BGA芯片封装流程

球栅阵列（Ball Grid Array，简称BGA）封装是一种表面贴装型封装技术，它通过在封装体的底部排列球形触点来替代传统的引脚，这些球形触点用于与印刷基板的焊盘连接。BGA封装具有高密度、高速传输和良好的散热性能，因此被广泛应用于高性能电子设备中。

PBGA基板的制备

PBGA（Plastic Ball Grid Array）基板的制备是BGA封装流程的第一步。首先，在BT树脂或玻璃芯板的两面压上极薄的铜箔，厚度大约为12至18微米。接着进行钻孔和通孔金属化，通孔通常位于基板的四周。然后，使用常规的PCB工艺在基板的两面制作图形，如导带、电极以及安装焊料球的焊区阵列。最后形成介质阻焊膜并制作图形，露出电极及焊区。

封装工艺流程

PBGA的封装工艺流程主要包括以下几个步骤：

1. 圆片减薄和圆片切削：将芯片的圆片进行减薄和切削，以便于后续的粘结和封装。

2. 芯片粘结：采用充银环氧树脂粘结剂将IC芯片粘结在镀有Ni-Au薄层的基板上。

3. 引线键合：粘结固化后，使用金丝球焊机将IC芯片上的焊区与基板上的镀Ni-Au的焊区以金线相连。

4. 模塑封装：用石英粉的环氧树脂模塑进行模塑包封，以保护芯片、焊接线及焊盘。

5. 回流焊：使用特设设计的吸拾工具将浸有焊剂的焊料球放置在焊盘上，通过回流焊接将焊球与镀Ni-Au的基板焊区焊接。

6. 装配焊料球：有两种方法，“球在上”和“球在下”，分别对应不同的焊球放置方式。

7. 打标、分离、最终检查和测试：对封装好的芯片进行标记、分离、质量检查和性能测试。

TBGA封装工艺流程

TBGA（Tape Automated Bonding Ball Grid Array）封装工艺流程与PBGA类似，但TBGA的载带是由聚酰亚胺材料制成的。在制作载带时，先在两面覆铜，然后镀镍和镀金，接着冲通孔和通孔金属化及制作出图形。最后，将带有金属化通孔和再分布图形的载带分割成单体。TBGA适合于高I/O数应用，I/O数可为200-1000，芯片的连接可以用倒装芯片再流，也可以用热压键合。

FCBGA封装工艺流程

FCBGA（Flip Chip Ball Grid Array）基板制作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。倒装焊接技术克服了引线键合焊盘中心距极限的问题，提供了更多的电源/地线分布设计便利，并为高频率、大功率器件提供了更完善的信号。由于凸点的制备是在前工序完成的，因此成本较高。

小结

以上就是BGA芯片封装的主要流程。需要注意的是，不同的BGA封装类型（如PBGA、TBGA、FCBGA等）可能会有不同的工艺细节和要求。在实际生产中，还需要根据具体的芯片设计和应用需求来进行调整和优化。

BGA焊接失效的原因主要包括以下几个方面：
 
1. 锡膏和锡球质量问题
- 锡膏锡球成分不均匀，可能导致熔点不一致，影响焊接效果。
- 锡膏锡球表面存在氧化或污染，阻碍良好的焊接结合。

2. 基板问题
- 基板表面不平整，影响与锡球的接触。
- 基板的镀层质量差，如镀层厚度不均或附着力弱。

3. 焊接工艺参数不合理
- 返修台的温度曲线设置不当，预热、恒温、回流和冷却阶段的温度和时间控制不准确。
- 焊接时的压力不均匀，可能导致部分锡球焊接不良。

4. 助焊剂选用不当
- 助焊剂的活性不足，无法有效去除氧化层和污染物。
- 助焊剂残留过多，影响电气性能。

5. 环境因素
- 生产环境中的灰尘、杂质等污染物进入焊接区域。
- 环境温度和湿度超出规定范围，影响焊接质量。
 
综上所述，BGA 焊接失效是由多种因素共同作用引起的，在生产过程中需要严格控制各个环节，以确保焊接的可靠性。

BGA植球后焊膏清洗：

BGA植球后清洗：在BGA植球工艺，无论采用助焊膏+锡球的植球方法还是采用锡膏+锡球的植球方法，焊接后都会留下导致电子迁移、漏电和腐蚀风险的焊后残留物。需要通过清洗工艺将风险降低，提高可靠性。

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BGA植球助焊后清洗剂W3110产品介绍:

W3110是一款碱性水剂清洗剂，W3110是一款针对电子组装、半导体器件焊后、晶圆封装前清洗而开发的一款碱性水基清洗剂。改产品能够有效去除多种助焊剂、锡膏焊后残留物，清洗包括电路板组装件、引线框架、分立器件、功率模块、功率LED、倒装芯片和CMOS焊后的各种助焊剂、锡膏残留物。

W3100为浓缩型水基清洗剂，用去离子水按一定比例稀释后使用，可试用于超声波、喷淋工艺，配合去离子水漂洗，能达到非常好的清洗效果，清洗后的表面离子残留物少、可靠性高。

产品特点:

W3110水基清洗剂处理铜、铝、特别是镍等敏感时确保了极佳的材料兼容性，除金属外对各种保护膜也有很好的兼容性。这款清洗剂非常低的表面张力能够有效去除元器件底部细小间隙中的残留物，并能够轻易的被去离子水漂洗干净。

W3110是一款浓缩液水基清洗剂，可根据残留物的可清洗难易程度，按不同比例进行稀释后使用，稀释液无闪点，其配方中不含任何卤素成份且气味小。

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