bga焊接工藝技術(shù)原理

BGA焊接采用的回流焊的原理。這里介紹一下錫球在焊接過程中的回流機(jī)理。

當(dāng)錫球至于一個(gè)加熱的環(huán)境中，錫球回流分為三個(gè)階段:

首先，用于達(dá)到所需粘度和絲印性能的溶劑開始蒸發(fā)，溫度上升必需慢(大約每秒5° C)，以限制沸騰和飛濺，防止形成小錫珠，還有，一些元件對(duì)內(nèi)部應(yīng)力比較敏感，如果元件外部溫度上升太快，會(huì)造成斷裂。

助焊劑(膏)活躍，化學(xué)清洗行動(dòng)開始，水溶性助焊劑(膏)和免洗型助焊劑(膏)都會(huì)發(fā)生同樣的清洗行動(dòng)，只不過溫度稍微不同。將金屬氧化物和某些污染從即將結(jié)合的金屬和焊錫顆粒上清除。好的冶金學(xué)上的錫焊點(diǎn)要求"清潔"的表面。

當(dāng)溫度繼續(xù)上升，焊錫顆粒首先單獨(dú)熔化，并開始液化和表面吸錫的"燈草"過程。這樣在所有可能的表面上覆蓋，并開始形成錫焊點(diǎn)。

這個(gè)階段最為重要，當(dāng)單個(gè)的焊錫顆粒全部熔化后，結(jié)合一起形成液態(tài)錫，這時(shí)表面張力作用開始形成焊腳表面，如果元件引腳與PCB焊盤的間隙超過4mil(1 mil = 千分之一英寸)，則極可能由于表面張力使引腳和焊盤分開，即造成錫點(diǎn)開路。

冷卻階段，如果冷卻快，錫點(diǎn)強(qiáng)度會(huì)稍微大一點(diǎn)，但不可以太快否則會(huì)引起元件內(nèi)部的溫度應(yīng)力。

對(duì)于BGA的焊接，我們是采用BGA Rework Station(BGA返修工作站)進(jìn)行焊接的。不同廠商生產(chǎn)的BGA返修工作站采用的工藝原理略有不同，但大致是相同的。這里先介紹一下溫度曲線的概念。BGA上的錫球，分為無鉛和有鉛兩種。有鉛的錫球熔點(diǎn)在183℃~220℃，無鉛的錫球熔點(diǎn)在235℃~245℃.

這里給出有鉛錫球和無鉛球焊接時(shí)所采用的溫度曲線。

從以上兩個(gè)曲線可以看出，焊接大致分為預(yù)熱，保溫，回流，冷卻四個(gè)區(qū)間(不同的BGA返修工做站略有不同)無論有鉛焊接還是無鉛焊接，錫球融化階段都是在回流區(qū)，只是溫度有所不同，回流以前的曲線可以看作一個(gè)緩慢升溫和保溫的過程。明白了這個(gè)基本原理，任何BGA返修工作站都可以以此類推。這里，介紹一下這幾個(gè)溫區(qū):

也叫斜坡區(qū)，用來將PCB的溫度從周圍環(huán)境溫度提升到所須的活性溫度。在這個(gè)區(qū)，電路板和元器件的熱容不同，他們的實(shí)際溫度提升速率不同。電路板和元器件的溫度應(yīng)不超過每秒2~5℃速度連續(xù)上升，如果過快，會(huì)產(chǎn)生熱沖擊，電路板和元器件都可能受損，如陶瓷電容的細(xì)微裂紋。而溫度上升太慢，焊膏會(huì)感溫過度，溶劑揮發(fā)不充分，影響焊接質(zhì)量。爐的預(yù)熱區(qū)一般占整個(gè)加熱區(qū)長(zhǎng)度的15~25 %。

