

BGA 焊 锡 球 排 列 矩 阵 种 类:  全 矩 阵BGA - 布 满焊 锡 球 . 。 周 边 排 列BGA - 焊 锡 球 沿 周 边 排 列, 中 间 部 位 空 着 。 线 性 排 列 焊 锡 球 的 矩 阵BGA. 。 交 错 排 列 焊 锡 球 的BGA. 。 长 方 形BGA.

塑 料 封 装-PBGA

高I/O 芯 片
可 允 许50% 对 中 误 差
较大的管脚间距(1.0;1.27 毫 米)
降 低 贴 片 废 品 率
BT (Bismaleinide Triazine)
PCB 片 基
63/37 Sn/Pb 焊 锡 球
H-PBGA较好的抗热损坏特性
HL-PBGA 金属顶盖散热 型

BGA 的 应 用 领 域

汽车的发动机,变速箱,监控系统,安全,防盗系统 娱 乐 类 产 品 消 费 类 产 品 电 子 游 戏 类 产 品 计 算 机 和 外 设 电 动 工 具 类 产 品 摄 像 机 视 频 产 品 家 电 产 品 通 讯 产 品 手 机, 无 线 电 接 收 机, BP 机 信 息 系 统, 个 人 用 通 讯 产 品, GPS

 

 


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