CN201946590U - 新型球栅阵列封装载板 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种新型球栅阵列封装载板，是由BT树脂或玻璃层压板构成的基板，所述基板上设置有栅状焊球阵列，并涂覆有塑料环氧模塑混合物的密封层。本实用新型的新型球栅阵列封装载板具有以下优点：1、封装引脚的可靠性高，焊点缺陷率低，焊点牢固；2、达到布线1.5/1.5mil的精准度；3、保证了封装焊球的可靠性、管脚水平面的同一性。

Description

新型球栅阵列封装载板

技术领域

本实用新型涉及电子产品领域，尤其涉及一种新型球栅阵列封装载板。

背景技术

近年来，电子产品向小型尺寸、高功能、高密度和高集成化的组装方向发展，面向阵列组装诸如BGA、CSP封装将成为主流的封装形式，用BGA、CSP技术封装的元器件在市场上大量出现，并呈现高速增长的趋势。PBGA封装是应用于通信产品和消费产品上最多的一种器件。球栅阵列封装(PBGA)又称塑料焊球阵列封装，研究新型PBGA载板不仅可以降低生产成本，而且载板的电性能与散热性良好，符合当代电子产品发展的需要。

实用新型内容

本实用新型目的是提供新型球栅阵列封装载板，其封装可靠性高，封装体的翘曲度小，具有优异的电性能和散热性。

本实用新型提供的一种新型球栅阵列封装载板，是由BT树脂或玻璃层压板构成的基板，所述基板上设置有栅状焊球阵列，并涂覆有塑料环氧模塑混合物的密封层。所述焊球为共晶焊料63Sn37Pb或准共晶焊料62Sn36Pb2Ag，目前已有部分制造商使用无铅焊料，焊球和封装体的连接不需要另外使用焊料。

集成电路I/O引线以圆形或柱状焊点按阵列形式分布在所述基板的封装下面，集成电路I/O引线间距为1.0-1.27毫米。

本实用新型的新型球栅阵列封装载板具有以下优点：

1、封装引脚的可靠性高，焊点缺陷率低(＜1ppm/焊点)，焊点牢固。

2、达到布线1.5/1.5mil的精准度；

3、保证了封装焊球的可靠性、管脚水平面的同一性。

附图说明

图1是本实用新型提供的新型球栅阵列封装载板侧面结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作进一步地详细描述。

如图1所示，本实用新型提供的一种新型球栅阵列封装载板，是由BT树脂或玻璃层压板构成的基板1，所述基板上设置有栅状焊球阵列2，并涂覆有塑料环氧模塑混合物的密封层3。所述焊球为共晶焊料63Sn37Pb或准共晶焊料62Sn36Pb2Ag，目前已有部分制造商使用无铅焊料，焊球和封装体的连接不需要另外使用焊料。PBGA结构中的树脂/玻璃层压板的热膨胀系数CTE约为14ppm/℃，PCB板的约为17ppm/cC，两种材料的CTE比较接近，因而热匹配性好；在回流焊过程中可利用焊球的自对准作用，即熔融焊球的表面张力来达到焊球与焊盘的对准要求。

(一)本实用新型具体研究开发内容和重点解决的技术关键问题如下：

1、布线阵列设计：

I/O引线以圆形或柱状焊点按阵列形式分布在封装下面，引线间距大，引线长度短，I/O引线间距大(如1.0～1.27毫米)，可容纳的I/O数目大(如1.27毫米间距的BGA在25毫米边长的面积上可容纳350个I/O，而0.5毫米间距的QFP在40毫米边长的面积上只容纳304个I/O)，这样BGA消除了精细间距器件中由于引线而引起的共面度和翘曲的问题。BGA技术的优点是可增加I/O数和间距，消除QFP技术的高I/O数带来的生产成本和可靠性问题。

2、PBGA封装与板材的匹配性：

PBGA封装与PCB板印刷线路板相比通常为FR-4板的热匹配性好。PBGA结构中的BT树脂/玻璃层压板的热膨胀系数CTE约为14ppm/℃，PCB板的约为17ppm/cC，两种材料的CTE比较接近，因而热匹配性好。

