BGA基板制程简介
合集下载
柱状BGA生产工艺
柱状BGA生产工艺柱状BGA（Ball Grid Array）是一种高密度封装技术，被广泛应用于电子产品中。
它能够提供更多的连接点，从而增加了电路板的功能，并减小了封装的体积。
下面我将介绍柱状BGA 的生产工艺。
首先，柱状BGA的制作需要准备一块基板和一颗芯片。
基板上已经做好了电路的布局，而芯片则是待封装的集成电路。
在生产开始之前，需要对基板和芯片进行清洁和检查，以确保没有任何污染物和缺陷。
接下来，我们需要在基板上涂覆一层焊膏。
焊膏是一种导电的材料，用于连接芯片和基板。
然后，将芯片放置在基板上，并使用加热和压力的方法将芯片粘贴在基板上。
接下来的步骤是焊接。
将整个基板放入一个热风炉中，通过加热融化焊膏并与芯片连接。
在焊接之前，需要调整热风炉的温度和时间，以确保焊点的质量。
完成焊接后，需要进行焊点的检查和修复。
使用显微镜检查焊点是否完整和正确。
如果发现了问题，需要使用焊锡回流炉重新加热并修复焊点。
最后一步是进行测试和封装。
将封装完的芯片连接到测试设备上，通过测试设备检测芯片的功能和性能。
如果芯片通过了测试，就可以进行最后的封装。
封装是将基板和芯片放入一个塑料壳中，以保护芯片免受物理损害和污染。
通过以上的工艺，柱状BGA的生产就完成了。
柱状BGA生产工艺具有以下优点：首先，它能够提供更高的连接密度，从而增加了电路板的功能性。
其次，柱状BGA封装体积小，适合于小型电子产品。
最后，它能够提供更高的可靠性和耐用性，减少了焊点的断裂和损坏。
总结起来，柱状BGA的生产工艺是一个复杂但关键的过程。
它需要对基板和芯片进行清洁和检查，然后涂覆焊膏，将芯片粘贴在基板上并进行焊接。
最后，进行焊点检查和修复，测试芯片的功能和性能，最后进行封装。
通过这个过程，柱状BGA能够提供更高的连接密度和可靠性，被广泛用于电子产品中。
20050413_BGA制程介绍
Acid Dip
Copper Module ( 2MA35 )
single Rinse
Flip over
Copper Module ( 2MA40 )
Triple Rinse
Anti Tarnish
Triple Rinse
Dryer
2015/3/17
19
ASESH MATERIAL
線路(Pattern)
2015/3/17
47
ASESH MATERIAL
2.功能:
•對於前制程各站産出的基板,依客戶規格加以
嚴格之把關檢驗(即做100%外觀人工目視檢 驗），檢驗範圍包括焊線區、防焊區及錫球
墊區)。
2015/3/17
48
ASESH MATERIAL
B. AVI檢驗
AUTO Visual Inspection
2015/3/17
46
ASESH MATERIAL
A.FVI檢驗 Final Visual Inspection
1.職責
-對於前製程各站產出的基板、加以嚴格之 把關檢驗、篩選出良品及不良品、然後隨時 將本站所發現之各異常狀況告知前製程,讓前 製程能有效針對問題點而做製程改善,以期達 到品質的提昇。
收板機
DES線
詳細製程設備流程圖
2015/3/17 22
ASESH MATERIAL
Process Flow Introduction (Cross Section)
1.基材
BT樹脂
銅箔
2.前處理+壓膜
2015/3/17
23
ASESH MATERIAL
Process Flow Introduction (Cross Section)
BGA封装工艺简介1
Introduction of BGA Assembly Process BGA 封装工艺简介
BGA Package Structure
TOP/Bottom VIEW
SIDE VIEW
Typical Assembly Process Flow
FOL/前段
EOL/中段 Reflow/回流
EOL/后段 Final Test/测试
到L/F的运输过程； 3、Collect以一定的力将芯片Bond在点有银浆的L/F
的Pad上，具体位置可控； 4、Bond Head Resolution：
X-0.2um；Y-0.5um；Z-1.25um； 5、Bond Head Speed：1.3m/s；
FOL– Die Attach 芯片粘接
Plunger
上顶式注塑
Substrate
Bottom cull block
Bottom chase
➢EMC（塑封料）为黑色/白色块状，低温存储，使用前需先回温。其 特性为：在高温下先处于熔融状态，然后会逐渐硬化，最终成型。
➢Molding参数：
Molding Temp：175~185°C；Clamp Pressure：3000~4000N； Transfer Pressure：1000~1500Psi；Transfer Time：5~15s； Cure Time：60~120s；
1.0mil，1.3mils，1.5mils和2.0mils；
FOL– Wire Bonding 引线焊接
Key Words：
Capillary：陶瓷劈刀。W/B工艺中最核心的一个Bonding Tool，内部为 空心，中间穿上金线，并分别在芯片的Pad和Lead Frame的Lead上形成 第一和第二焊点；
BGA Package Structure
TOP/Bottom VIEW
SIDE VIEW
Typical Assembly Process Flow
FOL/前段
EOL/中段 Reflow/回流
EOL/后段 Final Test/测试
到L/F的运输过程； 3、Collect以一定的力将芯片Bond在点有银浆的L/F
的Pad上，具体位置可控； 4、Bond Head Resolution：
X-0.2um；Y-0.5um；Z-1.25um； 5、Bond Head Speed：1.3m/s；
