BGA芯片封裝流程

球柵陣列（Ball Grid Array，簡稱BGA）封裝是一種表面貼裝型封裝技術(shù)，它通過在封裝體的底部排列球形觸點(diǎn)來替代傳統(tǒng)的引腳，這些球形觸點(diǎn)用于與印刷基板的焊盤連接。BGA封裝具有高密度、高速傳輸和良好的散熱性能，因此被廣泛應(yīng)用于高性能電子設(shè)備中。

PBGA基板的制備

PBGA（Plastic Ball Grid Array）基板的制備是BGA封裝流程的第一步。首先，在BT樹脂或玻璃芯板的兩面壓上極薄的銅箔，厚度大約為12至18微米。接著進(jìn)行鉆孔和通孔金屬化，通孔通常位于基板的四周。然后，使用常規(guī)的PCB工藝在基板的兩面制作圖形，如導(dǎo)帶、電極以及安裝焊料球的焊區(qū)陣列。最后形成介質(zhì)阻焊膜并制作圖形，露出電極及焊區(qū)。

封裝工藝流程

PBGA的封裝工藝流程主要包括以下幾個(gè)步驟：

1. 圓片減薄和圓片切削：將芯片的圓片進(jìn)行減薄和切削，以便于后續(xù)的粘結(jié)和封裝。

2. 芯片粘結(jié)：采用充銀環(huán)氧樹脂粘結(jié)劑將IC芯片粘結(jié)在鍍有Ni-Au薄層的基板上。

3. 引線鍵合：粘結(jié)固化后，使用金絲球焊機(jī)將IC芯片上的焊區(qū)與基板上的鍍Ni-Au的焊區(qū)以金線相連。

4. 模塑封裝：用石英粉的環(huán)氧樹脂模塑進(jìn)行模塑包封，以保護(hù)芯片、焊接線及焊盤。

5. 回流焊：使用特設(shè)設(shè)計(jì)的吸拾工具將浸有焊劑的焊料球放置在焊盤上，通過回流焊接將焊球與鍍Ni-Au的基板焊區(qū)焊接。

6. 裝配焊料球：有兩種方法，“球在上”和“球在下”，分別對(duì)應(yīng)不同的焊球放置方式。

7. 打標(biāo)、分離、最終檢查和測試：對(duì)封裝好的芯片進(jìn)行標(biāo)記、分離、質(zhì)量檢查和性能測試。

TBGA封裝工藝流程

TBGA（Tape Automated Bonding Ball Grid Array）封裝工藝流程與PBGA類似，但TBGA的載帶是由聚酰亞胺材料制成的。在制作載帶時(shí)，先在兩面覆銅，然后鍍鎳和鍍金，接著沖通孔和通孔金屬化及制作出圖形。最后，將帶有金屬化通孔和再分布圖形的載帶分割成單體。TBGA適合于高I/O數(shù)應(yīng)用，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。

FCBGA封裝工藝流程

FCBGA（Flip Chip Ball Grid Array）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。倒裝焊接技術(shù)克服了引線鍵合焊盤中心距極限的問題，提供了更多的電源/地線分布設(shè)計(jì)便利，并為高頻率、大功率器件提供了更完善的信號(hào)。由于凸點(diǎn)的制備是在前工序完成的，因此成本較高。

小結(jié)

以上就是BGA芯片封裝的主要流程。需要注意的是，不同的BGA封裝類型（如PBGA、TBGA、FCBGA等）可能會(huì)有不同的工藝細(xì)節(jié)和要求。在實(shí)際生產(chǎn)中，還需要根據(jù)具體的芯片設(shè)計(jì)和應(yīng)用需求來進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化。

BGA焊接失效的原因主要包括以下幾個(gè)方面：
 
1. 錫膏和錫球質(zhì)量問題
- 錫膏錫球成分不均勻，可能導(dǎo)致熔點(diǎn)不一致，影響焊接效果。
- 錫膏錫球表面存在氧化或污染，阻礙良好的焊接結(jié)合。

2. 基板問題
- 基板表面不平整，影響與錫球的接觸。
- 基板的鍍層質(zhì)量差，如鍍層厚度不均或附著力弱。

3. 焊接工藝參數(shù)不合理
- 返修臺(tái)的溫度曲線設(shè)置不當(dāng)，預(yù)熱、恒溫、回流和冷卻階段的溫度和時(shí)間控制不準(zhǔn)確。
- 焊接時(shí)的壓力不均勻，可能導(dǎo)致部分錫球焊接不良。

4. 助焊劑選用不當(dāng)
- 助焊劑的活性不足，無法有效去除氧化層和污染物。
- 助焊劑殘留過多，影響電氣性能。

5. 環(huán)境因素
- 生產(chǎn)環(huán)境中的灰塵、雜質(zhì)等污染物進(jìn)入焊接區(qū)域。
- 環(huán)境溫度和濕度超出規(guī)定范圍，影響焊接質(zhì)量。
 
綜上所述，BGA 焊接失效是由多種因素共同作用引起的，在生產(chǎn)過程中需要嚴(yán)格控制各個(gè)環(huán)節(jié)，以確保焊接的可靠性。

BGA植球后焊膏清洗：

BGA植球后清洗：在BGA植球工藝，無論采用助焊膏+錫球的植球方法還是采用錫膏+錫球的植球方法，焊接后都會(huì)留下導(dǎo)致電子遷移、漏電和腐蝕風(fēng)險(xiǎn)的焊后殘留物。需要通過清洗工藝將風(fēng)險(xiǎn)降低，提高可靠性。

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W3110是一款堿性水劑清洗劑，W3110是一款針對(duì)電子組裝、半導(dǎo)體器件焊后、晶圓封裝前清洗而開發(fā)的一款堿性水基清洗劑。改產(chǎn)品能夠有效去除多種助焊劑、錫膏焊后殘留物，清洗包括電路板組裝件、引線框架、分立器件、功率模塊、功率LED、倒裝芯片和CMOS焊后的各種助焊劑、錫膏殘留物。

W3100為濃縮型水基清洗劑，用去離子水按一定比例稀釋后使用，可試用于超聲波、噴淋工藝，配合去離子水漂洗，能達(dá)到非常好的清洗效果，清洗后的表面離子殘留物少、可靠性高。

產(chǎn)品特點(diǎn):

W3110水基清洗劑處理銅、鋁、特別是鎳等敏感時(shí)確保了極佳的材料兼容性，除金屬外對(duì)各種保護(hù)膜也有很好的兼容性。這款清洗劑非常低的表面張力能夠有效去除元器件底部細(xì)小間隙中的殘留物，并能夠輕易的被去離子水漂洗干凈。

W3110是一款濃縮液水基清洗劑，可根據(jù)殘留物的可清洗難易程度，按不同比例進(jìn)行稀釋后使用，稀釋液無閃點(diǎn)，其配方中不含任何鹵素成份且氣味小。

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