BGA的定义

BGA（Ball Grid Array）即球栅阵列封装，是一种集成电路的封装形式。在BGA封装中，芯片底部布置了一组微小的球形金属焊盘，这些焊盘以均匀的网格状排列，通过这些焊盘与印刷电路板（PCB）上的对应焊盘相连，从而实现芯片和印刷电路板的连接。BGA封装形式有多种，例如根据基板的不同主要分为PBGA（Plastic BGA，塑封BGA）、CBGA（Ceramic BGA，陶瓷BGA）、FCBGA（Filpchip BGA，倒装BGA）、TBGA（Tape BGA，载带BGA）等 。

FCBGA的定义

FCBGA（Flip Chip - Ball Grid Array）是BGA封装中的一种特殊类型，即倒装球栅阵列封装。它是一种集成电路封装技术，使用翻转芯片（Flip Chip）技术将芯片的电路面朝下连接到封装基板上，然后通过焊球阵列（Ball Grid Array）实现芯片与封装基板之间的电连接。在FCBGA封装中，芯片上的电路和焊球之间使用微小的焊锡球进行连接，这些焊球位于芯片底部的金属接点上，封装基板上相应位置的焊球垫片与芯片焊球对应，形成芯片与封装基板之间的电连接 。

BGA和FCBGA的结构特点对比

1. 芯片连接方式

• BGA：在BGA封装中，芯片通常通过线缆（wire bonding）技术将芯片的金线连接到封装基板上的焊盘（pad）。这种连接方式中，电线长度通常为1 - 5毫米，直径为15 - 35微米。这种方式是将模具面向上连接，然后将导线首先粘合到模具上，然后环绕并结合到载体上 。

• FCBGA：FCBGA采用翻转芯片（Flip Chip）技术，芯片的金属接点直接连接到封装基板上的焊球垫片（solder ball pad）。在这种技术下，管芯和载体之间的互连通过直接放置在管芯表面上的导电“凸点”来实现，碰撞的模具然后“翻转”并且面朝下放置，凸块直接连接到载体，凸块通常为60 - 100μm高，直径为80 - 125μm。倒装芯片连接通常由两种方式形成：使用焊料或使用导电粘合剂，到目前为止，最常见的封装互连是焊料，如共晶Sn/Pb，无铅（98.2%Sn，1.8%Ag）或Cu柱组成 。

2. 封装结构

• BGA：BGA封装中的焊球通常位于封装底部的金属焊盘上，芯片连接通过焊盘与封装基板进行电连接。

• FCBGA：FCBGA封装中，焊球垫片位于封装基板上，芯片通过焊球垫片与基板之间形成电连接。

3. 封装基板

• BGA：不同类型的BGA封装，其基板有所不同，例如PBGA采用塑料材料和塑料工艺制作基板；CBGA采用陶瓷基板，这种基板对湿气不敏感，可靠性好，电、热性能优良，与陶瓷基板CTE匹配性好，连接芯片和元件可返修性较好，但封装成本较高；TBGA采用载带基板等，不同的基板材料影响着BGA封装的性能、成本和适用场景等方面 。

• FCBGA：FCBGA封装基板通常以日本味之素生产的味之素积层介质薄膜（Ajinomotobuild - upfilm，ABF）作为积层绝缘介质材料，采用半加成法（semi - additiveprocess，SAP）制造。FC - BGA基板是能够实现LSI芯片高速化与多功能化的高密度半导体封装基板，具有层数多、面积大、线路密度高、线宽线距小以及通孔、盲孔孔径小等特点，其加工难度远大于FCCSP封装基板。目前，FCBGA封装基板产业主要集中在中国台湾、日本和韩国等国家和地区，如三星、南亚、欣兴、京瓷、景硕等公司，中国大陆仅深南、越亚、华进等少部分企业具备小批量量产线宽/线距为15/15μm，盲孔直径≤40μm的FCBGA封装基板的能力，大陆FCBGA基板行业仍有很大发展空间 。

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BGA和FCBGA的性能差异

1. 热管理性能

• BGA：BGA封装在热管理方面相对FCBGA较弱。由于其芯片与封装基板的连接方式和结构特点，热量传导路径相对较长且效率较低，在处理高性能芯片产生的大量热量时，散热效果可能不够理想。不过不同类型的BGA在热性能上也有差异，例如CBGA具有较好的热性能，但整体而言，相较于FCBGA，BGA的热传导和散热能力存在差距。

• FCBGA：FCBGA封装在热管理方面具有较好的性能。由于芯片直接连接到封装基板上，减少了热量传导的路径，使得热量能够更有效地传导和散热，有助于降低芯片温度，提高芯片在工作过程中的性能和稳定性。这对于高性能处理器等发热量大的芯片来说非常重要，可以保证芯片在高负荷运行时不会因为过热而出现性能下降或者故障等问题 。

2. 接线密度

• BGA：BGA封装的接线密度相对FCBGA较低。其芯片与基板的连接方式，例如采用线缆连接的方式，限制了引脚和信号线密度的提升。这种相对较低的接线密度在一些对I/O数量要求不是特别高的应用场景下可以满足需求，但在高性能计算、高速通信等对信号传输和处理要求极高的场景下，可能会存在局限性。

