SMT貼片加工,BGA植球是什么?
在當今信息時代,隨著電子工業的迅猛發展,計算機、移動電話等產品日益普及。人們對電子產品的功能要求越來越多、對性能要求越來越強,而體積要求卻越來越小、重量要求越來越輕。這就促使電子產品向多功能、高性能和小型化、輕型化方向發展。為實現這一目標,IC芯片的特征尺寸就要越來越小,復雜程度不斷增加,于是,電路的I/O數就會越來越多,封裝的I/O密度就會不斷增加。為了適應這一發展要求,一些先進的高密度封裝技術應運而生,BGA封裝技術就是其中之一。
BGA封裝出現于90年代初期,現已發展成為一項成熟的高密度封裝技術。在半導體IC的所有封裝類型中,1996~2001年這5年期間,BGA封裝的增長速度最快。在1999年,BGA的產量約為10億只。但是,到目前為止,該技術僅限于高密度、高性能器件的封裝,而且該技術仍朝著細節距、高I/O端數方向發展。BGA封裝技術主要適用于PC芯片組、微處理器/控制器、ASIC、門陣、存儲器、DSP、PDA、PLD等器件的封裝。
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(chip scale package或μBGA)PBGA(塑膠焊球陣列)封裝PBGA(Plastic Ball Grid Array),它采用BT 樹脂/玻璃層壓板作為基板,以塑膠(環氧模塑混合物)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 封裝為腔體結構,分為腔體朝上和腔體朝下兩種。這種帶腔體的PBGA是為了增強其散熱性能,稱之為熱增強型BGA,簡稱EBGA,有的也稱之為CPBGA(腔體塑料焊球數組).
PBGA 封裝的優點:
1、與 PCB 板的熱匹配性好。PBGA 結構中的BT 樹脂/玻璃層壓板的熱膨脹系數(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準作用,即熔融焊球的表面張力來達到焊球與焊盤的對準要求;
3、成本低;
4、電性能良好。
PBGA 封裝的缺點:
對濕氣敏感,不適用于有氣密性要求和可靠性要求高的器件的封裝。
CBGA(陶瓷焊球陣列)封裝
CBGA(Ceramic Ball Grid Array)在BGA 封裝系列中的歷史最長。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 封裝的優點如下:
1、氣密性好,抗濕氣性能高,因而封裝組件的長期可靠性高;
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、散熱性能優于 PBGA 結構。
CBGA 封裝的缺點如下:
1、由于陶瓷基板和 PCB 板的熱膨脹系數(CTE)相差較大,因此熱匹配性差,焊點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對準難度增加。
TBGA(載帶型焊球數組)封裝
TBGA(Tape Ball Grid Array) 是一種有腔體結構,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現互連;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 的優點如下:
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準作用,印焊球的表面張力來達到焊球與焊盤的對準要求;
3、是最經濟的 BGA 封裝;
4、 散熱性能優于 PBGA 結構。
TBGA 的缺點如下:
1、對濕氣敏感;
2、不同材料的多級組合對可靠性產生不利的影響。
其他的BGA封裝類型
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結構,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;
山西英特麗電子科技有限公司的投資方為深圳市英特麗智能科技有限公司。近年來,英特麗集團在光機電制造領域拓展比較迅速,已在江西省撫州市生產基地,安徽省宿州市EMS生產基地,四川省內江生產基地項目,晉城EMS智能制造生產基地四個基地。晉城項目總投資10億元,一期5億元固投已經完成。二期已經開始運作。
我公司EMS智能制造生產基地項目為晉城經濟技術開發區2021年招商引資項目,在開發區各級領導關懷幫助支持下,已在晉城經濟技術開發區金匠新區光機電產業園2號樓實現落地,四層廠房,建筑面積3.2萬平米。
晉城基地項目將建成華北地區最具規模的SMT智能制造生產基地,可為晉城市及周邊地區90%以上光機電企業提供電路板加工、電子產品代工等服務,是山西電子行業發展的基礎配套廠。項目分二期建設,一期總投資約5億元,建設25條左右的SMT生
產線,配備先進完善的數字化管理體系,其中包括ERP、MES、WMS智能軟件管理系統;多條插件、后焊、組裝、包裝生產線,以及測試平臺、智慧工廠等。二期計劃總投資約5億元,計劃投資充電樁、新能源儲能等上下游產業相關項目。其中充電樁項目已經啟動,設備在2022年10月中旬入場,11月開始組裝生產、12月開始銷售,客戶為國有大中型交通投資企業。先在晉城、太原銷售,然后輻射全國。全部項目建成達效后可實現年產值約50億元。
項目大部分設備采用西門子、ASM等先進進口設備,其生產具有智能化、高精密、高產能、柔性制造、公共平臺等特點,貼片能力方面可實現01005級別封裝,即最小間距0.4mm*0.2mm,滿足當前市場上99%的電子產品加工。項目生產的產品可廣泛應用于高端網絡設備、航空航天、北斗導航芯片、醫療電子、汽車電子、電腦、筆記本、平板、智能家居和電子穿戴等電子產品,主要客戶包括比亞迪、鄭州大眾汽車、陜西特變電、煙臺海格爾、深圳銳晟通、晉能研究院、晉城富士康、上海諾行、中電科依愛、充電樁客戶為太原龍頭、山西交控、山西路橋、山西鐵塔等。其中山西交控、山西路橋已經與我公司簽署戰略合作協議。