有時(shí)叫做干燥或浸濕區(qū)，這個(gè)區(qū)一般占加熱區(qū)的30 ~ 50 %。活性區(qū)的主要目的是使PCB上各元件的溫度趨于穩(wěn)定，盡量減少溫差。在這個(gè)區(qū)域里給予足夠的時(shí)間使熱容大的元器件的溫度趕上較小元件，并保證焊膏中的助焊劑得到充分揮發(fā)。到活性區(qū)結(jié)束，焊盤、焊料球及元件引腳上的氧化物被除去，整個(gè)電路板的溫度達(dá)到平衡。應(yīng)注意的是PCB上所有元件在這一區(qū)結(jié)束時(shí)應(yīng)具有相同的溫度，否則進(jìn)入到回流區(qū)將會(huì)因?yàn)楦鞑糠譁囟炔痪a(chǎn)生各種不良焊接現(xiàn)象。一般普遍的活性溫度范圍是120~150℃，如果活性區(qū)的溫度設(shè)定太高，助焊劑(膏)沒有足夠的時(shí)間活性化，溫度曲線的斜率是一個(gè)向上遞增的斜率。雖然有的焊膏制造商允許活性化期間一些溫度的增加，但是理想的溫度曲線應(yīng)當(dāng)是平穩(wěn)的溫度。

有時(shí)叫做峰值區(qū)或最后升溫區(qū)，這個(gè)區(qū)的作用是將PCB的溫度從活性溫度提高到所推薦的峰值溫度?；钚詼囟瓤偸潜群辖鸬娜埸c(diǎn)溫度低一點(diǎn)，而峰值溫度總是在熔點(diǎn)上。典型的峰值溫度范圍是焊膏合金的熔點(diǎn)溫度加40℃左右，回流區(qū)工作時(shí)間范圍是20 - 50s。這個(gè)區(qū)的溫度設(shè)定太高會(huì)使其溫升斜率超過每秒2~5℃，或使回流峰值溫度比推薦的高，或工作時(shí)間太長(zhǎng)可能引起PCB的過分卷曲、脫層或燒損，并損害元件的完整性?；亓鞣逯禍囟缺韧扑]的低，工作時(shí)間太短可能出現(xiàn)冷焊等缺陷。

這個(gè)區(qū)中焊膏的錫合金粉末已經(jīng)熔化并充分潤(rùn)濕被連接表面，應(yīng)該用盡可能快的速度來進(jìn)行冷卻，這樣將有助于合金晶體的形成，得到明亮的焊點(diǎn)，并有較好的外形和低的接觸角度。緩慢冷卻會(huì)導(dǎo)致電路板的雜質(zhì)更多分解而進(jìn)入錫中,從而產(chǎn)生灰暗粗糙的焊點(diǎn)。在極端的情形下，其可能引起沾錫不良和減弱焊點(diǎn)結(jié)合力。冷卻段降溫速率一般為3~10 ℃/ S。

在焊接BGA之前，PCB和BGA都要在80℃~90℃，10~20小時(shí)的條件下在恒溫烤箱中烘烤，目的是除潮，更具受潮程度不同適當(dāng)調(diào)節(jié)烘烤溫度和時(shí)間。沒有拆封的PCB和BGA可以直接進(jìn)行焊接。特別指出，在進(jìn)行以下所有操作時(shí)，要佩戴靜電環(huán)或者防靜電手套，避免靜電對(duì)芯片可能造成的損害。在焊接BGA之前，要將BGA準(zhǔn)確的對(duì)準(zhǔn)在PCB上的焊盤上。這里采用兩種方法:光學(xué)對(duì)位和手工對(duì)位。目前主要采用的手工對(duì)位，即將BGA的四周和PCB上焊盤四周的絲印線對(duì)齊。這里有個(gè)具竅:在把BGA和絲印線對(duì)齊的過程中，及時(shí)沒有完全對(duì)齊，即使錫球和焊盤偏離30%左右，依然可以進(jìn)行焊接。因?yàn)殄a球在融化過程中，會(huì)因?yàn)樗秃副P之間的張力而自動(dòng)和焊盤對(duì)齊。在完成對(duì)齊的操作以后，將PCB放在BGA返修工作站的支架上，將其固定，使其和BGA返修工作站水平。選擇合適的熱風(fēng)噴嘴(即噴嘴大小比BGA大小略大)，然后選擇對(duì)應(yīng)的溫度曲線，啟動(dòng)焊接，待溫度曲線完畢，冷卻，便完成了BGA的焊接。

