| Mark Bird Amkor Technology,Inc Chandler.AZ. 摘要：伴随电子工业继续向着小型化的方向发展，我们必须认识到没有标准化，最新设计的BGA/CSP组件不可能以较低的成本及时地进入常用封装器件的角色。基本的常用包装包括：管式、托盘式、卷带、测试插座和组装板。标准化是力图使常用器件供应商去满足现在发展起来的BGA/CSP工业化的应用要求。缺乏标准会导致客户在供应商提供产品范围非常有限的情况下产品最终的成本提高，最主要的是浪费了时间，这在半导体市场生命周期很短的情况下是最严重的成本支出。最新的世界半导体技术指南1999版比以前的指南更进一步降低了组件的封装成本，一种新的封装形式组件若成本过高或上市时间过晚都将被市场所淘汰。 标准化工作不仅要在局部区域内开展，像JEDEC(美国)和EIAJ(日本)，而且要考虑更高水平的发展。在封装领域的最高权威是IEC(国际电子技术委员会)TC-47D，它减少了在未限制用户选择性能更加可靠而价格更加低廉的封装组件时组件封装形式可能出现的不统一。对于BGA封装的介绍可以为电子产品生产者提供一种封装形式的概念，使他们只管利用旧的贴片设备去生产而不用担心组件封装周围的引线共面性不良或发生变形。BGA封装的组件使生产者不必考虑组装窄间距芯片(0.50、0.40、0.30mm或更小)带来的麻烦。BGA/CSP组件的缺点在于它是阵列方式的封装结构，它们在焊球的间路、焊点的直径及组件上焊球的数量有很大的变化。一个CSP可以看作是一个更薄、更小、焊球间距更窄的BGA。这种概念上较大的伸缩性使得对其严格标准化的需求比对周围带有引线封装的器件更为迫切。 引言 引脚列阵的标准化源于25年前第一次介绍陶瓷封装的引脚以晶格排列的组件(CPGA)，那是JEDEC注册MO-066引脚晶格排列系列组件(小尺寸)和MO-067引脚晶格排列系列组件(大尺寸)。这两个系列都是100引脚，这是标准化的一个开始。这种组件被安装在插座上或直接装焊于PCB板上。 BGA封装的标准化开始于8-9年前，当时呼机和便携式电子产品的贴装生产需要表面贴装形式的BGA、PGA的线状引脚被焊球所代替，引脚间距由100mil(2.54mm)减小到1.50/1.27/1.00mm。一个JEDEC JC-11工作小组开始着手开展标准化工作。这就是下面的9个封装标准和一项设计指南。 BGA封装概要： MO-149：正方形载带状封装球栅阵列组件(S-TBGA) MO-151：正方形塑料封装球栅阵列组件(S-PBGA)已被MS-034取代 MO-156：正方形陶瓷封装球栅阵列组件(S-CBGA) MO-157：矩形陶瓷封装球栅阵列组件(R-CBGA) MO-158：正方形陶瓷封装柱状阵列组件(S-CCGA) MO-159：矩形陶瓷封装柱状阵列组件(R-CCGA) MO-192：正方形小外形球栅阵列组件(S-LXBGA) MS-028：矩形塑料封装球栅阵列组件(R-PBGA) MS-034：正方形塑料封装球栅阵列组件(S-PBGA)同MO-151 Pub95-1：第14部分球和柱状阵列封装器件的设计指南。 CSP的标准化工作始于4-5年前，当寻呼机和便携式产品的生产要求更薄、更小、引脚间距更窄的封装形式时，BGA的球状或柱状焊球需要被更小的焊球取代，而间距由原来的1.50/1.27/1.00mm减小到0.80/0.75/0.65/0.50mm，这就是下面的13种封装标准和3项设计指南。 CSP的封装概要： MO-195：薄型窄间距正方形球栅阵列封装/0.50mm间距(S-TFXBGA) MO-196：超薄超小型无引线封装0.50&&0.80mm间距(R-PDSO-N) Mo-197：超薄超小型无引线封装0.50&&0.80mm间距R-PDSO-N) MO-205：矩形和正方形小外形球栅阵列封装系列0.80mm间距(LF-XBGA) MO-207：矩形封装窄间距球栅阵列封装系列-0.75、0.65&&0.50mm间距（F-XBGA) MO-208：超薄型窄间距扁平无引线封装0.50mm间距(LS-PQSO-N) MO-209：超薄小型无引线封装0.50mm间距(LS-PDSO-N） MO-210：矩形和正方形薄型窄间距球栅阵列封装0.80mm间距(TF-XBGA) MO-211：小尺寸球栅阵列封装0.50&&0.40mm间距F-XBGA) MO-216：矩形和正方形薄型球栅阵列封装系列1.00&&0.80mm间距(T-XBGA&&TF-XBGA) MO-220：耐高温塑料超薄窄间距扁平无引线封装 