伴随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。
        球栅阵列 （Ball Crid Array, BGA)封装在封装基板底部植球，以此作为电路的 I/O接口，因此大大提升了 IC 的接口数量，并因其I/O间距较大，使得其SMT 失效率大幅降低。自20 世纪90年代初 BGA 封装实用化后，该封装广泛应用于PC 芯片组、微处理器、存储器、DSP 等器件上。
        键合 BGA 封装工艺分为前段工艺和后段工艺，其具体流程如下图所示。
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        (1）圆片减薄：圆片减薄是通过研磨轮在圆片背面高速旋转打磨来实现园片减薄的，在该过程中，还需要进行水冷及清洗操作，以防止减薄过程中的高温集聚及碎屑聚集。若芯片需要减薄到一定厚度，为防止芯片碎片及减小芯片表面碎裂风险，会依据产品类型进行抛光处理，以消除内应力。圆片滅薄完成后，利用胶带揭去圆片表面贴膜，然后进行厚度测量及品质检验。
        (2）芯片切割：圆片减薄后，通过蓝膜将圆片固定在金属环上进行切割使之成为独立的芯片。现有的芯片切割方式主要有两种，即刀片切割和激光切割。刀片切割通过圆形刀片在圆片切割道上进行完全切割，将整个圆片分割成单个芯片，并使单个芯片有序地排列在蓝膜上。激光切割通过激光束能量打在圆片切割道上．将切割道上的物质蒸发．从而将圆片分离成单个芯片。目前,IC 圆片工艺正向 10nm 以下工艺节点发展，圆片低6材料的应用越来越多激光切割正好可以满足无外力、切割宽度小、切割品质高等需求
        (3） 芯片贴装：芯片贴装是根据设计图纸将芯片通过银胶、DAF 膜等贴片材料固定在基板上，其主要作用就是固定芯片及传导芯片上的热量。
        （4） 等离子清洗：焊线前的等离子清洗使用电离的氩离子、电子、活性基团，使基板及芯片表面上的污染物形成挥发性气体，再由真空系统抽走，从而达到表面清洁之功效，使得焊线时的结合力更好。塑封前的等离子清洗与焊线前的等离子清洗的原理相似，通过使用电高的氩离子和氧离子，将表面污染物及碳化物清洗掉，使基板表面活化，以增加PCB 与塑封料之问的结合力，提高产品的可靠性。
        (5）引线焊接：引线焊接是封装过程中最关键的环节，通过引线焊接将焊线（金线、铜线、银合金线）与芯片上的铝垫、基板上的金属焊盘连按起来，从而实现电性导通。下图所示所示为键合 BGA 工艺后的 SEM 图。
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        (6）塑封：首先将塑封料在高温下熔化成黏度较低的液态烟封料并注人模腔中，随后塑封料内部的环氧树脂在硬化剂、偶联剂等助剂的作用下固化，从而完成塑封。
        （7）后固化：将塑封后的塑封料在高温条件下进行塑封材料的熟化，一般塑封料在塑封结束时尚未完全反应，所以需要通过高温烘烤使之完全反应，以稳定环氧树脂分子结构，提高塑封体的硬度，并消除内部应力。
        （8）打标：在芯片的正面进行油墨印刷或激光刻字，将产品名称、生产日期等信息标注于产品表面，以利于产品的识别及追湖，如下图所示。
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        (9）植球：这是 BGA 封装的特殊工艺，即在基板背面的焊球付垫 (NiAu或镀铜 OSP 抗氧化处理）上印刷助焊剂并放置锡球，通过回流炉使锡球熔融，并与焊球耐垫形成共晶，冷却后固定于基板背面焊球讨垫上。完成回流后的焊球成为 BGA 封装的I/O 外引脚，从而实现芯片与外部电路的相连。因下图所示为植球过程示意图。
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        (10）切割分选：切割分选前的工艺流程均是以条为单位进行作业的，此站别将整条 BGA  基板产品通过切割或冲压方式分割成单个的 BGA 芯片，从而形成最终的产品。


        结语


        以上本文介绍了键合 BGA 封装工艺的主要流程：圆片减薄→圆片切割→芯片粘结→清洗→引线键合→等离子清洗→液态密封剂灌封→装配焊料球→回流焊→表面打标→分离→最终检查→测试→包装。在每个主站别后都有 QA 检验及出货检验流程。其中的每个站别都会对键合 BGA 封装的电特性及可靠性造成影响，因此针对特殊的 BGA 产品设计可能需要特定的流程及工艺。BGA封装流行的主要原因是由于它的优势明显，封装密度、电性能和成本上的独特优点让其取代传统封装方式。BGA封装会有越来越多的改进，性价比将得到进一步的提高，BGA封装有灵活性和优异的性能，未来前景广阔。