在生產(chǎn)和調(diào)試過程中，難免會(huì)因?yàn)锽GA損壞或者其他原因更換BGA。BGA返修工作站同樣可以完成拆卸BGA的工作。拆卸BGA可以看作是焊接BGA的逆向過程。所不同的是，待溫度曲線完畢后，要用真空吸筆將BGA吸走，之所以不用其他工具，比如鑷子，是因?yàn)橐苊庖驗(yàn)橛昧^大損壞焊盤。將取下BGA的PCB趁熱進(jìn)行除錫操作(將焊盤上的錫除去)，為什么要趁熱進(jìn)行操作呢?因?yàn)闊岬腜CB相當(dāng)與預(yù)熱的功能，可以保證除錫的工作更加容易。這里要用到吸錫線，操作過程中不要用力過大，以免損壞焊盤，保證PCB上焊盤平整后，便可以進(jìn)行焊接BGA的操作了。

取下的BGA可否再次進(jìn)行焊接呢?答案是肯定的。但在這之前有個(gè)關(guān)鍵步驟，那就是植球。植球的目的就是將錫球重新植在BGA的焊盤上，可以達(dá)到和新BGA同樣的排列效果。這里詳細(xì)介紹下植球。這里要用到兩個(gè)工具鋼網(wǎng)和吸錫線。

首先我們要把BGA上多余的錫渣除去，要求是要使BGA表面光滑，無任何毛刺(錫形成的)。

第一步--涂抹助焊膏(劑)

把BGA放在導(dǎo)電墊上，在BGA表面涂抹少量的助焊膏(劑)。

第二步--除去錫球

用吸錫線和烙鐵從BGA上移除錫球。在助焊膏上放置吸錫線把烙鐵放在吸錫線上面

在你在BGA表面劃動(dòng)洗錫線之前，讓烙鐵加熱吸錫線并且熔化錫球。

注意:不要讓烙鐵壓在表面上。過多的壓力會(huì)讓表面上產(chǎn)生裂縫者刮掉焊盤。為了達(dá)到最好的效果，最好用吸錫線一次就通過BGA表面。少量的助焊膏留在焊盤上會(huì)使植球更容易。

