球栅阵列

球栅阵列(BGA)是一种用于表面贴片的封装技术,由芯片封装底部的一组阵列排布的锡球组成。BGA 技术的迅速发展,主要是因为半导体行业趋向集成电路小型化发展以及追求更高集成度、更高密度和更优异的性能。

BGA 的出现使高密度高效地利用印刷电路板(PCB)成为可能。这是因为 BGA 封装体的整个底部都可以用来电学互联,而引线键合或是四面扁平封装(QFP)等技术只有在芯片的四边才能用来电学连通。除此之外,锡球缩短了电学互联的路径,从而减小信号电感和降低电压噪音,提高芯片的性能。为保证 BGA 充分焊接,对温度的控制需要非常精确,这样,BGA 底部的每个锡球才会充分的融化和凝固,从而实现良好的电学互联。BGA 生产过程中会产生如孔洞或焊球不良等问题,而 BGA 检测的目的就是将这些缺陷发现并隔离出来。
  • TESCAN 系统为BGA 封装的检测和失效分析提供了广泛的可能性。
  • TESCAN EBIC 探测器探测器可用于电学测试,满足在微观下对锡球本身进行分析的严苛测试需求。
  • TESCAN BSE 探测器有很高的衬度,使金属间化合物和锡球下金属层清晰可见。检查和表征 BGA 器件上的锡球,不仅是确认焊接到 PCB 板上的集成电路的可靠性的关键任务,对确定焊接的工艺质量和失效原因也至关重要。
  • TESCAN Xe 等离子源双束电镜系列(FERA3, XEIA3)可以在极短的时间内,轻松完成对数百微米球径的锡球的截面切割。
  • 此外,只有具有超高溅射速率的 Xe 等离子源双束电镜,才可能实现对整个锡球的三维显微分析(3D EDS、3D EBSD),从而揭示锡球内部的空洞、裂纹、芯片碎裂或枝状结构。
球栅阵列
Xe 等离子体聚焦离子束搭配摇摆样品台,仅用 4 小时就完成直径为 400 微米锡球的截面切割,同时去除了帘幕效应

适用应用案例

Imaging of a copper pillar cross-section using the TESCAN XEIA3
Copper pillar bumping is intended as a replacement to traditional solder bumping. In the solder bump process, a bump is formed on the chip and on the package substrate and they are connected by reflow. During the reflow the solder bumps collapse and do not retain their height in two directions. Moreover, the solder bumps occupy a larger space than the pitch of a pad on the chip. Copper pillar technology promotes a fine pitch, flip chip process, which is vital for today’s and future’s portable devices.
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