MO-221：极薄型双排沉孔0.50mm间距球栅阵列封装 MO-222：超薄型窄间距0.50/O.65mm间距平面焊球阵列封装 Pub95-1：第5部分FBGA封装的设计指南 Pub95-1：第6部分矩形窄间距BGA(RFBGA)封装的设计指南 Pub95-1：第7部分窄间距小尺寸BGA(DSBOA)封装的设计指南 BGA/CSP包装的标准化与BGA同步并且随着CSP封装技术的发展进一步完善。 BGA/CSP包装 CO-028：BGA封装的厚型矩阵子托盘 CO-029：BGA封装的薄型矩阵托盘 CO-034：超薄微电子器件封装的小外形矩阵托盘 Pub95-1：第10部分普通矩阵托盘的周转和运输指南 Pub95-1：第9部分小外形矩阵她的设计指南 所有这些注册/标准和设计指南可以在Jedec的网站www.jedec.org中的JEDEC免费标准95版的网页上找到，这些内容可以免费下载或打印出来。 JEDEC对新型封装标准的表决方式 JEDEC对封装标准的表决方式是世界上最简略的方式之一，—个会员单位的主办人可以在一次会议上提出一种新的封装结构，在下一次会议上进行讨论，再经过简单的编辑复审即可发布。JC-11每年开4次会，因此在3-4个月内即可在JEDEC网站上注册发布一项新的封装形式或包装的新结构。如果要求形成为标准，还要由JEDEC的主管进行投票表决。这可以使整个周期延长到6-8个月。这只是最短周期的一个范例，如果主办人不去催促这项进程，还可能延长到一年或更长时间。这样的投票表决过程意味着新的技术可以在短时间内形成标准化，因此当需要大批量生产时，辅助设施必须能够及时跟随。资深者言：“标准化无法紧跟市场需求。”目前情况下，这种说法是不准确的。 BGA标准的详细资科 MO-149/DS-TBGA JAN98(204Var.)
焊球间距1.50/1.27/1.00mm
封装尺寸：15、17、19、21、23、25、27、29、31、33、35、37.5、40、42.5、45、47.5&&50mm
焊球直径：0.63mm，高熔点，0.60mm，低熔点
总体高度：最大3.40mm MO-156/BS-CBGA APR00(84Var.)
焊球间距:1.50/1.27/1.00mm
封装尺寸：11、13、15、17、18.5、19、21、23、25、27、29、31、32.5&&33mm
焊球直径：0.89、0.89&&O.70mm，
低熔点0.75、0.75&&0.60mm，高熔点
总体高度：最大6.0/6.0/5.8mm MO-157/BR-CBGA APR00(18Var.)
焊球间距：1.50/1.27/1.00mm
封装尺寸14×12，16×14&&21×16mm
焊球直径：O.89、0.89&&0.70mm，
低熔点O.75、O.75&&O.60lnm，高熔点
总体高度：最大6.O/6.0/5.8mm MO-158/BS-CCGA JUN00(36Var.)
焊球间距：1.50/1.27/1.OOmm
封装尺寸：25、27、29、31、32.5、33、35、37.5、40、42.5、43.5&&45mm
柱状焊球直径0.50mm
总体高度：7.40mm MO-159/BR-CCGA JUN00(12Var.)
焊球间距:1.50/1.27/1.00mm
封装尺寸：32.5×25.0&&42.5×32.5mm
柱状焊球直径：0.50mm
总体高度:7.40mm MO-192/BS-LXBGA APR00(150Var.)
焊球间距:1.50/1.27/1.50mm
封装尺寸：7、8、9、10、11、12、13、14、15、17、19、21、23、25、27、29、31、33、35、37.5、40、42.5、45、47.5&&50mm
焊球直径：O.75&&0.60mm低熔点
总体高度：最大1.70mm MS-028/CR-PBGA MAY00(6Var.)