FOL– Die Attach 芯片粘接
Plunger
上顶式注塑
Substrate
Bottom cull block
Bottom chase
➢EMC（塑封料）为黑色/白色块状，低温存储，使用前需先回温。其 特性为：在高温下先处于熔融状态，然后会逐渐硬化，最终成型。
➢Molding参数：
Molding Temp：175~185°C；Clamp Pressure：3000~4000N； Transfer Pressure：1000~1500Psi；Transfer Time：5~15s； Cure Time：60~120s；
1.0mil，1.3mils，1.5mils和2.0mils；
FOL– Wire Bonding 引线焊接
Key Words：
Capillary：陶瓷劈刀。W/B工艺中最核心的一个Bonding Tool，内部为 空心，中间穿上金线，并分别在芯片的Pad和Lead Frame的Lead上形成 第一和第二焊点；
BGA线路制程简介
17
二.线路各站简介及相关知识
5.AOI 原理&作用: AOI是 Automated Optics Inspection 的缩写，简言之就是自动光学检查.以光学方式， 由镜头读取基板的反射光，再以计算机计算，来 检出缺点，可以减轻人员的负担.目的在于确保 产品电性功能、确保产品可靠度.筛选产品是否 往下制程走(首片/量产板)，作为良率计算使用, 制程改善用指标，制程能力监控、制程异常监控。
12
二.线路各站简介及相关知识
蚀刻均匀性的计算公式如下: (最大值-最小值)
均匀性= 1 - ------------------------因子:衡量蚀刻质量的另外一个重要的标准, 蚀刻因子的出现:药水咬蚀铜面的时候,其喷洒方向并不是垂直 向下的,它在向下的同时对铜面的侧壁也有攻击,这就会造成侧 蚀,如下图所示:
设计规则检查(DRC): 以板子的设计规格加上检查规则做缺点检查，比如线宽、 线距。
最小线宽 规格
PASS
缺口-NG 线细-NG
22
三.结束语
23
10
二.线路各站简介及相关知识
然而，随着Fe3+的消耗，蚀刻液中的CU2+不断增加，当 溶铜量达到每升60克时，蚀刻时间增长，当溶铜量达到 82.40克/升时，蚀刻时间急剧增长，表明此时的蚀刻液再不 能继续使用，需要进行再生或更换。 △.再生反应
2 CuCL+ 2 HCL + ½ O2 2 CuCL2 + H2O 2 FeCL2 + 2 HCL + ½ O2 2 FeCL3 + H2O
此法易导致过多的假点出现。
多出的影
像为缺点
影像
XOR
参考影像
20
二.线路各站简介及相关知识
5.AOI 原理&作用: AOI是 Automated Optics Inspection 的缩写，简言之就是自动光学检查.以光学方式， 由镜头读取基板的反射光，再以计算机计算，来 检出缺点，可以减轻人员的负担.目的在于确保 产品电性功能、确保产品可靠度.筛选产品是否 往下制程走(首片/量产板)，作为良率计算使用, 制程改善用指标，制程能力监控、制程异常监控。
12
二.线路各站简介及相关知识
蚀刻均匀性的计算公式如下: (最大值-最小值)
均匀性= 1 - ------------------------因子:衡量蚀刻质量的另外一个重要的标准, 蚀刻因子的出现:药水咬蚀铜面的时候,其喷洒方向并不是垂直 向下的,它在向下的同时对铜面的侧壁也有攻击,这就会造成侧 蚀,如下图所示:
设计规则检查(DRC): 以板子的设计规格加上检查规则做缺点检查，比如线宽、 线距。
最小线宽 规格
PASS
缺口-NG 线细-NG
22
三.结束语
23
10
二.线路各站简介及相关知识
然而，随着Fe3+的消耗，蚀刻液中的CU2+不断增加，当 溶铜量达到每升60克时，蚀刻时间增长，当溶铜量达到 82.40克/升时，蚀刻时间急剧增长，表明此时的蚀刻液再不 能继续使用，需要进行再生或更换。 △.再生反应
2 CuCL+ 2 HCL + ½ O2 2 CuCL2 + H2O 2 FeCL2 + 2 HCL + ½ O2 2 FeCL3 + H2O
此法易导致过多的假点出现。
多出的影
像为缺点
影像
XOR
参考影像
20
FC BGA制程介绍
• Reliability
Both Delco and IBM report that there has never been a single field failure attributed to the flip chip solder joint.
2. Bumping Process
• Bump Cross-Section Drawing
2 . Evaporative Solder Bumping Process
3. Electroplated Solder Bump Process
Bumping Process (cont.)
Process Flow Comparison
Evaporation
Wafer Clean Metal Mask
Solder Bump Residue
• Visual Inspection: Bump Bridge, miss bump and bump size
Ball Bridge
Ball Size
Miss Ball
• Die Placement and Reflow
- Substrate Coplanarity
bond pad in order to promote better adhesion of the UMB
• UBM Sputter(濺鍍)
Three metals comprise the UBM system. The first layer is sputtered Al, followed by sputtered layers of Ni and Cu.
