Peiriant Reballing Ic BGA

Peiriant ail-weithio BGA pen uchel a hollol awtomatig a ddefnyddir ar gyfer y cwmnïau traws-fyrddio hynny

Gan gynnwys ond heb fod yn gyfyngedig i'r sglodion hynny fel isod:

Disgrifir y pedwar math sylfaenol o BGAs yn nhermau eu nodweddion strwythurol ac agweddau eraill.

1.1 PBGA (Arae Grid Ball Plastig) PBGA, a elwir yn gyffredin fel OMPAC (Cludwr Arae Plastig Overmolded), yw'r math mwyaf cyffredin o becyn BGA (gweler Ffigur 1). Mae cludwr PBGA yn swbstrad bwrdd printiedig cyffredin, megis FR-4, resin BT, ac ati Mae'r wafer silicon wedi'i gysylltu ag wyneb uchaf y cludwr trwy fondio gwifren, ac yna ei fowldio â phlastig, a sodrwr mae amrywiaeth pêl o gyfansoddiad ewtectig (37Pb/63Sn) wedi'i gysylltu ag arwyneb isaf y cludwr. Gellir dosbarthu'r arae pêl solder yn llawn neu'n rhannol ar wyneb gwaelod y ddyfais (gweler Ffigur 2). Mae maint arferol y bêl sodr tua 0.75 i 0.89mm, ac mae traw y bêl sodr yn 1.0mm, 1.27mm, a 1.5mm.

Ffigur 2

Gellir cydosod PBGAs â chyfarpar a phrosesau mowntio wyneb presennol. Yn gyntaf, mae'r past solder cydran eutectic yn cael ei argraffu ar y padiau PCB cyfatebol gan y dull argraffu stensil, ac yna mae'r peli sodr PBGA yn cael eu gwasgu i'r past solder a'u hail-lifo. Mae'n sodr eutectig, felly yn ystod y broses reflow, mae'r bêl sodr a'r past solder yn ewtectig. Oherwydd pwysau'r ddyfais ac effaith tensiwn arwyneb, mae'r bêl solder yn cwympo i leihau'r bwlch rhwng gwaelod y ddyfais a'r PCB, ac mae'r cyd sodr yn ellipsoid ar ôl solidification. Heddiw, mae PBGA169 ~ 313 wedi'u masgynhyrchu, ac mae cwmnïau mawr yn datblygu cynhyrchion PBGA yn gyson gyda chyfrifon I / O uwch. Disgwylir y bydd y cyfrif I / O yn cyrraedd 600 ~ 1000 yn ystod y ddwy flynedd ddiwethaf.

Prif fanteision pecyn PBGA:

① Gellir cynhyrchu PBGA gan ddefnyddio technoleg cydosod a deunyddiau crai presennol, ac mae cost y pecyn cyfan yn gymharol isel. ② O'i gymharu â dyfeisiau QFP, mae'n llai agored i niwed mecanyddol. ③ Yn berthnasol i gynulliad electronig torfol. Prif heriau technoleg PBGA yw sicrhau coplanarity y pecyn, lleihau amsugno lleithder ac atal ffenomen "popcorn" a datrys y problemau dibynadwyedd a achosir gan gynyddu maint marw silicon, ar gyfer pecynnau cyfrif I / O uwch, bydd technoleg PBGA yn fwy anodd. