BGA基板制程简介

BGA基板制程简介
2021/4/1
PBGA制程简介
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BGA基板主全要製内程容製造流程
• BGA基板基本知识 • BGA基板制造一般流程 • BGA基板制造特殊流程:Via on pad/GPP • Flip Chip BGA Process Flow
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BGA基板基本知识
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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
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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
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发料烘烤 线路形成
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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
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。
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
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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
Traces that are connected to via land and has end are called plating trace. These plating traces are connected to plating bar; in stp
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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
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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
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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
六、薄化
• 将基板表面的铜层咬蚀变薄，减少面铜厚度，以利于 后制程生产。
蚀刻药水：主成分为H2O2和H2SO4，另外有安定剂稳定H2O2的性 能，减缓其分解。 蚀刻参数：线速2.5m/min（0-8可调），减薄5μ（12μ→7μ），温度 33℃。 硫酸铜回收机原理：硫酸铜冷却结晶系统主要是利用硫酸/双氧水微 蚀液中的Cu2+及SO42-在过饱和的条件下形成硫酸铜结晶而予以分 离回收。
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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。
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
• Desmear（除胶渣段）： PCB在钻孔的摩擦高热中， 当其温度超过树脂的Tg时，树脂将呈现软化甚至形成 流体而随钻头的旋转涂满孔壁，冷却后形成固着的胶糊渣( smear )，使得内层铜孔环与后来所做的铜孔壁之 间形成隔阂。故在进行PTH (镀通孔) 之初，就应对已形成的胶渣进行清除，以利于后制程孔内化学铜的顺 利附着。
BGA基板制造一般流程
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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
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Customer design 放置电子元件
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BGA基BG板A基全板製名程词解製释造流程
Power
ground
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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
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。
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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
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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。
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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。
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。
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Red color: drill Green color: via land Via lands are often covered with drills.
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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
Drilling 后 镀铜站
不连通？
送到线路站
连通了！
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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
镀铜站-1. 刷磨线
此制程主要是利用刷轮（不织布刷） 高速旋转将钻孔后在孔缘所造成的毛
• 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）。
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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
刺及板面细小铜渣刷磨去除。
刷 磨轮
銅片
放板機 中压水洗
四刷磨輪 烘乾
高压水洗 收板機
超音波水洗
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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
镀铜站-2. ATO水平镀铜线
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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
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。
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发料烘烤 线路形成
线路形成(內层) AOI自动光学检测
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BGA基板类型
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BGA基板结构
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BGA基BG板A基全板製名程词解製释造流程
finger
Via land
drills
Fingers usually connected by a trace through via land thus gold wire is connected in finger
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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
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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
镀铜站（Copper Plating）
• 将钻孔后之板材，经由前处理去除孔内胶渣，以及经 由化学铜沉积薄铜层，形成上、下导通后，施以电镀 铜达成孔铜与线路所需的铜层厚度。
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
二、预叠&叠合
• 在无尘室内将已棕化的内层板上/下各搭配1张PP胶片 与铜箔后，准备进行压合
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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
Glass Fiber + BT Resin
Copper Foil Core Copper Foil
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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