第三步--清洗

立即用工業(yè)酒精(洗板水)清理BGA表面，在這個(gè)時(shí)候及時(shí)清理能使殘留助焊膏更容易除去。

利用摩擦運(yùn)動(dòng)除去在BGA表面的助焊膏。保持移動(dòng)清洗。清洗的時(shí)候總是從邊緣開始，不要忘了角落。

清洗每一個(gè)BGA時(shí)要用干凈的溶劑

第四步--檢查

推薦在顯微鏡下進(jìn)行檢查。觀察干凈的焊盤，損壞的焊盤及沒有移除的錫球。

注意:由于助焊劑的腐蝕性，推薦如果沒有立即進(jìn)行植球要進(jìn)行額外清洗。

第五步--過量清洗

用去離子水和毛刷在BGA表面用力擦洗。

注意:為了達(dá)到最好的清洗效果，用毛刷從封裝表面的一個(gè)方向朝一個(gè)角落進(jìn)行來回洗。循環(huán)擦洗。

第六步--沖洗

用去離子水和毛刷在BGA表面進(jìn)行沖洗。這有助于殘留的焊膏從BGA表面移除去。

接下來讓BGA在空氣中風(fēng)干。用第4步反復(fù)檢查BGA表面。

如果在植球前BGA被放置了一段時(shí)間，可以基本上確保它們是非常干凈的了。不推薦把BGA放在水里浸泡太長(zhǎng)的時(shí)間。

在進(jìn)行完以上操作后，就可以植球了。這里要用到鋼網(wǎng)和植臺(tái)。

鋼網(wǎng)的作用就是可以很容易的將錫球放到BGA對(duì)應(yīng)的焊盤上。植球臺(tái)的作用就是將BGA上錫球熔化，使其固定在焊盤上。植球的時(shí)候，首先在BGA表面(有焊盤的那面)均勻的涂抹一層助焊膏(劑)，涂抹量要做到不多不少。涂抹量多了或者少了都有可能造成植球失敗。將鋼網(wǎng)(這里采用的是萬能鋼網(wǎng))上每一個(gè)孔與BGA上每一個(gè)焊盤對(duì)齊。然后將錫球均與的倒在鋼網(wǎng)上，用毛刷或其他工具將錫球撥進(jìn)鋼網(wǎng)的每一個(gè)孔里，錫球就會(huì)順著孔到達(dá)BGA的焊盤上。進(jìn)行完這一步后，仔細(xì)檢查有沒有和焊盤沒對(duì)齊的錫球，如果有，用針頭將其撥正。小心的將鋼網(wǎng)取下，將BGA放在高溫紙上，放到植球臺(tái)上。植球臺(tái)的溫度設(shè)定是依據(jù)有鉛錫球220℃，無鉛錫球235℃來設(shè)定的。植球的時(shí)間不是固定的。實(shí)際上是根據(jù)當(dāng)BGA上錫球都熔化并表面發(fā)亮，成完整的球形的時(shí)候來判定的，這些通過肉眼來觀察。可以記錄達(dá)到這樣的狀態(tài)所用時(shí)間，下次植球按照這個(gè)時(shí)間進(jìn)行即可。

BGA植球是一個(gè)需要耐心和細(xì)心的工作，進(jìn)行操作的時(shí)候要仔

細(xì)認(rèn)真。

1.3國(guó)內(nèi)外水平現(xiàn)狀

BGA(Ball Grid Array Package)是這幾年最流行的封裝形式

它的出現(xiàn)可以大大提高芯片的集成度和可制造性。由于中國(guó)在

BGA焊接技術(shù)方面起步較晚，國(guó)內(nèi)能制造BGA返修工作站的廠

家也不多，因此，BGA返修工作站在國(guó)內(nèi)比較少，尤其是在西部。

有著光學(xué)對(duì)位，X-RAY功能的BGA返修站就更為少見，或許后期中國(guó)在X-RAY的返修站能夠多多建立，目前東部的檢測(cè)有個(gè)英華檢測(cè)提供這個(gè)方面的檢測(cè)，下面看技術(shù)方面吧!

1.4 解決的技術(shù)難點(diǎn)

在實(shí)際的工作當(dāng)中，會(huì)遇到不同大小，不同厚度的PC不同大

小的BGA，有采用無鉛焊接的也有采用有鉛焊接的。它們采用的溫度曲線也不同。因此，不可能用一種溫度曲線來焊接所有的BGA。如何根據(jù)條件的不同來設(shè)定不同的溫度曲線，這就是在BGA焊接過程中的關(guān)鍵。這里給出幾組圖片加以說明。

造成溫度不對(duì)的原因有很多，還有一個(gè)原因就是在測(cè)試溫度曲線的時(shí)候，都是在空調(diào)環(huán)境下進(jìn)行的，也就是說不是常溫。夏天和冬天空調(diào)造成溫度和常溫不符合，因此在設(shè)定BGA溫度曲線的時(shí)候會(huì)偏高或偏低。所以在每次進(jìn)行焊接的時(shí)候，都要測(cè)試實(shí)際溫度是否符合所設(shè)定的溫度值。溫度設(shè)定的原理就是首先根據(jù)是有鉛焊接或者無鉛焊接設(shè)定相應(yīng)溫度，然后用溫度計(jì)(或者熱電偶)測(cè)試實(shí)際溫度，然后根據(jù)實(shí)際溫度調(diào)節(jié)設(shè)定的溫度，使之達(dá)到最理想的溫度進(jìn)行焊接。在焊接的過程中，一定要保證BGA返修工作站，PCB，BGA在同一水平線上，焊接過程中不能發(fā)生震動(dòng)，不然會(huì)使錫球融化的時(shí)候發(fā)生橋接，造成短路。

