芯片封裝揭秘！激光植球技術(shù)在LGA和BGA的不同應(yīng)用

在當(dāng)今電子設(shè)備追求輕薄短小的趨勢下，芯片封裝技術(shù)的重要性日益凸顯。作為兩種主流的封裝方式，LGA和BGA各有特點，而新興的激光錫球焊接技術(shù)正在為封裝工藝帶來革命性的變化。本文將深入解析LGA與BGA的區(qū)別，并探討激光錫球焊接技術(shù)如何提升芯片封裝的效率與質(zhì)量。

LGA與BGA：芯片封裝的兩種面孔

什么是BGA封裝？

BGA（球柵陣列）是一種用于集成電路的表面貼裝封裝技術(shù)。它的底部整齊排列著一個個微小的錫球，這些錫球充當(dāng)了芯片與印刷電路板（PCB）之間的電氣連接媒介。

BGA的優(yōu)勢：

高密度互連：BGA允許在有限空間內(nèi)布置大量引腳，完美應(yīng)對現(xiàn)代芯片高密度連接的需求。

優(yōu)異的熱傳導(dǎo)性：BGA錫球與電路板之間的導(dǎo)熱性能良好，能有效將芯片內(nèi)部產(chǎn)生的熱量傳遞到電路板，避免IC過熱。

低電感特性：與普通引腳相比，BGA的錫球形狀短小，減少了不必要的電感，有助于防止高速電路中的信號失真。

BGA的局限性：

機械應(yīng)力敏感：錫球的形狀導(dǎo)致其延展性不足，當(dāng)芯片與電路板因熱膨脹系數(shù)不同而發(fā)生不同步彎曲時，焊點容易斷裂。

檢測困難：焊接完成后，被元件本體遮蓋的焊點不易檢查，通常需要昂貴的X光機或CT掃描儀來保證焊接質(zhì)量。

調(diào)試不便：開發(fā)初期需要臨時連接封裝和電路時，錫球形狀不易附著，需要特殊插座才能實現(xiàn)穩(wěn)定連接。

什么是LGA封裝？

LGA（平面網(wǎng)格陣列）與BGA類似，也是一種面積陣列封裝組件，但底部沒有預(yù)植的錫球，而是平坦的金屬觸點。這些觸點直接與主板上的插槽接觸，或者通過焊接與電路板連接。

LGA的優(yōu)勢：

穩(wěn)定的電氣連接：提供穩(wěn)定的電氣連接和機械穩(wěn)定性，避免了引腳歪斜、短路和開路的問題。

維護(hù)便捷：如果使用插座連接，更換IC時無需拆焊，只需松開插座即可取出壞掉的芯片。

靈活的連接方式：LGA既可以通過專用插座連接，也可以通過普通焊接方式連接到PCB上，為電路板布局提供了更多選擇。

LGA的局限性：

焊接風(fēng)險：如果選擇焊接方式連接LGA，由于其引腳高度較低，焊接后容易出現(xiàn)空孔和錫珠，影響連接質(zhì)量。

激光錫球焊接技術(shù)：封裝工藝的革新者

傳統(tǒng)植球工藝的挑戰(zhàn)

傳統(tǒng)的植球方法主要包括電鍍、印刷錫膏固化和植球三種方式。電鍍方式存在工藝復(fù)雜、成本高、制造周期長和環(huán)境污染等問題；而印刷錫膏方式則不容易控制凸點高度，難以制作小于200μm的凸點。

激光錫球焊接的工作原理

激光錫球焊接是一種新型的無助焊劑錫球附著工藝。它通過激光瞬間加熱錫球，使錫球熔化并精準(zhǔn)噴射到焊接處。在芯片封裝的精微世界，BGA/LGA植球工藝至關(guān)重要。紫宸激光錫球焊接機，以創(chuàng)新激光技術(shù)攻克傳統(tǒng)植球難題。設(shè)備核心由運動平臺、植球機構(gòu)、定位相機、激光器、工控機及外光路系統(tǒng)組成。實現(xiàn)±5μm的超高精度焊接，輕松處理0.06-1.2mm錫球。焊接頭內(nèi)置在植球機構(gòu)模組中，與噴球腔體同軸置于升降軸上，通過高精度定位相機確保植球位置的準(zhǔn)確性。