• Reflow Solder into a sphere
BGA基板全制程简介
3
BT 树脂 (Bismaleimide Triazine Resin )
BT 树脂的全名为 bismaleimide - triazine resin(双顺丁烯酸酰亚 胺/三氮)，是一种热固性树脂 (thermosetting resin)，为以 上两种(B及T)成分之结合体，由 日本三菱瓦斯公司于1982年经由 Bayer公司技术指导后，使用连 续合成法进行商业化之量产，目 前全球仅其一家生产，产能为 250吨/年，因有鉴BGA之快速成 长，故1997年即投资24.5～32.7 百万美元增加生产线，使产能扩 充至600～700吨/年。
网印
Pre cure
网印
Pre cure
黄光室
UV cure
Post cure
显影
opening
曝光
UV
底 片
22
镀Ni/Au
电镀Ni/Au
清洁槽(除表
面油脂及异物)
酸洗
水洗
水洗
微蚀槽
(清洁铜面)
水洗
酸洗(清洁铜
面及预浸酸)
水洗
镀Ni 槽(电
镀Ni至所需厚 度)
水洗
预镀金槽(镀
上一层薄金作为 后镀金之介层)
4
BGA基板制造流程
发料烘烤
2 layer
蚀薄铜
4 layer
线路形成(内层)
钻孔
AOI自动光学检测 Deburr
绿漆
AOI自动光学检测
线路形成
镀Ni/Au
成型
O/S电测 出货
压合
镀铜
塞孔 (option) 终检
包装
5
发料烘烤
功能: ❖消除基板应力，防止板弯﹑ 板翘
❖安定尺寸，减少板材涨缩
BT 树脂 (Bismaleimide Triazine Resin )
BT 树脂的全名为 bismaleimide - triazine resin(双顺丁烯酸酰亚 胺/三氮)，是一种热固性树脂 (thermosetting resin)，为以 上两种(B及T)成分之结合体，由 日本三菱瓦斯公司于1982年经由 Bayer公司技术指导后，使用连 续合成法进行商业化之量产，目 前全球仅其一家生产，产能为 250吨/年，因有鉴BGA之快速成 长，故1997年即投资24.5～32.7 百万美元增加生产线，使产能扩 充至600～700吨/年。
网印
Pre cure
网印
Pre cure
黄光室
UV cure
Post cure
显影
opening
曝光
UV
底 片
22
镀Ni/Au
电镀Ni/Au
清洁槽(除表
面油脂及异物)
酸洗
水洗
水洗
微蚀槽
(清洁铜面)
水洗
酸洗(清洁铜
面及预浸酸)
水洗
镀Ni 槽(电
镀Ni至所需厚 度)
水洗
预镀金槽(镀
上一层薄金作为 后镀金之介层)
4
BGA基板制造流程
发料烘烤
2 layer
蚀薄铜
4 layer
线路形成(内层)
钻孔
AOI自动光学检测 Deburr
绿漆
AOI自动光学检测
线路形成
镀Ni/Au
成型
O/S电测 出货
压合
镀铜
塞孔 (option) 终检
包装
5
发料烘烤
功能: ❖消除基板应力，防止板弯﹑ 板翘
❖安定尺寸，减少板材涨缩
BGA封装技术介绍ppt课件
前处理 压掩膜 上底片 曝光 显影
22
水洗 蚀刻 水洗 酸洗 剥膜 水洗
Mylar
压掩膜、上底片、曝光 显影
23
UV 底片 掩膜 Copper BT
掩膜 Copper BT
蚀刻 剥膜
24
掩膜 Copper BT
Copper BT
前处理
油墨+硬化剂 阻焊膜 (Solder Mask)
网印
Pre - cure
• 芯片粘结：采用充银环氧树脂粘结剂（导电胶）将IC 芯片粘结在镀有Ni-Au薄层的基板上；
• 引线键合：粘接固化后用金丝球焊机将IC芯片上的焊 区与基板上的镀Ni-Au的焊区以金线相连；
• 模塑封装：用填有石英粉的环氧树脂模塑料进行模塑 包封，以保护芯片、焊接线和焊盘；
27
BGA封装工艺流程
• 装配焊料球/回流焊：固化之后，使用特殊设计的吸拾 工具（焊球自动拾放机）将浸有焊剂的熔点为183℃、直 径为30mil（0.75mm）的焊料球Sn62Pb36Ag2或 Sn63Pb37放置在焊盘上，在传统的回流焊炉内在N2气氛 下进行回流焊接（最高加工温度不能够超过230℃），焊 球与镀Ni-Au的基板焊区焊接。
8
PBGA特点 制作成本低，性价比高 焊球参与再流焊点形成，共面度要求宽松 与环氧树脂基板热匹配性好、装配至PCB时质量 高、性能好 对潮气敏感，PoPCorn effect严重，可靠性存 在隐患，且封装高度之QFP高也是一技术挑战。
9
CBGA 是将裸芯片安装在陶瓷多层基板载体顶部表面形
30
真空吸盘
真空吸球
滴助焊剂
放球
N2气中回流
助焊剂滴涂和置球机 氮气再流焊炉 助焊剂清洗、分离、打标机
BGA封装技术介绍
16
2021/7/1
TBGA技术特点 与环氧树脂PCB基板热匹配性好 最薄型BGA封装形式，有利于芯片薄型化 成本较之CBGA低 对热和湿较为敏感 芯片轻、小，自校准偏差较之其他BGA类型大 TBGA适用于高性能、多I/O引脚数场合。
17
2021/7/1
带散热器的FCBGA-EBGA
FCBGA通过FCB技术与基板实现互连，与PBGA区别 在于裸芯片面朝下，发展最快的BGA类型芯片。
BGA）等。
6
2021/7/1
✓ 塑料封装BGA （PBGA）
塑料封装BGA采用塑料材料和塑封工艺制作，是最常
用的BGA封装形式。 PBGA采用的基板类型为PCB基板材料（BT树脂/玻
璃层压板），裸芯片经过粘结和WB技术连接到基板顶 部及引脚框架后采用注塑成型（环氧模塑混合物）方法 实现整体塑模。
组装时焊球熔融与pcb表面焊盘接合在一起呈现桶状pbga特点制作成本低性价比高焊球参与再流焊点形成共面度要求宽松与环氧树脂基板热匹配性好装配至pcb时质量高性能好对潮气敏感popcorneffect严重可靠性存在隐患且封装高度之qfp高也是一技术挑战cbga是将裸芯片安装在陶瓷多层基板载体顶部表面形成的金属盖板用密封焊料焊接在基板上用以保护芯片引线及焊盘连接好的封装体经过气密性处理可提高其可靠性和物理保护性能cbga采用的是多层陶瓷布线基板cbga焊球材料高熔点90pb10sn共晶焊料焊球和封装体的连接使用低温共晶焊料63