PCB板的設(shè)計(jì)一般好的板子不僅節(jié)約材料，而且各方面的電氣特性也是很好的，比如散熱、防干擾等。

1、電路板孔的可焊性影響焊接質(zhì)量

電路板孔可焊性不好，將會(huì)產(chǎn)生虛焊缺陷，影響電路中元件的參數(shù)，導(dǎo)致多層板元器件和 內(nèi)層線導(dǎo)通不穩(wěn)定，引起整個(gè)電路功能失效。所謂可焊性就是金屬表面被 熔融焊料潤(rùn)濕的性質(zhì)，即焊料所在金屬表面形成一層相對(duì)均勻的連續(xù)的光滑的附著薄膜。影響印刷電路板可焊性的因素主要有:(1)焊料的成份和被焊料的性質(zhì)。 焊料是焊接化學(xué)處理過程中重要的組成部分，它由含有助焊劑的化學(xué)材料組成，常用的低熔點(diǎn)共熔金屬為Sn-Pb或Sn-Pb-Ag.其中雜質(zhì)含量要有一定的 分比控制，以防雜質(zhì)產(chǎn)生的氧化物被助焊劑溶解。焊劑的功能是通過傳遞熱量，去除銹蝕來幫助焊料潤(rùn)濕被焊板電路表面。一般采用白松香和異丙醇溶劑。(2)焊 接溫度和金屬板表面清潔程度也會(huì)影響可焊性。溫度過高，則焊料擴(kuò)散速度加快，此時(shí)具有很高的活性，會(huì)使電路板和焊料溶融表面迅速氧化，產(chǎn)生焊接缺陷，電路 板表面受污染也會(huì)影響可焊性從而產(chǎn)生缺陷，這些缺陷包括錫珠、錫球、開路、光澤度不好等。

2、翹曲產(chǎn)生的焊接缺陷

電路板和元器件在焊接過程中產(chǎn)生翹曲，由于應(yīng)力變形而產(chǎn)生虛焊、短路等缺陷。翹曲往往是由于電路板的上下部分溫度不平衡造成的。對(duì)大的PCB,由于板自 身重量下墜也會(huì)產(chǎn)生翹曲。普通的PBGA器件距離印刷電路板約0.5mm,如果電路板上器件較大，隨著線路板降溫后恢復(fù)正常形狀，焊點(diǎn)將長(zhǎng)時(shí)間處于應(yīng)力作 用之下，如果器件抬高0.1mm就足以導(dǎo)致虛焊開路。

3、電路板的設(shè)計(jì)影響焊接質(zhì)量

在布局上，電路板尺寸過大時(shí)，雖然焊接較容易控制，但印刷線條長(zhǎng)，阻抗增大，抗噪聲能力下降，成本 增加;過小時(shí)，則散熱下降，焊接不易控制，易出現(xiàn)相鄰 線條相互干擾，如線路板的電磁干擾等情況。因此，必須優(yōu)化PCB板設(shè)計(jì):(1)縮短高頻元件之間的連線、減少EMI干擾。(2)重量大的(如超過20g) 元件，應(yīng)以支架固定，然后焊接。(3)發(fā)熱元件應(yīng)考慮散熱問題，防止元件表面有較大的ΔT產(chǎn)生缺陷與返工，熱敏元件應(yīng)遠(yuǎn)離發(fā)熱源。(4)元件的排列盡可能 平行，這樣不但美觀而且易焊接，宜進(jìn)行大批量生產(chǎn)。電路板設(shè)計(jì)為4∶3的矩形最佳。導(dǎo)線寬度不要突變，以避免布線的不連續(xù)性。電路板長(zhǎng)時(shí)間受熱時(shí)，銅箔容 易發(fā)生膨脹和脫落，因此，應(yīng)避免使用大面積銅箔。

