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半导体封装 BGA锡球国产之路!

  来源:深圳市六海数字   作者:深圳市六海数字 有217人浏览 日期:2020-12-26放大字体  缩小字体

BGA封装介绍
随着IC 封装技术的发展,I/O 数量增多、布线密度增大、基板层数增多,使得传统的四边引角扁平封装(Quad Flat Package,QFP)等封装形式在其发展上有所限制,20 世纪90年代中期以球栅阵列封装(Ball Grid Array,BGA)、芯片级封装(Chip Scale Package,CSP)为代表的新型 IC 封装形式问世,解决了封装引脚共面度、脚距过细和面积过大等问题。
传统引脚型芯片    BGA芯片(同样大小芯片 IO可多几倍)
 
 
BGA封装优点
(1)同QFP一样可用同样的SMT设备进行组装;
(2)随着硅单芯片集成度不断提高,I/O引脚数急剧增加,功耗也随之增大,对集成电路封装要求更加严格,BGA封装采用底部球引出线封装技术,有效地利用了芯片底部的面积;
(3)BGA封装用球状的焊球引脚代替了通常的长方形扁平金属引脚,支持可控塌陷芯片法实现共面焊接;
(4)低的组装成本;
(5)对封装可进行返修;
(6)元件成本有所降低。
 
封装BGA锡球作为BGA、CSP等先进芯片封装过程中的关键性原材料。随着BGA、CSP等先进封装形式越来越主流,以及随着芯片集成化程度越来越高,I/O数量上升,封装锡球的尺寸会进一步减小,使用量会继续攀升。
 
封装BGA锡球概述
 
BGA锡球是IC、精密电子等产品中起到电性以及机械连接作用的一种连接件. 一般为由锡(Sn),银(Ag),铜(Cu)组成的合金(最常用为SAC305材料),其主要特点是:直径微小(70μm--760μm)、真圆度高、光亮度、含氧量低、导电和机械连线性能佳、球径公差微小等;
 
 
封装BGA锡球的生产工艺

BGA锡球由于数量多,体积小,使用要求高等原因,生产工艺是能否提升产品竞争力的核心因素,目前主要的生产方法及比较如下图:
 
 
在所有生产工艺中,冲压或者切丝重熔法是比较传统的方法,是最主流的方法。切丝(或冲压)重熔法制造 BGA 焊接球球的过程是先将钎料制成一定规格的细丝,然后用剪切机械将之裁切(或冲压)成均匀的分段,将分段浸入适当温度的热油使之熔化、凝固成为球形颗粒,经过筛分、清洗、检验从而得到满足要求的 BGA 锡球。但是目前这种工艺存在锡球圆度一致性差,生产效率低的弊端;深圳市六海数字科技有限公司采用的模态振动纳米定位技术,弥补了传统制造工艺的不足,在最大程度控制锡球的圆度公差等关键指标,且生产线产能也是所有工艺中领先的。
 
 
封装锡球行业及市场基本情况
 
2019年,每月大约有 25 万 KK 的BGA锡球需求量,约5000 万人民币的金额。
全球主要锡球厂商为日本千住和韩国 Duksan。千住的锡球市场占有率在全球(大约 40%)和中国(约 37%)都是第一。Duksan目前是韩国最大的锡球供应商。Duksan 的锡球市场占有率在全球大约 20%,中国约 8~10%。
 
国内目前有云南锡业、新华锦、重庆群威以及深圳六海这四家能够提供锡球产品,但是市场占有率都不高。目前中国锡合金焊接球市场各个供货商之市占率大约如下:千住(37%),恒硕(19%),MKE(15%), Duksan(8%),大瑞(7%),新华锦(6%) 及其他(8%)。初步分析情况如下图:
 
 
除了在半导体封装领域,BGA锡球因其优秀的一致性,同时正在广泛推动精密电子的激光焊锡行业的发展,国内众多知名企业如舜宇光学,欧菲光,华为等公司的VCM模组以及智能穿戴产品已经大规模使用锡球作为焊接材料,可以说未来的市场规模会有一段稳定且快速的增长。
 
 
深圳市六海数字科技有限公司坐落于广东省深圳市,是一家专注研发新型材料和技术、并将产品技术深度市场化的高科技企业,公司经过多年研发推向市场的BGA精密锡球,作为IC封装和精密电子连接过程中的关键材料,广泛用于半导体、芯片、精密电子部件等领域;  
 
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