BGA技術(shù)(Ball Grid Array Package)即球柵陣列封裝技術(shù)。BGA封裝的I/O端子以圓形或柱狀焊點(diǎn)按陣列形式分布在封裝下面,BGA技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是I/O引腳數(shù)雖然增加了,但引腳間距并沒(méi)有減小反而增加了,從而提高了組裝成品率;雖然它的功耗增加,但BGA能用可控塌陷芯片法焊接,從而可以改善它的電熱性能;厚度和重量都較以前的封裝技術(shù)有所減少;寄生參數(shù)減小,信號(hào)傳輸延遲小,使用頻率大大提高;組裝可用共面焊接,可靠性高。
BGA封裝技術(shù)可詳分為五大類:
1.PBGA(Plasric BGA)基板:一般為2-4層有機(jī)材料構(gòu)成的多層板。Intel系列CPU中,Pentium II、III、IV處理器均采用這種封裝形式。
2.CBGA(CeramicBGA)基板:即陶瓷基板,芯片與基板間的電氣連接通常采用倒裝芯片(FlipChip,簡(jiǎn)稱FC)的安裝方式。Intel系列CPU中,Pentium I、II、Pentium Pro處理器均采用過(guò)這種封裝形式。
3.FCBGA(FilpChipBGA)基板:硬質(zhì)多層基板。
4.TBGA(TapeBGA)基板:基板為帶狀軟質(zhì)的1-2層PCB電路板。
5.CDPBGA(Carity Down PBGA)基板:指封裝中央有方型低陷的芯片區(qū)(又稱空腔區(qū))。
BGA封裝具有以下特點(diǎn):
1.I/O引腳數(shù)雖然增多,但引腳之間的距離遠(yuǎn)大于QFP封裝方式,提高了成品率。
2.雖然BGA的功耗增加,但由于采用的是可控塌陷芯片法焊接,從而可以改善電熱性能。
3.信號(hào)傳輸延遲小,適應(yīng)頻率大大提高。
4.組裝可用共面焊接,可靠性大大提高。
CSP(Chip Scale Package),是芯片級(jí)封裝的意思。CSP封裝最新一代的內(nèi)存芯片封裝技術(shù),其技術(shù)性能又有了新的提升。CSP封裝可以讓芯片面積與封裝面積之比超過(guò)1:1.14,已經(jīng)相當(dāng)接近1:1的理想情況,絕對(duì)尺寸也僅有32平方毫米,約為普通的BGA的1/3,僅僅相當(dāng)于TSOP內(nèi)存芯片面積的1/6。與BGA封裝相比,同等空間下CSP封裝可以將存儲(chǔ)容量提高三倍。0.2毫米,大大提高了內(nèi)存芯片在長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行后的可靠性,線路阻抗顯著減小,芯片速度也隨之得到大幅度提高。
CSP封裝內(nèi)存芯片的中心引腳形式有效地縮短了信號(hào)的傳導(dǎo)距離,其衰減隨之減少,芯片的抗干擾、抗噪性能也能得到大幅提升,這也使得CSP的存取時(shí)間比BGA改善15%-20%。在CSP的封裝方式中,內(nèi)存顆粒是通過(guò)一個(gè)個(gè)錫球焊接在PCB板上,由于焊點(diǎn)和PCB板的接觸面積較大,所以內(nèi)存芯片在運(yùn)行中所產(chǎn)生的熱量可以很容易地傳導(dǎo)到PCB板上并散發(fā)出去。CSP封裝可以從背面散熱,且熱效率良好,CSP的熱阻為35℃/W,而TSOP熱阻40℃/W。CSP封裝又可分為四類:
1.Lead Frame Type(傳統(tǒng)導(dǎo)線架形式),代表廠商有富士通、日立、Rohm、高士達(dá)(Goldstar)、IPCB 等等。
2.Rigid Interposer Type(硬質(zhì)內(nèi)插板型),代表廠商有摩托羅拉、索尼、東芝、松下等等。
3.Flexible Interposer Type(軟質(zhì)內(nèi)插板型),其中最有名的是Tessera公司的microBGA,CTS的sim-BGA也采用相同的原理。其他代表廠商包括通用電氣(GE)和NEC。
4.Wafer Level Package(晶圓尺寸封裝):有別于傳統(tǒng)的單一芯片封裝方式,WLCSP是將整片晶圓切割為一顆顆的單一芯片,它號(hào)稱是封裝技術(shù)的未來(lái)主流,已投入研發(fā)的廠商包括FCT、Aptos、卡西歐、EPIC、富士通、三菱電子等。
CSP封裝具有以下特點(diǎn):
1.滿足了芯片I/O引腳不斷增加的需要。
2.芯片面積與封裝面積之間的比值很小。
3.極大地縮短延遲時(shí)間。
CSP封裝適用于腳數(shù)少的IC,如內(nèi)存條和便攜電子產(chǎn)品。未來(lái)則將大量應(yīng)用在信息家電(IA)、數(shù)字電視(DTV)、電子書(E-Book)、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)WLAN/GigabitEthemet、ADSL/手機(jī)芯片、藍(lán)芽(Bluetooth)等新興產(chǎn)品中。
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