芯耀
273
BGA中的芯片有许多安装方式。根据芯片至焊球阵列信号传输的介质的不同，有三种主要变化。这三种最基本设计中，信号分别通过导线、导电材料（倒装芯片）或导电带状引线传递。基板材质可以是陶瓷或有机材料。封装的性质取决于基板材料的性质及其尺寸参数。下文会对较为常用的一种芯片到封装组装方法进行介绍。
一、?属线键合
BGA金属线键合有两种主要形式，它们分别为板上芯片直装（COB）－芯片主表面背对基板，还有芯片上基板(BOC)－芯片主表面向上正对基板。对于这两种结构，芯片上的键合焊盘都布置在外围部分，键合线通常从芯片的周围连接到围绕芯片的基板连接盘上。
芯片可用导电或非导电的粘合剂与基板相连。当芯片背面需要电气连接时规定必须使用导电粘合剂。但缺点是当封装内电路布线时，无法使基板面积小于或等于芯片大小。如果芯片不需要背面的电气连接，在基板上安装芯片时可以使用非导电粘合剂进行连接。在这种情况下，芯片下方的区域可以用作信号布线。
为芯片连接所选用的粘合剂要保证不能对线条的机械完整性以及电气信号的完整性有负面影响。按照芯片连接和粘合剂固化工艺，将芯片与基板进行电气连接。芯片上的键合焊盘与基板上的键合焊盘通过金线（可行时或铝线）进行电气连接。基板上的导线通过镀覆通孔将信号由导线键合焊盘传递至基板底部的BGA焊球。按照引线键合工艺，芯片与键合区域通常采用密封保护，用封装材料顶部包封或对其进行模压成型。封装的另一种替代方法是组装后粘接一个预成型的上盖。
在BOC或芯片正面向下结构中，芯片上的键合焊盘可布置于芯片周围或成一排或成多排的形式布置于芯片中心。基板设计成一个窄槽以容纳芯片一排或多排的键合焊盘，用于将芯片连接至基板上的粘合剂涂抹在键合焊盘的左侧和右侧。粘合剂可以膏状或膜状的形式施加。芯片的主表面或者说是电路面，面向下连接到基板，该基板带有裸露键合焊盘的沟槽，典型的如下图1所示。
紧接着芯片连接和粘合剂固化，芯片上的键合焊盘与基板上围绕沟槽的焊盘以金属线键合的方式相连。在金属线键合之后，导线和裸露的芯片表面被封装所保护。值得注意的是此时需要去除一行或几行网格阵列以容纳用于基板和芯片之间键合的沟槽。同时也需注意的是金属线键合是在芯片中央完成的，因此芯片周围并不需要额外的外围区域用于芯片和基板的连接。下图2展示了模封BGA封装的顶部和底部。
二、倒装芯?
倒装芯片（或芯片直连）消除了金属线和芯片连接的需要。在这项设计中，预凸型芯片的电路面倒置向下，此面上的连接盘通过焊料或者导电粘合剂与基板上的连接盘相连。然而芯片键合焊盘并不会立即与焊料或导电粘合剂连接工艺兼容。在芯片晶圆被分割之前，带有焊料兼容合金成分的焊料凸点是最常见的工艺之一。要选择焊接材料以及焊盘结构凸点材料来优化电气和机械连接，如下图3所示。
导电粘合剂或聚合物连接也可被采用；然而，芯片凸触点需要用“贵”金属合金以便与粘合剂中的导电合金颗粒相兼容。这种合金凸点或焊球可以通过电镀或焊球键合工艺施加于芯片键合焊盘。如果使用焊料或各向同性导电粘合剂，芯片与基板的间隙需要用环氧树脂进行底部填充以确保芯片与基板界面的机械完整性。采用各向异性导电材料排除了增加底部填充的需求。在基板与芯片相连接之后，芯片通常会以灌封、涂覆或模封的方式进行保护。