34
2021/7/1
❖ FC-CBGA的封装工艺流程 ① 陶瓷基板
FC-CBGA的基板是多层陶瓷基板。基板的布线密度高、 间距窄、通孔也多，基板的共面性要求较高。
主要过程是：将多层陶瓷片高温共烧成多层陶瓷金 属化基片，再在基片上制作多层金属布线，然后进行电 镀等。
2021/7/1
TBGA技术特点 与环氧树脂PCB基板热匹配性好 最薄型BGA封装形式，有利于芯片薄型化 成本较之CBGA低 对热和湿较为敏感 芯片轻、小，自校准偏差较之其他BGA类型大 TBGA适用于高性能、多I/O引脚数场合。
17
2021/7/1
带散热器的FCBGA-EBGA
FCBGA通过FCB技术与基板实现互连，与PBGA区别 在于裸芯片面朝下，发展最快的BGA类型芯片。
BGA）等。
6
2021/7/1
✓ 塑料封装BGA （PBGA）
塑料封装BGA采用塑料材料和塑封工艺制作，是最常
用的BGA封装形式。 PBGA采用的基板类型为PCB基板材料（BT树脂/玻
璃层压板），裸芯片经过粘结和WB技术连接到基板顶 部及引脚框架后采用注塑成型（环氧模塑混合物）方法 实现整体塑模。
组装时焊球熔融与pcb表面焊盘接合在一起呈现桶状pbga特点制作成本低性价比高焊球参与再流焊点形成共面度要求宽松与环氧树脂基板热匹配性好装配至pcb时质量高性能好对潮气敏感popcorneffect严重可靠性存在隐患且封装高度之qfp高也是一技术挑战cbga是将裸芯片安装在陶瓷多层基板载体顶部表面形成的金属盖板用密封焊料焊接在基板上用以保护芯片引线及焊盘连接好的封装体经过气密性处理可提高其可靠性和物理保护性能cbga采用的是多层陶瓷布线基板cbga焊球材料高熔点90pb10sn共晶焊料焊球和封装体的连接使用低温共晶焊料63
34
2021/7/1
❖ FC-CBGA的封装工艺流程 ① 陶瓷基板
FC-CBGA的基板是多层陶瓷基板。基板的布线密度高、 间距窄、通孔也多，基板的共面性要求较高。
主要过程是：将多层陶瓷片高温共烧成多层陶瓷金 属化基片，再在基片上制作多层金属布线，然后进行电 镀等。
BGA封装技术介绍
基板的四周； • 用常规的PWB工艺（压膜、曝光、显影、蚀刻等）在
基板的两面制作图形（导带、电极以及安装焊球的焊 区阵列）； • 然后形成介质阻焊膜并制作图形，露出电极和焊区。
20
2021/7/1
銅箔Biblioteka BT功能：1.去除表面氧化物；
2.减小铜面厚度以利于 细线电路形成。
钻孔：1.作为上下层导通的通路
CCGA焊料柱直径约0.508mm，高度约1.8mm， 间距约1.27mm，由于焊柱高度太大，目前应用的 较少。
15
2021/7/1
TBGA技术
载带球栅阵列（TBGA）又称阵列载带自动键合，是 一种相对较新颖的BGA封装形式，采用的基板类型为PI 多层布线基板，焊料球材料为高熔点焊料合金，焊接时 采用低熔点焊料合金。
13
2021/7/1
CCGA技术
CCGA封装又称圆柱焊料载体,是CBGA技术的扩展， 不同之处在于采用焊球柱代替焊球作为互连基材，是当 器件面积大于32平方毫米时CBGA的替代产品.
14
2021/7/1
CCGA技术特点
CCGA承受封装体和PCB基板材料之间热失配应 力的能力较好,因此其可靠性要优于CBGA器件,特 别是大器件尺寸应用领域，此外清洗也较容易。
• HITCE陶瓷基板
特点：CTE 是12.2ppm／℃； 低的介电常数5.4； 低阻的铜互连系统。
综合了氧化铝陶瓷基板和有机物基板的最佳特性，其封装产品的可靠 性和电性能得以提高。
39
2021/7/1
凸点技术 常用的凸点材料为金凸点，95Pb5Sn、90Pb10Sn焊
料球（回流焊温度约350℃），有的也采用63Pb37Sn焊 料球（回流焊温度约220℃）。
基板的两面制作图形（导带、电极以及安装焊球的焊 区阵列）； • 然后形成介质阻焊膜并制作图形，露出电极和焊区。
20
2021/7/1
銅箔Biblioteka BT功能：1.去除表面氧化物；
2.减小铜面厚度以利于 细线电路形成。
钻孔：1.作为上下层导通的通路
CCGA焊料柱直径约0.508mm，高度约1.8mm， 间距约1.27mm，由于焊柱高度太大，目前应用的 较少。
15
2021/7/1
TBGA技术
载带球栅阵列（TBGA）又称阵列载带自动键合，是 一种相对较新颖的BGA封装形式，采用的基板类型为PI 多层布线基板，焊料球材料为高熔点焊料合金，焊接时 采用低熔点焊料合金。
13
2021/7/1
CCGA技术
CCGA封装又称圆柱焊料载体,是CBGA技术的扩展， 不同之处在于采用焊球柱代替焊球作为互连基材，是当 器件面积大于32平方毫米时CBGA的替代产品.
14
2021/7/1
CCGA技术特点
CCGA承受封装体和PCB基板材料之间热失配应 力的能力较好,因此其可靠性要优于CBGA器件,特 别是大器件尺寸应用领域，此外清洗也较容易。
• HITCE陶瓷基板
特点：CTE 是12.2ppm／℃； 低的介电常数5.4； 低阻的铜互连系统。
综合了氧化铝陶瓷基板和有机物基板的最佳特性，其封装产品的可靠 性和电性能得以提高。
39
2021/7/1
凸点技术 常用的凸点材料为金凸点，95Pb5Sn、90Pb10Sn焊
料球（回流焊温度约350℃），有的也采用63Pb37Sn焊 料球（回流焊温度约220℃）。
BGA基板制程简介ppt课件
Red color: drill Green color: via land Via lands are often covered with drills.