焊球间距：1.27/1.00mm
封装尺寸：22×14，25×21&&18×11mm
焊球直径：0.75&&0.60mm
总体高度：3.50mm MO-34/AS-PBOA JUN00(150Var.)
焊球间距：1.50/1.27/1.50mm
封装尺寸：7、8、9、10、11、12、13、14、15、17、19、21、23、25、27、29、31、33、35、37.5、40、42.5、45、47.5&&50mm
焊球直径：0.75&&0.60mm低熔点
总体高度：最大3.50mm
95-1第14部分BGA和CGA的设计指南 CSP标准的详细资料
MO-195/BS-TFXBGA JAN98(40Var.)
焊球间距:0.5mm
封装尺寸：4、5、6、7、8、9、10、10×7、11、12、13、13×9、14、15、16、17、18、19、20&&21mm
焊球直径：0.30mm
总体高度:1.20mm MO-196/B R-PDSO-NJUN98(5Var.)
焊球问题：0.80&&o.50mm
封装尺寸:12×7、1210、148mm&&15×10mm
焊盘尺寸：0.40×0.75&&0.30×0.50mm
总体高度：最大0.90mm MO-197/BR-PDSO-NNOV97(2Var.)
焊球间距:0.80&&0.50mm
封装尺寸：10.75×10.00&&13.60×7.00mm
焊盘尺寸：0.35×0.70&&0.30×0.50mm
总体高度：最大0.80和0.95mm MO-205/DIF-XBGA DEC99(30Var.)
焊球间距：0.8mm
封装尺寸：8、9、10、11、12、13、13x9、13.5×5.5、15、16、16×5.5、17、18、20&&22mm
焊球直径：0.50mm低温熔点
总体高度:最大1.70mm MO-207/BF-XBGA SEP99(24 Var.)
焊球间距：0.75，o.65，&&0.50mm
封装尺寸：5.O×4.50、6.0×5.5、7.5×6.5、8.0×6.0、8.0×7.5、9.0×8.5、10.0×5.0、10.0×6.0、10.0×8.0、11.0×7.50、11.50×7.0、11” 、12.5×6.0、13.0×7.5、14.50×8.00、15.5×8.5、&&17.0×10.0mm
焊球直径：0.45，0.40，&&0.30mm
总体高度：最大1.70、1.20&&1.00mm MO-208/B LS-PQSO-NDEC99(23Var.)
焊球间距0.50mm
封装尺寸：2.5、3.0、3.5、4.50×3.50、5.50×4.50、7.0、7.50×5.50、8.0、8.50×6.50、9.0、10.0、11.0、12.0、13.0、14.0&&15.0mm
焊盘尺寸:0.30×0.50mm
总体高度:最大1.20mm MO-209/ALS-PDSO-NOCT98(8Var.)
焊球间距:0.50mm
封装尺寸：2.O×2.40、3.O×4.9、3.5×4.9、5.0x6.4、6.5×6.4、7.8×6.4、9.7×6.4&&12.50xg.10mm
焊盘尺寸：0.30×0.50mm
总体高度:最大1.20mm MO-210/C TF-XBGA JUN99(8Var.)
焊球间距：0.80&&1.00mm
封装尺寸：8.0×6.0、9.0×6.0、9.0×8.0、12.o×7.0、13.0、13.0×11.0、14.0×8.0&&16.0×8.0mm
焊球直径：0.40mm
总体高度：1.20mm MO-211/AF-XBGA OCT98(14Var.)
焊球间距:0.40&&0.50mm
封装尺寸：0.95、1.15、1.35×0.95、1.35、1.65×1.15、1.65、1.75、2.15×1.75、2.15、2.55、2.65×2.15、2.65&&3.15mm
焊球直径：0.17mm
总体高度:1.20mm MO-216/BT-XBGA NOV99(89Var.)
焊球间距:0.80&&1.00mm
封装尺寸：6、7、8、9、10、11、12、13、13×10、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26&&27mm
焊球下\直径：0.45mm
总体高度：1.20mm MO-220/A VFQFP /WFQF PJAN00(70Var.)
