PBGA與CBGA對(duì)比
半導(dǎo)體封裝是指將通過(guò)測(cè)試的晶圓按照產(chǎn)品型號(hào)及功能需求加工得到獨(dú)立芯片的過(guò)程。封裝過(guò)程為:來(lái)自晶圓前道工藝的晶圓通過(guò)劃片工藝后被切割為小的晶片(Die),然后將切割好的晶片用膠水貼裝到相應(yīng)的基板(引線框架)架的小島上,再利用超細(xì)的金屬(金錫銅鋁)導(dǎo)線或者導(dǎo)電性樹(shù)脂將晶片的接合焊盤(Bond Pad)連接到基板的相應(yīng)引腳(Lead),并構(gòu)成所要求的電路;然后再對(duì)獨(dú)立的晶片用塑料外殼加以封裝保護(hù),塑封之后還要進(jìn)行一系列操作,封裝完成后進(jìn)行成品測(cè)試,通常經(jīng)過(guò)入檢Incoming、測(cè)試Test和包裝Packing等工序,最后入庫(kù)出貨。
半導(dǎo)體生產(chǎn)流程由晶圓制造、晶圓測(cè)試、芯片封裝和封裝后測(cè)試組成。塑封之后,還要進(jìn)行一系列操作,如后固化(Post Mold Cure)、切筋和成型(Trim&Form)、電鍍(Plating)以及打印等工藝。典型的封裝工藝流程為:劃片 裝片 鍵合 塑封 去飛邊 電鍍 打印 切筋和成型 外觀檢查 成品測(cè)試 包裝出貨。
PBGA封裝(Plastic Ball Grid Array Package),它采用BT樹(shù)脂/玻璃層壓板作為基板,以塑料環(huán)氧模塑混合物作為密封材料,焊球?yàn)楣簿Ш噶?3Sn37Pb或準(zhǔn)共晶焊料62Sn36Pb2Ag,已有部分制造商使用無(wú)鉛焊料 ,焊球和封裝體的連接不需要另外使用焊料。
PBGA塑料焊球陣列封裝有一些PBGA封裝為腔體結(jié)構(gòu),分為腔體朝上和腔體朝下兩種。這種帶腔體的PBGA是為了增強(qiáng)其散熱性能,稱之為熱增強(qiáng)型BGA,簡(jiǎn)稱EBGA,有的也稱之為CPBGA 腔體塑料焊球陣列.PBGA封裝的優(yōu)點(diǎn)如下:1 與PCB板印刷線路板-通常為FR-4板的熱匹配性好。PBGA結(jié)構(gòu)中的BT樹(shù)脂/玻璃層壓板的熱膨脹系數(shù)CTE約為14ppm/℃,PCB板的約為17ppm/cC,兩種材料的CTE比較接近,因而熱匹配性好。2 在回流焊過(guò)程中可利用焊球的自對(duì)準(zhǔn)作用,即熔融焊球的表面張力來(lái)達(dá)到焊球與焊盤的對(duì)準(zhǔn)要求。3 成本低。4 電性能良好。PBGA封裝的缺點(diǎn)是:對(duì)濕氣敏感,不適用于有氣密性要求和可靠性要求高的器件的封裝。
在BGA封裝系列中,CBGA的歷史最長(zhǎng)。它的基板是多層陶瓷,金屬蓋板用密封焊料焊接在基板上,用以保護(hù)芯片、引線及焊盤。焊球材料為高溫共晶焊料10Sn90Pb,焊球和封裝體的連接需使用低溫共晶焊料63Sn37Pb。
CBGA陶瓷焊球陣列封裝封裝體尺寸為10-35mm,標(biāo)準(zhǔn)的焊球節(jié)距為1.5mm、1.27mm、1.0mm。CBGA 陶瓷焊球陣列 封裝的優(yōu)點(diǎn)如下:1 氣密性好,抗?jié)駳庑阅芨?,因而封裝組件的長(zhǎng)期可靠性高。2 與PBGA器件相比,電絕緣特性更好。3 與PBGA器件相比,封裝密度更高。4 散熱性能優(yōu)于PBGA結(jié)構(gòu)。CBGA封裝的缺點(diǎn)是:1 由于陶瓷基板和PCB板的熱膨脹系數(shù) CTE 相差較大 A1203陶瓷基板的CTE約為7ppm/cC,PCB板的CTE約為17ppm/筆 ,因此熱匹配性差,焊點(diǎn)疲勞是其主要的失效形式。2 與PBGA器件相比,封裝成本高。3 在封裝體邊緣的焊球?qū)?zhǔn)難度增加。