2021/8/4
精选课件ppt制程简介
7
BGA基板名词解释
signal trace
Plating trace
The trace that connects finger to via land are called trace or signal trace
Deburr
绿漆
镀Ni/Au
成型
O/S电测
FVI/AVI
镀铜 包裝
塞孔 出货
工作设备
• 日立数控机械钻孔机
• 钻孔站的主要设备，机台根据钻孔程序所提供的坐标， 在基板的指定位置上使用指定直径的钻针钻孔。
2021/8/4
精选课件ppt制程简介
27
发料烘烤 线路形成
线路形成(內层) AOI自动光学检测
• PP胶片：将玻纤布含浸树脂后烘干形成半固化胶片 （B-stage），在压合的高温下其会融化成黏状流体再 慢慢硬化成固化的绝缘层（C-stage）。
2021/8/4
精选课件ppt制程简介
18
发料烘烤 线路形成
线路形成(內层) AOI自动光学检测
AOI自动光学检测
压合
蚀薄铜
钻孔
Deburr
绿漆
镀Ni/Au
AOI自动光学检测
压合
蚀薄铜
钻孔
Deburr
绿漆
镀Ni/Au
成型
O/S电测
FVI/AVI
镀铜 包裝
塞孔 出货
检验设备
自动孔位检查机
• 此设备可以量测板面上所有孔的相对位置，以作为 判定孔位偏差量之依据。
bga基板全制程简介
详细描述
检测误差的原因主要包括检测设备的精度问题、检测方法的 不当、检测人员的技能水平不足等。为了解决检测误差问题 ，可以采取多种措施，如提高检测设备的精度、优化检测方 法、进行检测人员的技能培训等。
05 bga基板全制程发展趋势与挑战
制程技术进步趋势
01 02
精细化制造
随着电子产品向更小、更轻薄方向发展，BGA基板的焊球间距不断缩小 ，对制程技术的要求也越来越高。为了实现更精细的制造，需要采用更 高精度的模具和更严格的制程控制。
对基板表面进行研磨、抛光等 处理，以提高焊接性能和电气 性能。
芯片贴装
芯片选择
根据产品要求选择合适的 芯片，确保功能和性能符 合要求。
芯片贴装设计
依据基板结构和芯片尺寸 ，进行芯片贴装设计，制 定合理的布局和间距。
芯片贴装工艺
将芯片按照设计要求贴装 到基板上，采用适当的粘 结剂和焊接技术。
焊接
焊接材料选择
其他辅助材料
如焊锡、胶水、标记材料 等。
基板制造
制作模具
根据设计图纸制作模具，用于 后续基板制作。
纤维编织
将混合好的材料放入模具中， 进行纤维编织，形成基板的框 架结构。
设计和制图
依据产品要求进行基板设计， 并制作成工程图纸。
配料与搅拌
将树脂、玻璃纤维等材料按照 一定比例混合，并搅拌均匀。
表面处理
汽车电子领域
由于BGA基板具有高可靠性和耐高 温性能，因此在汽车电子领域也有 广泛应用，如发动机控制芯片、安 全气囊控制芯片等。
02 bga基板全制程工艺流程
原材料采购
01
02
03
基板材料
包括树脂、玻璃纤维、铜 箔等，需根据产品要求选 择合适的材料。
检测误差的原因主要包括检测设备的精度问题、检测方法的 不当、检测人员的技能水平不足等。为了解决检测误差问题 ，可以采取多种措施，如提高检测设备的精度、优化检测方 法、进行检测人员的技能培训等。
05 bga基板全制程发展趋势与挑战
制程技术进步趋势
01 02
精细化制造
随着电子产品向更小、更轻薄方向发展，BGA基板的焊球间距不断缩小 ，对制程技术的要求也越来越高。为了实现更精细的制造，需要采用更 高精度的模具和更严格的制程控制。
对基板表面进行研磨、抛光等 处理，以提高焊接性能和电气 性能。
芯片贴装
芯片选择
根据产品要求选择合适的 芯片，确保功能和性能符 合要求。
芯片贴装设计
依据基板结构和芯片尺寸 ，进行芯片贴装设计，制 定合理的布局和间距。
芯片贴装工艺
将芯片按照设计要求贴装 到基板上，采用适当的粘 结剂和焊接技术。
焊接
焊接材料选择
其他辅助材料
如焊锡、胶水、标记材料 等。
基板制造
制作模具
根据设计图纸制作模具，用于 后续基板制作。
纤维编织
将混合好的材料放入模具中， 进行纤维编织，形成基板的框 架结构。
设计和制图
依据产品要求进行基板设计， 并制作成工程图纸。
配料与搅拌
将树脂、玻璃纤维等材料按照 一定比例混合，并搅拌均匀。
表面处理
汽车电子领域
由于BGA基板具有高可靠性和耐高 温性能，因此在汽车电子领域也有 广泛应用，如发动机控制芯片、安 全气囊控制芯片等。
02 bga基板全制程工艺流程
原材料采购
01
02
03
基板材料
包括树脂、玻璃纤维、铜 箔等，需根据产品要求选 择合适的材料。
BGA基板制程简介课件
• PP胶片：将玻纤布含浸树脂后烘干形成半固化胶片 （B-stage），在压合的高温下其会融化成黏状流体再 慢慢硬化成固化的绝缘层（C-stage）。
2020/11/16
BGA基板制程简介
18
发料烘烤 线路形成
线路形成(內层) AOI自动光学检测
AOI自动光学检测
压合
蚀薄铜
钻孔
Deburr
绿漆
镀Ni/Au
上PIN
薄化
烘烤BT板 导R角
机械钻孔
2020/11/16
BGA基板制程简介
15
发料烘烤 线路形成
线路形成(內层) AOI自动光学检测
AOI自动光学检测
压合
蚀薄铜
钻孔
Deburr
绿漆
镀Ni/Au
成型
O/S电测
FVI/AVI
镀铜 包裝
塞孔 出货
压合站（Lamination）
• 将棕化后之内层板经由迭合覆上胶片（PP）及铜箔而 形成多层铜面，进行压合程序而成多层板。
Customer design 放置电子元件
2020/11/16
BGA基板制程简介
9
BGA基BG板A基名板词全解製释程製造流程
Power
groun d
2020/11/16
BGA基板制程简介
10
BGA基板名词解释
Fiducial mark
于封装厂Wire Bond 制程机台扫瞄对位用
2020/11/16
2020/11/16
BGA基板制程简介
3
BGA概述
1.BGA(Ball Grid Array，球阵列封装)即以基板及锡球代替传统QFP封 装型态(以金属导线架作为IC引脚)，而锡球采矩阵方式排列在封装体 底部。 2.由于BGA单位面积可容纳之I/O数目更多，晶粒到电路板的路径较短， 且无QFP之平行排脚，其优点为电容电感引发噪声较少、散热性及电性 较好、可接脚数增加，且可提高良率，1995年Intel采用之后，逐渐开 始普及。目前主要应用于接脚数超过300 PIN之IC产品，如CPU、芯片 组、绘图芯片及Flash、SRAM等。 3.依载板材质，可分为PBGA(Plastic BGA)、CBGA(Ceramic BGA)、 TBGA(Tape BGA) 等。 4.PBGA为以BT树脂及玻纤布复合而成，材料轻且便宜，玻璃转移温度高， 可承受封装时打线接合及灌胶制程之高温，为目前应用最广泛之基板
BGA 封装工艺简介1
4.
