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球柵陣列 （Ball Crid Array, BGA)封裝在封裝基板底部植球，以此作為電路的 I/O接口，因此大大提升了 IC 的接口數(shù)量，并因其I/O間距較大，使得其SMT 失效率大幅降低。自20 世紀(jì)90年代初 BGA 封裝實(shí)用化后，該封裝廣泛應(yīng)用于PC 芯片組、微處理器、存儲(chǔ)器、DSP等器件上。

鍵合 BGA 封裝工藝分為前段工藝和后段工藝，其具體流程如下圖所示。

(資料圖片僅供參考)

(1）圓片減薄：圓片減薄是通過研磨輪在圓片背面高速旋轉(zhuǎn)打磨來(lái)實(shí)現(xiàn)園片減薄的，在該過程中，還需要進(jìn)行水冷及清洗操作，以防止減薄過程中的高溫集聚及碎屑聚集。若芯片需要減薄到一定厚度，為防止芯片碎片及減小芯片表面碎裂風(fēng)險(xiǎn)，會(huì)依據(jù)產(chǎn)品類型進(jìn)行拋光處理，以消除內(nèi)應(yīng)力。圓片滅薄完成后，利用膠帶揭去圓片表面貼膜，然后進(jìn)行厚度測(cè)量及品質(zhì)檢驗(yàn)。

(2）芯片切割：圓片減薄后，通過藍(lán)膜將圓片固定在金屬環(huán)上進(jìn)行切割使之成為獨(dú)立的芯片?，F(xiàn)有的芯片切割方式主要有兩種，即刀片切割和激光切割。刀片切割通過圓形刀片在圓片切割道上進(jìn)行完全切割，將整個(gè)圓片分割成單個(gè)芯片，并使單個(gè)芯片有序地排列在藍(lán)膜上。激光切割通過激光束能量打在圓片切割道上．將切割道上的物質(zhì)蒸發(fā)．從而將圓片分離成單個(gè)芯片。目前,IC 圓片工藝正向 10nm 以下工藝節(jié)點(diǎn)發(fā)展，圓片低6材料的應(yīng)用越來(lái)越多激光切割正好可以滿足無(wú)外力、切割寬度小、切割品質(zhì)高等需求

(3） 芯片貼裝：芯片貼裝是根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙將芯片通過銀膠、DAF 膜等貼片材料固定在基板上，其主要作用就是固定芯片及傳導(dǎo)芯片上的熱量。

（4） 等離子清洗：焊線前的等離子清洗使用電離的氬離子、電子、活性基團(tuán)，使基板及芯片表面上的污染物形成揮發(fā)性氣體，再由真空系統(tǒng)抽走，從而達(dá)到表面清潔之功效，使得焊線時(shí)的結(jié)合力更好。塑封前的等離子清洗與焊線前的等離子清洗的原理相似，通過使用電高的氬離子和氧離子，將表面污染物及碳化物清洗掉，使基板表面活化，以增加PCB與塑封料之問的結(jié)合力，提高產(chǎn)品的可靠性。

(5）引線焊接：引線焊接是封裝過程中最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，通過引線焊接將焊線（金線、銅線、銀合金線）與芯片上的鋁墊、基板上的金屬焊盤連按起來(lái)，從而實(shí)現(xiàn)電性導(dǎo)通。下圖所示所示為鍵合 BGA 工藝后的 SEM 圖。

(6）塑封：首先將塑封料在高溫下熔化成黏度較低的液態(tài)煙封料并注人模腔中，隨后塑封料內(nèi)部的環(huán)氧樹脂在硬化劑、偶聯(lián)劑等助劑的作用下固化，從而完成塑封。

（7）后固化：將塑封后的塑封料在高溫條件下進(jìn)行塑封材料的熟化，一般塑封料在塑封結(jié)束時(shí)尚未完全反應(yīng)，所以需要通過高溫烘烤使之完全反應(yīng)，以穩(wěn)定環(huán)氧樹脂分子結(jié)構(gòu)，提高塑封體的硬度，并消除內(nèi)部應(yīng)力。

（8）打標(biāo)：在芯片的正面進(jìn)行油墨印刷或激光刻字，將產(chǎn)品名稱、生產(chǎn)日期等信息標(biāo)注于產(chǎn)品表面，以利于產(chǎn)品的識(shí)別及追湖，如下圖所示。

(9）植球：這是 BGA 封裝的特殊工藝，即在基板背面的焊球付墊 (NiAu或鍍銅 OSP 抗氧化處理）上印刷助焊劑并放置錫球，通過回流爐使錫球熔融，并與焊球耐墊形成共晶，冷卻后固定于基板背面焊球討墊上。完成回流后的焊球成為 BGA 封裝的I/O 外引腳，從而實(shí)現(xiàn)芯片與外部電路的相連。因下圖所示為植球過程示意圖。

(10）切割分選：切割分選前的工藝流程均是以條為單位進(jìn)行作業(yè)的，此站別將整條 BGA基板產(chǎn)品通過切割或沖壓方式分割成單個(gè)的 BGA 芯片，從而形成最終的產(chǎn)品。

以上介紹的是鍵合 BGA 封裝工藝的主要流程。在每個(gè)主站別后都有 QA 檢驗(yàn)及出貨檢驗(yàn)流程。其中的每個(gè)站別都會(huì)對(duì)鍵合 BGA 封裝的電特性及可靠性造成影響，因此針對(duì)特殊的 BGA 產(chǎn)品設(shè)計(jì)可能需要特定的流程及工藝。

審核編輯：湯梓紅