IR視頻BGA返修臺(tái)

IR型返修臺(tái)

精密貼片焊接系統(tǒng)

精密維修系統(tǒng)

BGA光學(xué)返修臺(tái)

按封裝材料的不同，BGA元器件主要有以下幾種:

PBGA(plastic BGA,塑料封裝的BGA);CBGA(ceramic BGA，陶瓷封裝的BGA);CCBGA(ceramic column BGA，陶瓷柱狀封裝的BGA);TBGA(tape BGA,載帶狀封裝的BGA);CSP(ship scale package或μBGA)

PBGA(Plastic Ball Grid Array),它采用BT 樹脂/玻璃層壓板作為基板，以塑膠(環(huán)氧模塑混合物)作為密封材料，焊球可分為有鉛焊料(63Sn37Pb、62Sn36Pb2Ag)和無鉛焊料(Sn96.5Ag3Cu0.5)，焊球和封裝體的連接不需要另外使用焊料。

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(腔體塑料焊球數(shù)組).

PBGA 封裝的優(yōu)點(diǎn):

1、與 PCB 板的熱匹配性好。PBGA 結(jié)構(gòu)中的BT 樹脂/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):

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。

CBGA(Ceramic Ball Grid Array)在BGA 封裝系列中的歷史最長(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 封裝的優(yōu)點(diǎn)如下:

1、氣密性好，抗?jié)駳庑阅芨撸蚨庋b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)如下:

1、由于陶瓷基板和 PCB 板的熱膨脹系數(shù)(CTE)相差較大，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。

TBGA(Tape Ball Grid Array) 是一種有腔體結(jié)構(gòu)，TBGA 封裝的芯片與基板互連方式有兩種:倒裝焊鍵合和引線鍵合。芯片倒裝鍵合在多層布線柔性載帶上;用作電路I/O 端的周邊數(shù)組焊料球安裝在柔性載帶下面;它的厚密封蓋板又是散熱器(熱沉)，同時(shí)還起到加固封裝體的作用，使柔性基片下面的焊料球具有較好的共面性。芯片粘結(jié)在芯腔的銅熱沉上;芯片焊盤與多層布線柔性載帶基片焊盤用鍵合引線實(shí)現(xiàn)互連;用密封劑將電路芯片、引線、柔性載帶焊盤包封(灌封或涂敷)起來。

TBGA 的優(yōu)點(diǎn)如下:

1、 封裝體的柔性載帶和 PCB 板的熱匹配性能較好;

2、在回流焊過程中可利用焊球的自對(duì)準(zhǔn)作用，印焊球的表面張力來達(dá)到焊球與焊盤的對(duì)準(zhǔn)要求;

3、是最經(jīng)濟(jì)的 BGA 封裝;

4、 散熱性能優(yōu)于 PBGA 結(jié)構(gòu)。

TBGA 的缺點(diǎn)如下:

1、對(duì)濕氣敏感;

2、不同材料的多級(jí)組合對(duì)可靠性產(chǎn)生不利的影響。

MCM-PBGA(Multiple chip module-PBGA)，多芯片模塊PBGA;

μBGA，微BGA，是一種芯片尺寸封裝;

SBGA(Stacked ball grid array)，疊層BGA;

etBGA，最薄的BGA結(jié)構(gòu)，封裝體高度為0.5mm，接近于芯片尺寸;

CTBGA、CVBGA(Thin and Very Thin Chip Array BGA)，薄型、超薄型BGA;

分光學(xué)對(duì)位與非光學(xué)對(duì)位

光學(xué)對(duì)位--通過光學(xué)模塊采用裂棱鏡成像，LED照明方式，調(diào)整光場(chǎng)分布，使小芯片成像顯示與顯示器上。以達(dá)到光學(xué)對(duì)位返修。