5. 6.
金線歪斜 ( Wire Sweep )
晶片座偏移 ( Pad Shift ) 表面針孔 ( Rough Surface in Pin Hole)
7.
8.
流痕 ( Flow Mark )
溢膠 ( Resin Bleed )
EOL– Post Mold Cure（模后固化）
ESPEC Oven
FOL– Wire Bonding 引线焊接
Key Words：
Capillary：陶瓷劈刀。W/B工艺中最核心的一个Bonding Tool，内部为 空心，中间穿上金线，并分别在芯片的Pad和Lead Frame的Lead上形 成第一和第二焊点；
EFO：打火杆。用于在形成第一焊点时的烧球。打火杆打火形成高温， 将外露于Capillary前端的金线高温熔化成球形，以便在Pad上形成第一 焊点（Bond Ball）； Bond Ball：第一焊点。指金线在Cap的作用下，在Pad上形成的焊接点 ，一般为一个球形；
Capillary Mark
Missing Weld
Wire Broken
2nd Bond Fail ( II )
縫點脫落
Looping Fail(Wire Short I)
Wire Short
Looping Fail(Wire Short II)
Loop Base Bend
Wire Short
Saw Spindle
EOL– Singulation
：將整條CLAER 完畢之SUBSTRATE產品，切割成單 顆的正式 BGA 產品
FOL– Die Attach 芯片粘接
Epoxy Write： Coverage >75%;
BGA是什么？BGA封装技术有什么特点？三大BGA封装工艺及流程介绍
BGA 是什么？BGA 封装技术有什么特点？三大
BGA 封装工艺及流程介绍
随着市场对芯片集成度要求的提高，I/O 引脚数急剧增加，功耗也随之增大，对集成电路封装更加严格。
为了满足发展的需要，BGA 封装开始被应用于生产。
BGA 也叫球状引脚栅格阵列封装技术，它是一种高密度表面装配封装技术。
在封装底部，引脚都成球状并排列成一个类似于格子的图案，由此命名为BGA。
目前主板控制芯片组多采用此类封装技术，材料多为陶瓷。
采用BGA 技术封装的内存，可以使内存在体积不变的情况下，内存容量提高两到三倍，BGA 与TSOP 相比，具有更小体积，更好的散热性能和电性能。
两种BGA 封装技术的特点
BGA 封装内存：BGA 封装的I/O 端子以圆形或柱状焊点按阵列形式分布在封装下面，BGA 技术的优点是I/O 引脚数虽然增加了，但引脚间距并没有减小反而增加了，从而提高了组装成品率；虽然它的功耗增加，但BGA 能用可控塌陷芯片法焊接，从而可以改善它的电热性能；厚度和重量都较以前的封装技术有所减少；寄生参数减小，信号传输延迟小，使用频率大大提高；组装可用共面焊接，可靠性高。
BGA封装工艺简介
EOL– Molding（注塑）
：下压式注塑
-基板置于模具Cavity -高温下，EMC开始
中，模具合模。
熔化，顺着轨道流
-块状EMC放入模具注 向Cavity中
浇口中
-从底部开始，逐渐 覆盖芯片
-完全覆盖包裹完毕 ，成型固化
EOL– Molding（注塑）
常見之Molding 缺陷
1. 充填不良 ( Incomplete Fill ) 2. 黏膜 ( Sticking ) 3. 氣孔 ( Void/Blister ) 4. 金線歪斜 ( Wire Sweep ) 5. 晶片座偏移 ( Pad Shift ) 6. 表面針孔 ( Rough Surface in Pin Hole) 7. 流痕 ( Flow Mark ) 8. 溢膠 ( Resin Bleed )
Epoxy Aging： 使用之前回温，除 去气泡；
Epoxy Writing： 点银浆于L/F的Pad 上，Pattern可选；
FOL– Die Attach 芯片粘接
芯片拾取过程： 1、Ejector Pin从wafer下方的Mylar顶起芯片，使之便于
脱离蓝膜； 2、Collect/Pick up head从上方吸起芯片，完成从Wafer
Missing Weld Wire Broken
2nd Bond Fail ( II )
縫點脫落
Looping Fail(Wire Short I)
Wire Short
Looping Fail(Wire Short II)
Loop Base Bend
Wire Short
Looping Fail(Wire Short III)
EFO：打火杆。用于在形成第一焊点时的烧球。打火杆打火形成高温， 将外露于Capillary前端的金线高温熔化成球形，以便在Pad上形成第一 焊点（Bond Ball）；
BGA基板全制程简介
塞孔目的： 將孔填滿避免 空氣殘留以防 止過高溫錫爐 時產生爆米花 效應
塞孔流程圖解
刷磨
去除銅顆粒 及整平銅面
B處理 刷磨
粗化銅面以利 塞孔劑附著
整平面銅減 少塞孔劑附 著於面銅
塞孔網印
塞孔
烘烤 刷磨
使塞孔劑硬 化完全
將塞孔劑突 出部分研磨 乾淨
乾膜前處理
(清潔銅面，增加乾 膜與銅面的密著性)
刷磨(option)
高壓水洗 超音波水洗
水洗
去膠渣