3、PBGA资料线宽、间距设计、可制造性：

PBGA的布线，小型化要求更细的线与空隔和更小的通路孔，简单地减少电路板“不动产”，使用叠层和微型通路孔工艺；

由于PBGA封装尺寸局限以及高精密晶体封装的要求，布线线宽通常在1.5/1.5mil、2/2mil，间距更细小(0.5mm～0.75mm与1.0mm～1.27mm)，那么它的可制造性非一般曝光设备可将此精密的线及间距做出，故需高精密全自动曝光机才可解决此问题，达到布线封装要求。

4、无铅装配中MSL等级对PBGA封装体翘曲的影响及解决实验方案：

设计间距为1.0毫米的塑封BGA(以下简称PBGA)在线路板上的焊接试验，经X-RAY和C-SAM检测，有短路，分层等焊接缺陷产生。试验中通过对热屏蔽模量的测量，评估PBGA封装体的翘曲以及MSL等级与PBA装配结果之间的关系，试验结果证明：PBGA器件封装体的翘曲和无铅回流温度的升高是导致焊接缺陷增多的根本原因。随着PBGA器件尺寸不断增大，硅节点尺寸的减小，封装体本身的翘曲也在逐渐增大，大的PBGA封装体(大于35毫米)在IPC/JEDEC标准中被明确指出，湿度/温度在MSL-3/260℃情况下，回流过程会引起PBGA器件封装体的更加严重的翘曲，从而导致回流后PBGA周边焊球桥接，造成短路。

通过试验证明：当PBGA用于无铅焊接工艺时，因回流焊接温度升高导致短路几率会越大，所以在生产PBGA载板时一定要保证PBGA封装基体的平整性，减少翘曲，把湿度降到最小，同时采用良好的包装材料，确保PBGA与空气隔绝，使用时严格按照标准操作，减少器件暴露于空气中的时间。

5、翘曲模量/PBGA装配之间的关系：

通过对球间距1.0MM，封装体尺寸37.5X37.5MM的不同材料的PBGA，在不同的MSL等级/回流峰值温度情况下的试验，总结出翘曲模量的极限数据是8MILS，翘曲度大于8MILS，PBGA器件四周焊球短路，当翘曲度小于8MILS，不会出现短路现象。

(二)、本实用新型的特点和创新之处：

1、封装可靠性高(不会损坏引脚)。焊点缺陷率低(＜1ppm/焊点)，焊点牢固。

2、管脚水平面同一性较QFP容易保证，因为焊锡球在溶化以后可以自动补偿芯片与PCB之间的平面误差。

3、回流焊时，焊点之间的张力产生良好的自对中效果，允许有50％的贴片精度误差。

4、有较好的电特性，由于引线短，导线的自感和导线间的互感很低，频率特性好。

5、能与原有的SMT贴装工艺和设备兼容。原有的丝印机、贴片机和回流焊设备都可使用。

技术路线：采用新型高密度集成电路封装塑料焊球阵列封装技术。

工艺流程：发料→开料/烘烤→线路形成(内层)→AOI检测→压合→蚀薄铜→钻孔→Deburr→镀铜→塞孔→线路→AOI检测→防焊→镀AU/NI→成型→电测→FQC→包装→出货

以上所述是本实用新型的优选实施方式而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和变动，这些改进和变动也视为本实用新型的保护范围。

Claims (2)

1.一种新型球栅阵列封装载板，其特征在于，是由BT树脂或玻璃层压板构成的基板，所述基板上设置有栅状焊球阵列，并涂覆有塑料环氧模塑混合物的密封层。

2.根据权利要求1所述新型球栅阵列封装载板，其特征在于，集成电路I/O引线以圆形或柱状焊点按阵列形式分布在所述基板的封装下面，集成电路I/O引线间距为1.0-1.27毫米。

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