2.2 硬質(zhì)載板球柵陣列芯片封裝

硬質(zhì)載板封裝按照材料的剛性強(qiáng)度可以分為塑料球柵陣列封裝（Plastic Ball Grid Array, PBGA）、陶瓷植球陣列封裝（Ceramic Ball Grid Array, CBGA）及目前新興的硅基扇出型晶圓級(jí)封裝（Fan-Out Wafer Level Package, FOWLP）等主要封裝形態(tài)。塑料球柵陣列載板因塑料的成本低廉，且適合大量生產(chǎn)并能夠滿足表面黏著技術(shù)的需求，所以成為目前最主要的芯片封裝的載板材料。陶瓷載板封裝技術(shù)發(fā)展已有三十多年歷史，為早期主要的封裝方式，但是陶瓷載板成本偏高，不易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)組裝，且在塑料封裝的質(zhì)量及技術(shù)不斷提升的情形下，大部分封裝企業(yè)都已盡量避免，僅剩少數(shù)對(duì)高功率及高可靠性有極高要求的產(chǎn)品還在繼續(xù)使用陶瓷封裝，如航天、軍工等產(chǎn)品。本節(jié)著重介紹當(dāng)前制造工藝相對(duì)比較成熟的幾種主流BGA技術(shù)。

集成電路工藝技術(shù)在更低生產(chǎn)成本、更高制造良率的驅(qū)動(dòng)下，具有高集成度的引線鍵合球柵陣列封裝方式逐步發(fā)展成為主流，包括球柵陣列或焊球陣列、網(wǎng)格焊球陣列、球面陣列等封裝技術(shù)。陣列封裝是指在載板的背面按陣列方式排列出球形的觸點(diǎn)作為接點(diǎn)，在載板的正面裝配芯片（有的封裝形態(tài)是球柵陣列芯片與接點(diǎn)端在載板的同一面），是一種具有高接點(diǎn)數(shù)特征的封裝技術(shù)。

球柵陣列封裝是在1989年由摩托羅拉公司和西鐵城公司聯(lián)合研發(fā)推廣后普及的。1993年，摩托羅拉率先將BGA應(yīng)用于移動(dòng)電話。同年，康柏公司也在工作站、個(gè)人電腦上加以應(yīng)用。2000年，Intel公司在電腦CPU中（即奔騰Ⅱ、奔騰Ⅲ、奔騰Ⅳ等），以及芯片組（如i850）中開始使用BGA，這對(duì)BGA的應(yīng)用領(lǐng)域擴(kuò)展發(fā)揮了主要推動(dòng)作用。目前，BGA已成為極其熱門的主流芯片封裝技術(shù)之一，BGA主要以載板與錫球陣列的方式取代引線框架進(jìn)行組裝來提高單位面積的接點(diǎn)數(shù)，主要應(yīng)用于高接點(diǎn)數(shù)和高性能的芯片，如4G/5G通信模塊、圖像處理芯片、ASIC芯片、微處理器芯片等。BGA的主要材料包括BT覆銅板、金線、錫球及塑膠材料等。

BGA芯片封裝具有以下特點(diǎn)：封裝厚度薄、接點(diǎn)間距大、能夠改善組裝的工藝性，加之接點(diǎn)更短、組裝密度更高，因此電學(xué)性能更好，信號(hào)傳輸延遲更小，適合在高頻電路中使用。另外，BGA的散熱性能良好，適合大功率器件芯片的封裝需求。除此之外，BGA在進(jìn)行回流焊的過程當(dāng)中，熔融焊料的表面張力會(huì)產(chǎn)生一個(gè)自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)的效應(yīng)，有利于提高組裝成品良率。（見圖2-2）

圖2-2 球柵陣列芯片封裝實(shí)物示例圖