膨鬆劑槽(將孔內樹脂 膨鬆軟化以利KMnO4咬蝕)
水洗
KMnO4槽(將鑽
孔產生的孔壁膠渣咬
蝕除去)
水洗
中和槽(將KMnO4
槽反應產生之Mn7+， Mn4+還原成Mn2+
∵Mn2+易溶於水)
水洗
鍍銅
化學銅
清潔槽(清潔銅
面及將孔壁改為 正電荷以利帶負
電Pd膠體吸附)
水洗
微蝕槽(去除銅 面氧化)
鑽靶孔 (作為鑽孔用之定位孔)
裁板
(將壓合後多餘邊料切除)
流程圖解(2Layer)
1.基材
BT樹脂
2.鑽孔
銅箔
流程圖解(2Layer)
3.鍍銅
4.壓乾膜
流程圖解(2Layer)
5.曝光
UV Exposure
6.顯影
光罩 MASK
流程圖解(2Layer)
7.蝕刻
8.剝膜
流程圖解(2Layer)
脫脂
水洗
酸洗
水洗
烘乾
線路形成
壓乾膜
曝光
(形成線路圖形)
線路蝕刻
(形成線路)
顯影 水洗 蝕刻 水洗 酸洗 剝膜
塞孔流程圖解
刷磨
去除銅顆粒 及整平銅面
B處理 刷磨
粗化銅面以利 塞孔劑附著
整平面銅減 少塞孔劑附 著於面銅
塞孔網印
塞孔
烘烤 刷磨
使塞孔劑硬 化完全
將塞孔劑突 出部分研磨 乾淨
乾膜前處理
(清潔銅面，增加乾 膜與銅面的密著性)
刷磨(option)
高壓水洗 超音波水洗
水洗
去膠渣
膨鬆劑槽(將孔內樹脂 膨鬆軟化以利KMnO4咬蝕)
水洗
KMnO4槽(將鑽
孔產生的孔壁膠渣咬
蝕除去)
水洗
中和槽(將KMnO4
槽反應產生之Mn7+， Mn4+還原成Mn2+
∵Mn2+易溶於水)
水洗
鍍銅
化學銅
清潔槽(清潔銅
面及將孔壁改為 正電荷以利帶負
電Pd膠體吸附)
水洗
微蝕槽(去除銅 面氧化)
鑽靶孔 (作為鑽孔用之定位孔)
裁板
(將壓合後多餘邊料切除)
流程圖解(2Layer)
1.基材
BT樹脂
2.鑽孔
銅箔
流程圖解(2Layer)
3.鍍銅
4.壓乾膜
流程圖解(2Layer)
5.曝光
UV Exposure
6.顯影
光罩 MASK
流程圖解(2Layer)
7.蝕刻
8.剝膜
流程圖解(2Layer)
脫脂
水洗
酸洗
水洗
烘乾
線路形成
壓乾膜
曝光
(形成線路圖形)
線路蝕刻
(形成線路)
顯影 水洗 蝕刻 水洗 酸洗 剝膜
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
14
发料烘烤 线路形成
线路形成(內层) AOI自动光学检测
AOI自动光学检测
压合
蚀薄铜
钻孔
Deburr
绿漆
镀Ni/Au
成型
O/S电测
FVI/AVI
镀铜 包裝
塞孔 出货
发料站流程介绍
• 进行板材（烘烤、导角、上PIN）和钻针（上环）的 备料工作。
至庫房领取BT板
烘烤BT板
上PIN
薄化
导R角
机械钻孔
2021/4/1
2021/4/1
PBGA制程简介
11
BGA基BG板A基全板製名程词解製释造流程
mesh
Molding gate
Mesh adds stiffness to the substrate and thus it will not crack
于封装厂M/D制程之注胶口
2021/4/1
PBGA制程简介
12
2021/4/1
PBGA制程简介
24
发料烘烤 线路形成
线路形成(內层) AOI自动光学检测
AOI自动光学检测
压合
蚀薄铜
钻孔
Deburr
绿漆
镀Ni/Au
成型
O/S电测
FVI/AVI
镀铜 包裝
塞孔 出货
钻孔站（Drilling）
• 将BT基板依路单经由机械钻孔机台进行钻孔作业，以提供符合客户设 计所需之导通孔、工具孔，为下制程提供对位孔、定位孔及Tooling孔。
2021/4/1
PBGA制程简介
22
发料烘烤 线路形成
线路形成(內层) AOI自动光学检测
AOI自动光学检测
压合
蚀薄铜
钻孔
Deburr
绿漆
镀Ni/Au
成型
O/S电测
FVI/AVI
镀铜 包裝
塞孔 出货
五、钻靶裁边
• 将已压合完成之多层板进行定位靶钻孔/裁板/磨边/磨 圆角/打钢印及厚度量测。
定位靶钻孔：为钻孔站钻出“定位孔”（PIN孔）与防错的“防呆 孔”。 裁板磨边：将基板尺寸由515×410mm裁切成510×405mm。 磨圆角：将不整齐的边角去掉，以利于板子在后制程生产线的运行。 打钢印：将本批的批号用钢印机打印在板边。 厚度量测：对压合制程最终的厚度进行监测，并将不良品检出。
钻孔站流程介绍
发料 Download钻孔程式
发料依照叠 层数表上PIN
钻管室依据 产品需求备针
设定及确认后 开始作业
自主检查
将上好pin之板材& 钻针送至钻孔現場
CNC钻孔
2021/4/1
PBGA制程简介
26
发料烘烤 线路形成
线路形成(內层) AOI自动光学检测
AOI自动光学检测
压合
蚀薄铜
钻孔
Deburr
PBGA制程简介15发料烘烤 线路形成线路形成(內层) AOI自动光学检测
AOI自动光学检测
压合
蚀薄铜
钻孔
Deburr
绿漆
镀Ni/Au
成型
O/S电测
FVI/AVI
镀铜 包裝
塞孔 出货
压合站（Lamination）
• 将棕化后之内层板经由迭合覆上胶片（PP）及铜箔 而形成多层铜面，进行压合程序而成多层板。
线路形成(內层) AOI自动光学检测
AOI自动光学检测
压合
蚀薄铜
钻孔
Deburr
绿漆
