IPC-7093 CN 2011 底部端子元器件(BTC)设计和组装工艺的实施.pdf - 第37页
图 4-32 LGA 印制板底 视 图 图 4-33 LGA 印制板 顶视 图 IPC-7093-4-34-cn 图 4-34 使⽤切割分离⽅ 式基于基材 制 造 BTC 焊膏 电路板 模板沉积焊膏 贴 SMT 零部件 再流焊 水洗 模封化合物 涂芯片粘 贴材料 150°C 下转移放有 引线框的模具 从模具中 移出阵列 标记 成品封箱，装运 放置芯片 150ºC 下金属 线球形键合 150ºC 下固 化芯片粘贴材料 放置引线框 入模 S…
该引线框不是方形的，测得大小为5mm×7mm，
其中一边有7个引线，另一边有9个引线。另外，
两边的引线直接与芯片外接盘连接。
另一选择是将芯片散热焊盘分开。这种选择让
各独立的芯片有散热隔离。
4.5 LGA、QF和SO(DF)基于基材的封装
的详细说明
4.5.1 基于基材封装的制造⽅法 基于基材的
封装和基于引线框的封装在很多方面相类似。
用引线框方式封装的许多元器件也可用基材方
式封装。由于
成本和可靠性方面原因，只有对
于小体积元器件，基材封装才作为引线框的替
代。
基材有时装联单个芯片，但更为普遍的是，基材
与多个有源及无源器件互连或封装。根据ITRS
定义，包含有许多组件的封装属于SiPs(系统级
封装)，它意 味 着至少含有两 个不同的有源器
件。其它不符合严格的SiP定义的组件是简单高
密度电子组件。可通过直接芯片粘贴、芯片堆
叠、倒装芯片组装、采用0201和01005的SMT元
器件来增加组装密度
。
用于BTC元器件的基材本质上是多层电路板，
通 常由BT绝 缘材 料制成，常采用HDI制造技
术。图4-32和4-33表示BTC元器件典型基材的两
面。
该基材测得尺寸为~75mm×300mm。基材底部
表面最终要焊接在电路板上。在电路板测试中，
带有“X”标记的板子表示有缺陷，不能用于组
装。这种特别基材不像很多QF那样中间有一
大散热焊盘，因为它在最终封装后不会散出很
多热量，所以该类BTC元器件不需要与电路板
之
间有好的导热连接。
图4-33表示放置有元器件的基材顶部表面。普遍
使用的是0402到01005SMT元器件。芯片互连通
常有引线键合和倒装芯片，通常带有多芯片的。
通常在7mm×7mm大小中有25个元器件。许多
这样的组件是系统级封装SiP。
如前述，用基材组装BTC的典型工艺流程如图4-
34所示。
IPC-7093-4-30-cn
图4-30 镀层结构⽐较
镀金 (0.010μm)
金 0.008μm
金 0.005μm
钯 0.013μm
镍 0.508μm
钯 0.013μm
镍 0.508μm
基底材料(铜或合金42) 基底材料(铜或合金42)
钯 0.080μm
镍 1.020μm
基底材料(仅有铜)
常规NiPdAu 极薄PPF 增强的极薄PPF
图4-31 QF定制位置的详图
IPC-7093-C 2011年3月
24
Copyright Association Connecting Electronics Industries
Provided by IHS under license with IPC
Not for Resale, 11/27/2015 17:57:03 MST
No reproduction or networking permitted without license from IHS
--`,`,,,,,,`,,,```,``````,`,,`,`-`-`,,`,,`,`,,`---
图4-32 LGA印制板底视图
图4-33 LGA印制板顶视图
IPC-7093-4-34-cn
图4-34 使⽤切割分离⽅式基于基材制造BTC
焊膏
电路板
模板沉积焊膏
贴SMT零部件
再流焊
水洗
模封化合物
涂芯片粘
贴材料
150°C
下转移放有
引线框的模具
从模具中
移出阵列
标记
成品封箱，装运
放置芯片
150ºC下金属
线球形键合
150ºC下固
化芯片粘贴材料
放置引线框
入模
SMT零部件
切割分离
测试和入盒
金属线键合芯片
倒装芯片
加助焊
剂芯片
再流焊
放置芯片
色板
零部件和
材料
200°C
时组装工艺
150°C
时组装工艺
成品
260°C
时组装工艺
2011年3月 IPC-7093-C