激光植球技術(shù)的顯著優(yōu)勢

無助焊劑工藝：錫球內(nèi)不含助焊劑，不會造成飛濺，避免了助焊劑殘留對封裝和器件的污染腐蝕。

精確的熱控制：工藝無需整體加熱，僅局部瞬間加熱，對周邊元件熱影響小，特別適合熱敏感器件。

卓越的工藝精度：可兼容0.06mm~1.2mm規(guī)格的錫球，植球速度可達(dá)3-5點/秒。

一致性高：因錫量恒定，凸點錫量穩(wěn)定、一致性好。

環(huán)保高效：無需后續(xù)清洗工序，可實現(xiàn)零污染生產(chǎn)，更符合綠色制造理念。

激光錫球焊接在LGA與BGA封裝中的應(yīng)用

在BGA封裝中的應(yīng)用

激光錫球焊接技術(shù)直接適用于BGA封裝的制造過程，特別是在晶圓級芯片凸點制作環(huán)節(jié)。隨著電子元器件的精、薄、短、小、差異化發(fā)展，傳統(tǒng)工藝已無法滿足超細(xì)小化、多層化的點狀零件焊接需求。

激光植球方式特別適合BGA封裝中的高密度、細(xì)間距應(yīng)用，如高清攝像頭模組及精密聲控器件、數(shù)據(jù)線焊點組裝等細(xì)小焊盤。

在LGA封裝中的應(yīng)用

對于LGA封裝，雖然搜索結(jié)果未明確提及激光錫球焊接的直接應(yīng)用，但考慮到LGA本質(zhì)上是一種沒有預(yù)植錫球的BGA變體，激光錫球焊接技術(shù)同樣可以在LGA制造過程中發(fā)揮作用。

特別是在需要將LGA直接焊接到PCB上的應(yīng)用場景，激光錫球焊接可以提供更精確、更可靠的連接解決方案。

激光錫球焊接技術(shù)的市場前景

激光錫球焊接技術(shù)在國內(nèi)國外都有不同程度的發(fā)展，盡管經(jīng)過這些年的發(fā)展，始終沒有大的跨越和應(yīng)用拓展。然而市場需求不斷變化，不但存在縱向數(shù)量的增長，而且橫向的應(yīng)用領(lǐng)域也在不斷的擴展，以電子數(shù)碼類產(chǎn)品相關(guān)零部件錫焊工藝需求為主導(dǎo)，涵蓋汽車電子、光學(xué)元器件、聲學(xué)元器件等多個行業(yè)。

有專家預(yù)測，激光錫焊在目前及未來很長的時間將會有驚人的爆發(fā)式增長和較為龐大的市場體量。

結(jié)語

LGA和BGA作為兩種主流的芯片封裝技術(shù)，各有其適用的場景和優(yōu)勢。BGA適合高密度、高性能的應(yīng)用，而LGA則在可維護(hù)性和機械穩(wěn)定性方面表現(xiàn)更佳。無論是BGA高密度植球還是LGA精密焊接，紫宸激光的植球設(shè)備均表現(xiàn)卓越，速度高達(dá)5點/秒，良率超99.98%，助力您大幅提升生產(chǎn)效率與產(chǎn)品可靠性。

隨著激光錫球焊接技術(shù)的成熟與發(fā)展，它正在為芯片封裝工藝帶來新的可能，特別是在高密度、細(xì)間距應(yīng)用場景中，這種無助焊劑、高精度的焊接方式將發(fā)揮越來越重要的作用。對于電子制造企業(yè)而言，了解并采納這種先進(jìn)的焊接技術(shù)，無疑將在未來的市場競爭中占據(jù)先機。