焊球间距：0.80、O.65&&0.50mm
封装尺寸：3.0、4.0×3.0、4.0、4.0×5.0、5.0×4.0、5.0、5.0×7.0、6.0×5.0、6.0、7.0&&8.0mm
焊盘长度：0.40&&0.55mm
总体高度：1.0&&0.80mm MO-221/A XF-XBGAF阳00(9Var.)
焊球间距:0.50mm
封装尺寸:4.0、5.0、6.0、7.0、8.0、9.0、10.0、11.0&&12.0mm
焊球直径:0.30mm
总体高度：0.50mm MO-222/A VF-0XLGA FEB00(14Var.)
焊球间距:0.65&&0.50mm
封装尺寸：3.5、4.0×3.0、4.0×3.5、4.0、5.0×4.0、5.0、7.0×4.5、7.0、9.0×6.0&&9.0mm
平面直径:0.33mm
总体高度:1.00mm Pub95-1：第5部分FBGA封装的设计指南
Pub95-1：第6部分矩形BGA封装的设计指南 Pub95-1：第7部分窄间距小尺寸BGA封装的设计指南 包装标准详细资料 CO-02/B厚型矩阵托盘OCT95(14Var.)
适合的包装尺寸：25×25至50×50mm CO-029/F薄型矩阵托盘APR00(33Var.)
适合的包装尺寸7×7至50×50mm CO-034/A小外形矩阵托盘NOV99(6Var.)
适合的包装尺寸:4×4至22×22mm
PUB95-1：第10部分普通矩阵托盘的周转和运输指南
PUD95-1：第9部分小外形矩阵托盘的设计指南 总结 一般情况下标准化工作集中在为适应各种变化制定一种组件上最多可以使用的焊球数，一些注册过的器件可以在整行整列发生移动后使焊球间距减小1/2，可以从MS-034标准上得到这样的范例。芯片上的焊球间距为1.5mm，12×12mm的封装尺寸上有11列11行最多共121个焊球，第一个焊球从封装表面0.00的位置上开始，这是代码为BAE-1的标准，BAE-2有10行10列共100个焊球，第一个由封装边角起0.635mm位置上开始。这两种标准的最大差异是焊球间距变为原来的1/2。对于芯片的最终用户知道他们购买哪种封装形式的器件是很重要的。在BGA标准颁布早期，我们无法控制在减少焊球数量时封装形式变化的多样性只要外型不变，减少焊球的数量是允许的。因此可以说针对不同的注册形式各种各样的变化已包含在其中。如果我们将任何一种焊球数的器件都制定成为标准，那就有几千种的变化，这也就是为何标准化工作只集中在规定最多的焊球数量。 具有较高产量和较少焊球数量的存储系列芯片的市场需求促使产生以下4种惯用的BGA和CSP封装系列：MS-028、MO-207、MO-210&&MO-219。并非这几个系列中所有的封装变换形式都被用到，而是广泛的使用某一种封装形式。 这项标准化措施可以在没有限制建立封装外型的技术时减少了BGA和CSP的封装变化形式的增殖性发展。封装形式并非是为了定义出封装的材料和技术，也不是在要求遵循标准的同时限制了用户需求选择的多样性。
这项BGA/CSP封装标准是与日本电子工业协会(EIAG)-EE-13和国际电子技术委员会(IEC)-TC47D携手共同完成的，USA代表团制定了国际标准中的TBGA(MO-149)和PBGA(MS-034)，TBGA(191IECI-147E)和PBFGA(191IECI-144E)已在1999年7月的IEC文件中发表，USA JC-11与EIAJ每年至少会面一次，与IEC每年碰面两次旨在就BGA和CSP封装问题进行商讨。 标准中的1.5/1.27/1.00mm间距的封装要求已进入最后的使用阶段，这一点从早期BGA封装的运用越来越少就可以看出。CSP封装的引脚会向着0.80、0.75、0.65、0.50、0.40mm的更窄间距发展，CSP的标准化中力图要包括球形(balls)、焊凸(bumps)和平面式(lands)的封装形式，还有许多因素影响到封装的形式。在标准中将这些差异制定出来对于将来这封装形式走进市场时其相关基础措施已趋于完备是至关重要的。封装形式将继续向着更薄、更小，焊球间距更窄的方向发展，所以持续的标准化工作说明在美国或全球的工作没有任何减缓的迹象。
|
