上世紀(jì)90年代，BGA（Ball grid array，球柵陣列或焊球陣列）封裝技術(shù)發(fā)展迅速并成為主流的封裝工藝之一。它是一種高密度表面裝配封裝技術(shù)，在封裝底部，引腳都成球狀并排列成一個(gè)類似于格子的圖案，由此命名為BGA。

目前主板控制芯片組多采用此類封裝技術(shù)，材料多為陶瓷。采用BGA技術(shù)封裝的內(nèi)存，可以使內(nèi)存在體積不變的情況下，內(nèi)存容量提高兩到三倍。

本文主要內(nèi)容為BGA封裝的主要分類及其特點(diǎn)，BGA封裝工藝流程等方面。

BGA的封裝類型很多，根據(jù)焊料球的排布方式可分為周邊型、交錯(cuò)型和全陣列型。

根據(jù)基板的不同主要分為PBGA（Plastic BGA，塑封BGA）、CBGA（Ceramic BGA,，陶瓷BGA）、FCBGA（Filpchip BGA，倒裝BGA）、TBGA（Tape BGA，載帶BGA）。

PBGA是常用的BGA封裝形式，采用塑料材料和塑料工藝制作。其采用的基板類型為PCB基板材料（BT樹脂/玻璃層壓板），裸芯片經(jīng)過粘接和WB技術(shù)連接到基板頂部及引腳框架后，采用注塑成型（環(huán)氧膜塑混合物）方法實(shí)現(xiàn)整體塑模。Intel系列CPU中，Pentium II、III、IV處理器均采用這種封裝形式。

焊球材料為低熔點(diǎn)共晶焊料合金63Sn37Pb，直徑約為1mm，間距范圍1.27-2.54mm，焊球與封裝體底部的連接不需要另外使用焊料。組裝時(shí)焊球熔融，與PCB表面焊板接合在一起，呈現(xiàn)桶狀。

PBGA封裝特點(diǎn)主要表現(xiàn)在以下四方面：

CBGA是將裸芯片安裝在陶瓷多層基板載體頂部表面形成的，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，連接好的封裝體經(jīng)過氣密性處理，可提高其可靠性和物理保護(hù)性能。Pentium I、II、Pentium Pro處理器均采用過這種封裝形式。

CBGA采用的是多層陶瓷布線基板，焊球材料為高熔點(diǎn)90Pb10Sn共晶焊料，焊球和封裝體的連接使用低溫共晶焊料63Sn37Pb，采用封蓋+玻璃氣封，屬于氣密封裝范疇。

CBGA封裝特點(diǎn)主要表現(xiàn)在以下六方面：

FCBGA是目前圖形加速芯片主要的封裝格式，這種封裝技術(shù)始于1960年代，當(dāng)時(shí)IBM為了大型計(jì)算機(jī)的組裝，而開發(fā)出了所謂的C4(Controlled Collapse Chip Connection)技術(shù)，隨后進(jìn)一步發(fā)展成可以利用熔融凸塊的表面張力來支撐芯片的重量及控制凸塊的高度，并成為倒裝技術(shù)的發(fā)展方向。

這種封裝使用小球代替原先采用的針來連接處理器。一共需要使用479個(gè)球，且直徑均為0.78毫米，能提供短的對(duì)外連接距離。FCBGA通過FCB技術(shù)與基板實(shí)現(xiàn)互連，與PBGA的區(qū)別就在于裸芯片面朝下。

FCBGA封裝特點(diǎn)主要表現(xiàn)在以下三方面：

TBGA又稱陣列載帶自動(dòng)鍵合，是一種相對(duì)較新穎的BGA封裝形式。其采用的基板類型是PI多層布線基板，焊料球材料為高熔點(diǎn)焊料合金，焊接時(shí)采用低熔點(diǎn)焊料合金。

TBGA封裝特點(diǎn)主要表現(xiàn)在以下五方面：

目前，許多芯片封裝都為BGA型，這類封裝的[敏感詞]優(yōu)點(diǎn)就是能節(jié)約板上空間。常見的是芯片向上結(jié)構(gòu)，對(duì)熱處理要求較高的通暢是使用腔向下的結(jié)構(gòu)。

多數(shù)封裝都采用芯片鍵合技術(shù)將芯片與基板連接起來，并實(shí)現(xiàn)芯片與基板之間的電連接。BGA也如此，但更多是采用倒裝芯片互連技術(shù)。采用倒裝芯片設(shè)計(jì)可將散熱片直接與芯片連接起來，達(dá)到更好散熱的目的。

1.PBGA基板的制備

在BT樹脂/玻璃芯板的兩面壓極?。?2-18um厚）的銅箔，然后進(jìn)行鉆孔和通孔金屬化，通孔一般位于基板的四周；再用常規(guī)的PWB工藝（壓膜、曝光、顯影、蝕刻等）在基板的兩面制作圖形（導(dǎo)帶、電極以及安裝焊球的焊區(qū)陣列）；后形成介質(zhì)阻焊膜并制作圖形，露出電極及焊區(qū)。

2.封裝工藝流程

圓片減薄→圓片切削→芯片粘結(jié)→清洗→引線鍵合→清洗→模塑封裝→裝配焊料球→回流焊→打標(biāo)→分離→檢查及測(cè)試→包裝

1.TBGA載帶制作

TBGA載帶是由聚酰亞胺PI材料制成的，在制作時(shí)，先在載帶的兩面覆銅，接著沖通孔和通孔金屬化及制作出圖形；然后鍍鎳、金，將帶有金屬化通孔和再分布圖形的載帶分割成單體。

封裝熱沉又是封裝的加固體，也是管殼的芯腔基底，因此在封裝前先要使用壓敏粘結(jié)劑將載帶粘結(jié)在熱沉上。

TBGA適合于高I/O數(shù)應(yīng)用的一種封裝形式，I/O數(shù)可為200-1000，芯片的連接可以用倒裝芯片再流，也可以用熱壓鍵合。

2.封裝工藝流程

圓片減薄→圓片切割→芯片粘結(jié)→清洗→引線鍵合→等離子清洗→液態(tài)密封劑灌封→裝配焊料球→回流焊→打標(biāo)→終檢查→測(cè)試→包裝

1.FCGBA基板制作

FCGBA基板制作是將多層陶瓷片高溫共燒成多層陶瓷金屬化基片，再在基片上制作多層金屬布線，然后進(jìn)行電鍍等。

2.封裝工藝流程

圓片凸點(diǎn)的制備→圓片切割→芯片倒裝及回流焊→底部填充→導(dǎo)熱脂、密封焊料的分配→封蓋→裝配焊料球→回流焊→打標(biāo)→分離終檢查→測(cè)試→包封

相比于PBGA和TBGA，CBGA有些許不同，主要表現(xiàn)在三個(gè)方面：