镀Ni/Au
成型
O/S电测
FVI/AVI
镀铜 包裝
塞孔 出货
一、棕化
• 于內层表面沾着一层棕色有机物质，以便提高內层表 面与树脂(PP)的结合力。
2021/4/1
PBGA制程简介
20
发料烘烤 线路形成
线路形成(內层) AOI自动光学检测
压合
蚀薄铜
钻孔
Deburr
绿漆
镀Ni/Au
成型
O/S电测
FVI/AVI
镀铜 包裝
塞孔 出货
四、压合
• 将迭合后的基板进行高温高压之压合程序而 形成多层板。
两段式温升：于低温段缩短外层与中间层的基板温差，使PP软化 受热均匀，并尽量同时到达低黏度，再配合高温段，使树脂吸收 热能从而促进聚合反应。 两段式加压：先于低压段等待PP树脂均匀受热并缓慢流动，快接 近最低黏度点时再用高压力将板内空气往四周驱赶，使树脂流动 顺畅并均匀填充分布，厚度分布较平均。
Glass Fiber + BT Resin
Copper Foil Core Copper Foil
2021/4/1
PBGA制程简介
25
发料烘烤 线路形成
线路形成(內层) AOI自动光学检测
AOI自动光学检测
压合
蚀薄铜
钻孔
Deburr
绿漆
镀Ni/Au
成型
O/S电测
FVI/AVI
镀铜 包裝
塞孔 出货
BGA基BG板A基全板製名程词解製释造流程
S/M
ball
capacitance
open
ball land
Red color: s/m open Green color: ball land ball lands are often have s/m open. These ball lands are used to connect solder ball
Red color: drill Green color: via land Via lands are often covered with drills.
2021/4/1
PBGA制程简介
7
BGA基板名词解释
signal trace
Plating trace
The trace that connects finger to via land are called trace or signal trace
绿漆
镀Ni/Au
成型
O/S电测
FVI/AVI
镀铜 包裝
塞孔 出货
工作设备
• 日立数控机械钻孔机
• 钻孔站的主要设备，机台根据钻孔程序所提供的坐标， 在基板的指定位置上使用指定直径的钻针钻孔。
2021/4/1
PBGA制程简介
27
发料烘烤 线路形成
线路形成(內层) AOI自动光学检测
AOI自动光学检测
• PP胶片：将玻纤布含浸树脂后烘干形成半固化胶片 （B-stage），在压合的高温下其会融化成黏状流体再 慢慢硬化成固化的绝缘层（C-stage）。
2021/4/1
PBGA制程简介
18
发料烘烤 线路形成
线路形成(內层) AOI自动光学检测
AOI自动光学检测
压合
蚀薄铜
钻孔
Deburr
绿漆
镀Ni/Au
压合
蚀薄铜
钻孔
Deburr
绿漆
镀Ni/Au
成型
O/S电测
FVI/AVI
镀铜 包裝
塞孔 出货
检验设备
自动孔位检查机
• 此设备可以量测板面上所有孔的相对位置，以作为 判定孔位偏差量之依据。
X-Ray内层检查机
• 于多层板的制程中检验所钻之孔位置是否对准内层 位置，或检验其偏移量。
2021/4/1
PBGA制程简介
镀通孔( PTH, Plating Through Hole) ，将原非金属之孔壁镀上一层 薄铜（即金属化），以利后续电镀铜 顺利镀上。
放板机
Desmear
PTH
后处理
收板机
化学铜
电镀铜
2021/4/1
PBGA制程简介
31
发料烘烤 线路形成
线路形成(內层) AOI自动光学检测
AOI自动光学检测
压合
成型
O/S电测
FVI/AVI
镀铜 包裝
塞孔 出货
压合站流程介绍
2层板： 生管发料 → 薄化(option) → 上pin钻孔
4层板： 內层线路 → 棕化 → 预叠 → 叠合 → 压合 → 钻靶 → 裁邊 → 薄化(option) → 上pin钻孔
2021/4/1
PBGA制程简介
19
发料烘烤 线路形成
BGA基板制造一般流程
2021/4/1
PBGA制程简介
13
BGA基板全制程制造流程
发料烘烤 2 layer
蚀薄铜
4 layer
线路形成(內层) 钻孔
绿漆
AOI自动光学检测
镀Ni/Au
成型
出货
AOI自动光学检测 Deburr 线路形成 O/S电测
压合 镀铜
塞孔 FVI/AVI
包裝
2021/4/1
PBGA制程简介
Customer design 放置电子元件
2021/4/1
PBGA制程简介
9
BGA基BG板A基全板製名程词解製释造流程
Power
ground
2021/4/1
PBGA制程简介
10
BGA基板名词解释
Fiducial mark Heat slug/ heat sink
于封装厂Wire Bond 制程机台扫瞄对位用
Drilling 后 镀铜站
不连通？
送到线路站
连通了！
2021/4/1
PBGA制程简介
29
发料烘烤 线路形成
线路形成(內层) AOI自动光学检测
AOI自动光学检测
压合
蚀薄铜
钻孔
Deburr
绿漆
镀Ni/Au
成型