非光學(xué)對(duì)位--則是通過肉眼將BGA根據(jù)PCB板絲印線及點(diǎn)對(duì)位，以達(dá)到對(duì)位返修。

針對(duì)不同大小的BGA原件進(jìn)行視覺對(duì)位，焊接、拆卸的智能操作設(shè)備，有效提高返修率生產(chǎn)率，大大降低成本。 BGA:BGA封裝內(nèi)存

BGA封裝(Ball Grid Array Package)的I/O端子以圓形或柱狀焊點(diǎn)按陣列形式分布在封裝下面，BGA技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是I/O引腳數(shù)雖然增加了，但引腳間距并沒有減小反而增加了，從而提高了組裝成品率;雖然它

的功耗增加，但BGA能用可控塌陷芯片法焊接，從而可以改善它的電熱性能;厚度和重量都較以前的封裝技術(shù)有所減少;寄生參數(shù)減小，信號(hào)傳輸延遲小，使用頻率大大提高;組裝可用共面焊接，可靠性高。

BGA封裝技術(shù)可詳分為五大類:

1.PBGA(Plasric BGA)基板:一般為2-4層有機(jī)材料構(gòu)成的多層板。Intel系列CPU中，Pentium II、III、IV處理器均采用這種封裝形式。

2.CBGA(CeramicBGA)基板:即陶瓷基板，芯片與基板間的電氣連接通常采用倒裝芯片(FlipChip，簡(jiǎn)稱FC)的安裝方式。Intel系列CPU中，Pentium I、II、Pentium Pro處理器均采用過這種封裝形式。

3.FCBGA(FilpChipBGA)基板:硬質(zhì)多層基板。

4.TBGA(TapeBGA)基板:基板為帶狀軟質(zhì)的1-2層PCB電路板。

5.CDPBGA(Carity Down PBGA)基板:指封裝中央有方型低陷的芯片區(qū)(又稱空腔區(qū))。

說到BGA封裝就不能不提Kingmax公司的專利TinyBGA技術(shù)，TinyBGA英文全稱為Tiny Ball Grid Array(小型球柵陣列封裝)，屬于是BGA封裝技術(shù)的一個(gè)分支。是Kingmax公司于1998年8月開發(fā)成功的，其芯片面積與封裝面積之比不小于1:1.14，可以使內(nèi)存在體積不變的情況下內(nèi)存容量提高2~3倍，與TSOP封裝產(chǎn)品相比，其具有更小的體積、更好的散熱性能和電性能。

BGA主要有四種基本類型:PBGA、CBGA、CCGA和TBGA，一般都是在封裝體的底部連接著作為I/O引出端的焊球陣列。這些封裝的焊球陣列典型的間距為1.0mm、1.27mm、1.5mm，焊球的鉛錫組份常見的主要有63Sn/37Pb和90Pb/10Sn兩種，焊球的直徑由于沒有這方面相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)而各個(gè)公司不盡相同。從BGA的組裝技術(shù)方面來看，BGA有著比QFP器件更優(yōu)越的特點(diǎn)，其主要體現(xiàn)在BGA器件對(duì)于貼裝精度的要求不太嚴(yán)格，理論上講，在焊接回流過程中，即使焊球相對(duì)于焊盤的偏移量達(dá)50%之多，也會(huì)由于焊料的表面張力作用而使器件位置得以自動(dòng)校正，這種情況經(jīng)實(shí)驗(yàn)證明是相當(dāng)明顯的。其次，BGA不再存在類似QFP之類器件的引腳變形問題，而且BGA還具有相對(duì)QFP等器件較良好的共面性，其引出端間距與QFP相比要大得多，可以明顯減少因焊膏印刷缺陷導(dǎo)致焊點(diǎn)"橋接"的問題;另外，BGA還有良好的電性能和熱特性，以及較高的互聯(lián)密度。BGA的主要缺點(diǎn)在于焊點(diǎn)的檢測(cè)和返修都比較困難，對(duì)焊點(diǎn)的可靠性要求比較嚴(yán)格，使得BGA器件在很多領(lǐng)域的應(yīng)用中受到限制。