[工學(xué)]第5章bga和csp的封裝技術(shù)(編輯修改稿)
2025-03-15 22:43 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 。 AIM公司的 NC219AX免清洗型助焊劑具有很高的面絕緣電阻和很好的粘錫性能。世界上幾家主要公司生產(chǎn)的 BGA焊球用材料如下表： BGA安裝前需檢查 BGA焊球的共面性以及有無脫落。 BGA在PWB上的安裝與目前的 SMT工藝設(shè)備和工藝基本兼容。安裝過程為：將低熔點焊膏用絲網(wǎng)印刷印制到 PWB上的焊區(qū)陣列 → 用安裝設(shè)備將 BGA對準放在印有焊膏的焊區(qū)上 → SMT再流焊。 BGA安裝與再流焊接 CSP的封裝技術(shù) 概述 CSP（ Chip Size Package,或 Chip Scale Package） ,即芯片尺寸封裝。目前并無確切定義 ,不同廠商有不同說法。 JEDEC（聯(lián)合電子器件工程委員會 (美國協(xié)會 )）的 JSTK012標(biāo)準規(guī)定：LSI芯片封裝面積小于或等于 LSI芯片面積的 120%的產(chǎn)品稱為 CSP。日本松下電子工業(yè)公司將 LSI芯片封裝每邊的寬度比其芯片大 CSP。這種產(chǎn)品具有以下幾個特點： (1)體積小 CSP是目前體積最小的 LSI芯片封裝之一。引腳數(shù)相同的封裝 ,CSP的面積不到 QFP的十分之一 ,只有 BGA的三分之一到十分之一。 CSP與 BGA、 TCP、 QFP的尺寸比較下如圖所示。 (2)可容納的引腳數(shù)最多 相同尺寸的 LSI芯片的各類封裝中， CSP的引腳最多。 (3)電性能良好 CSP內(nèi)部的布線長度比 QFP或 BGA的布線長度短得多，寄生電容很小，信號傳輸延遲時間短，即使時鐘頻率超過 100MHz的 LSI芯片也可以采用 CSP。 CSP的存取時間比 QFP或 BGA改善 15%∽ 20%，CSP的開關(guān)噪聲只有 DIP的 1/2左右。 (4)散熱性能良好 大多數(shù) CSP都將芯片面向下安裝，能從芯片背面散熱。 CSP的主要類別和工藝 1. 柔性基板封裝 CSP（ FPBGA：窄節(jié)距 BGA） FPBGA（窄節(jié)距 BGA）：日本 NEC開發(fā)，結(jié)構(gòu)如下圖所示。主要由 LSI芯片、載帶、粘接層和金屬凸點組成。載帶由聚酰亞胺和銅箔組成。采用共晶焊料 (63%Sn37%Pb)作外部互連電極材料。 2. 剛性基板 CSP（ CSTP） CSTP(Ceramic Substrate Thin Package，陶瓷基板薄型封裝，又稱剛性基板薄型封裝）是日本東芝公司開發(fā)的一種薄型封裝，基本結(jié)構(gòu)如圖所示。 CSTP主要由 LSI芯片、Al2O3(或 AlN)基板， Au凸點和樹脂等構(gòu)成。通過倒裝焊、樹脂填充和打印等三步工藝完成。 CSTP的厚度只有 ∽ (其中 LSI芯片厚度為 ,基板厚度為 ),僅為 TSOP(薄型 SOP)厚度的一半。 CSTP的封裝效率 (即芯片與基板面積之比 )高達 75%以上，而同樣尺寸的 TQFP的封裝效率不足 30%。 3. 引線框架式 CSP（ LOC型 CSP） LOC（ Lead Over Chip,芯片上引線）型 CSP是日本富士通公司開發(fā)的一種新型結(jié)構(gòu)，分為 Tape（帶式） LOC型和 MFLOC型(MultiframeLOC,引線框架式 )兩種形式 ,基本結(jié)構(gòu)如圖所示。 兩種形式的 LOC型 CSP都 是將 LSI芯片安裝在引線框 架上制作而成。芯片面朝 下 ,芯片下面的引線框架仍 然作為引腳暴露在該封裝 結(jié)構(gòu)外面。因此不需制作 工藝復(fù)雜的焊料凸點 ,可實現(xiàn)芯片與外部的互連，其內(nèi)部布線很短 ,僅 。 CSP26的電感只有 TSOP26的 1/3左右 ,其熱阻 ,在相同條件下 ,TSOP26為 36℃/W, 而 CSP26僅為 27℃/W 。 4. 焊區(qū)陣列 CSP（ LGA型 CSP） LGA(Land Grid Array,焊區(qū)陣列 )型 CSP是日本松下電子工業(yè)公司開發(fā)的新型產(chǎn)品 ,基本結(jié)構(gòu)如圖 ,主要由LSI芯片、陶瓷載體、填充用環(huán)氧樹脂和導(dǎo)電粘接劑等組成。用金絲打球法在芯片焊區(qū)上形成 Au凸點。 FCB時，在 PCB或其他基板的焊區(qū)上印制導(dǎo)電膠 ,然后將該芯片的凸點適當(dāng)加壓后 ,對導(dǎo)電膠固化 ,就完成了芯片與基板的互連。 LGA型 CSP的主要特點如下： (1)體積小，而引腳節(jié)距大 QFP的安裝面積隨引腳數(shù)的增加呈平方關(guān)系增加，而 LGA型CSP只是線性增加，因為 LGA型 CSP的引腳全部置于 CSP的下面。兩者的引腳數(shù)與組裝面積的比較如圖所示。重量為相同引腳QFP的 1/10左右。 (2)容易安裝 LGA型 CSP盡管體積小，但安裝非常方便。主要是因為 LGA型 CSP的安裝精度要求比 QFP要低得多。 (3)散熱性能良好 LGA型 CSP的背面通過 左右的焊膏固定在 PWB上，與QFP相比，容易將熱量傳導(dǎo)至 PWB，同時，因芯片背面裸露，可起散熱片的作用。 (4)電性能良好 LGA型 CSP的尺寸很小， LSI芯片由凸點直接與載體電極互連，信號傳輸路徑極短。其引腳電感、開關(guān)噪聲和交叉干擾比QFP低得多。 5. 微小模塑型 CSP 日本三菱電機公司開發(fā)的微小模塑型 CSP結(jié)構(gòu)如圖所示。主要由 LSI
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