25
Copyright Association Connecting Electronics Industries
Provided by IHS under license with IPC
Not for Resale, 11/27/2015 17:57:03 MST
No reproduction or networking permitted without license from IHS
--`,`,,,,,,`,,,```,``````,`,,`,`-`-`,,`,,`,`,,`---
4.5.2 缺陷类型 基于基材制造方法，BTC常
见的缺陷如下：
• 模封化合物与基材分层，导致基材上的元器件
拉起。
• 模封化合物残留在引线上，影响焊接。
• 空洞，起因于内部复杂的形状，模封化合物填
充困难或由于某种原因不流动。
• 模封过程中键合丝偏倒引起短路，或较少情况
会导致键合丝断裂。
• 切割引起的缺陷，如模封化合物从基材分层。
• 翘曲：起因于模塑过程，或起因于与元件共面
性/焊点结构干涉的基材。
• SMT元器件的移位或偏倒：模塑过程中由于过
度温升造成。
•储藏过程中元器件过度吸水导致再流焊中分
层。
表4-6显示了基于基材封装缺陷的一些例子。此
表提供了潜在缺陷的三个级别，并强调了可能
的原因。
4.5.3 标记选择 此类封装的常见标记方法与
用在QF及SO(DF)上的方法相同。
1. 高对比度油墨的移
印，通常是白色的。
2. 激光标记，通常是低对比度的细小的字体。
表4-6 基于基材封装的缺陷和失效模式
基于基材封装的缺陷和失效模式
缺陷/失效模式潜在失效 检测⽅法原因
级别1 封装内
由于贮存或干燥不当，水份过量 再流焊中爆米花、分层 检测困难
当元器件贮存或干燥不当时，吸取环
境中的水分
有害的封装化合物空洞 腐蚀、分层 超声波 不正确的模封制程控制
封装破裂 机械和/或电气失效 超声波 不正确的模封制程控制或操作
基材和化合物间的失效 连接断裂、进水引起腐蚀 目视检查、芯片渗透 模封、切割工艺
缺陷
元器件和基材间的分层
开路、芯片过热、键合线
断裂和元器件破裂
超声波、拆解、切片分析
不足够的模封化合物流动、元器件和
基材润湿不良、表面污染
键合线断裂 电气开路 X-ray
线键合制程控制错误、模封化合物使
键合丝偏倒
引线框针脚上浮或破裂 电气开路 X-ray、电气测试
线键合制程控制错误、表面污染、电
镀不良
芯片键合球上浮 电气开路 X-ray、电气测试
线键合制程控制错误、表面污染
、芯
片金属层不良
键合线短路电气短路 X-ray、电气测试 模封偏倒，线键合制程控制
级别2 封装外
不润湿引线表面 连接开路 目检、X-ray 表面氧化、镀层污染或厚度不当
尺寸超出规范 在测试插座上接触不良测量 模封(厚度)或分离
引线上粘铜 引线短路目检 切割条件不良
平整度不良 焊点开路 目检 基材缺陷、模封或分离方法问题
毛边 电气短路目检分离工艺
测试插座接触焊盘后出现的凹
痕 焊点空洞和潜在的开路 目检
过量的探针测试破坏了镀层，导致最
终焊点出现不润湿斑点或空洞
标识缺陷 错误元器件或未知元器件 目检 标识不良，操作失误
级别3 封装到板⼦
焊接点空洞 长期电气开路 X-ray 焊膏焊接或再流焊工艺
焊盘不润湿 电气开路 X-ray、电气测试 元器件污染或焊接工艺
封装下桥接电气短路 X-ray、电气试验 元器件或电路板污染、焊接工艺
封装漂浮在焊料上，从PCB板上抬起 电气开路、耐冲击性差 目检、剖面分析
焊料过多
因为自重封装陷入焊料中，引起有害
的焊料移位，导致桥接和焊接不良
电气短路 X-ray、剖面分析
元器件对再流焊来说太重，焊料在温
度下流变性
IPC-7093-C 2011年3月
26
Copyright Association Connecting Electronics Industries
Provided by IHS under license with IPC
Not for Resale, 11/27/2015 17:57:03 MST
No reproduction or networking permitted without license from IHS
--`,`,,,,,,`,,,```,``````,`,,`,`-`-`,,`,,`,`,,`---