• FCBGA：FCBGA封装通常具有更高的接线密度。由于采用了翻转芯片技术，芯片与封装基板之间的电连接更为紧凑，可以在有限的空间内实现更多的引脚和信号线连接，满足更多的输入/输出信号需求。这种高接线密度使得FCBGA能够适应现代高性能芯片对于大量数据传输和处理的要求，例如在高端处理器、图形处理器等需要处理大量数据的芯片封装中具有优势 。

3. 电气性能

• BGA：BGA封装中的传统连接方式（如线缆连接）会引入一定的电阻和电感，这可能会对信号传输产生一定的影响，例如信号延迟、衰减等问题。在高速信号传输时，这种影响可能会导致信号完整性受损，从而影响芯片的整体性能。

• FCBGA：FCBGA封装通过焊球实现电连接，具有低电阻、低电感和良好的信号传输特性。这使得FCBGA在高速信号传输时能够更好地保持信号的完整性，减少信号失真，提高数据传输的准确性和速度，从而提升芯片的整体性能，特别适用于高速通信、高频信号处理等对电气性能要求较高的应用场景。

BGA和FCBGA在实际应用中的不同

1. 应用场景

• BGA：

• 一般消费电子：由于BGA封装成本相对较低，制造和组装过程相对简单，在一些对成本较为敏感的一般消费电子产品中应用广泛，例如普通的移动设备、低端的智能家居设备等。这些设备对于芯片的性能要求不是极高，BGA封装能够满足基本的功能需求，同时在成本控制上具有优势。

• 部分工业控制领域：在一些对可靠性要求不是非常高，对性能要求相对适中的工业控制场景下，BGA封装也有应用。例如一些简单的工业自动化设备中的控制芯片，这些设备的运行环境相对稳定，对于芯片的散热、信号传输速度等要求不像高端应用场景那么苛刻，BGA封装可以满足其基本的电气连接和功能需求。

• FCBGA：

• 高性能计算设备：在高性能处理器、图形处理器（GPU）等芯片封装中广泛应用。如在电脑的CPU和高端游戏显卡中，由于FCBGA具有高接线密度、良好的热管理性能和优异的电气性能，能够满足这些芯片在高速运算、大量数据处理时的需求。它可以实现芯片与主板之间的高速信号传输，同时有效地将芯片产生的热量散发出去，保证芯片的稳定运行。

• 高速通信设备：对于5G通信基站中的基带处理芯片、网络交换机芯片等高速通信设备中的芯片，FCBGA封装是理想的选择。其低电阻、低电感的特性有助于在高速信号传输过程中保持信号的完整性，高接线密度能够满足通信设备对于大量数据输入输出的需求，良好的热管理性能也能保证芯片在长时间高负荷运行下的稳定性。

• 汽车电子中的高端应用：随着汽车智能化的发展，在汽车电子中的一些高端应用场景，如自动驾驶系统中的高性能计算芯片、高级车载信息娱乐系统中的处理芯片等开始采用FCBGA封装。这些应用需要芯片具备高可靠性、高性能以及良好的散热能力，FCBGA封装能够满足这些要求，适应汽车复杂的运行环境和高安全性要求 。

2. 产品可靠性与稳定性

• BGA：不同类型的BGA封装在可靠性方面有所差异，例如CBGA具有较好的可靠性，对湿气不敏感，但整体来说，BGA封装在应对高性能芯片的复杂工作环境时，其可靠性可能会受到一定挑战。如在长时间高负荷运行或者高温环境下，由于其散热性能和信号完整性等方面的局限性，可能会影响产品的稳定性。

• FCBGA：FCBGA封装由于其良好的热管理、高接线密度和优异的电气性能，在产品可靠性和稳定性方面表现较好。特别是在一些对可靠性要求极高的应用场景，如服务器、汽车电子等领域，FCBGA封装能够更好地保证芯片在复杂环境下的稳定运行，减少因封装问题导致的故障概率，提高产品的整体可靠性。

BGA和FCBGA市场占有率对比

1. FCBGA的市场情况

• FCBGA预计将在市场需求中占据很大份额，因为它具有布线密度可用性，并且可以进行调整以实现最大电气性能。据QYResearch调研团队最新报告“全球ABF载板（FCBGA）市场报告2023 - 2029”显示，预计2029年全球ABF载板（FCBGA）市场规模将达到93.3亿美元，未来几年年复合增长率CAGR为6.9%。全球消费和工业领域对物联网的需求预计将增加对IC基板的需求不断增长，这也为FCBGA的市场发展提供了有利的环境。FCBGA市场的主要参与者包括Unimicron、ASE Group、IBIDEN和SCC等。例如，欣兴科技和景硕正在扩大其基板产能，欣兴微电子宣布，截至2022年，将投资总计200亿新台币用于先进倒装芯片基板的研发和产能扩张 。

2. BGA的市场情况

• BGA作为一个封装家族，包含多种类型，虽然在一些对成本敏感、性能要求相对较低的应用场景中有广泛应用，但整体市场占有率难以给出一个明确的数值。不过可以确定的是，随着技术的发展，FCBGA等高性能封装形式正在逐渐占据更多的高端市场份额，而BGA在传统的、对成本较为敏感的市场中仍保持一定的份额。例如在一些低端消费电子、简单工业控制等领域，BGA由于其成本优势和技术成熟度，仍然是主要的封装选择之一。但在高性能计算、高速通信等领域，其市场份额正逐渐被FCBGA等更先进的封装技术所挤占。

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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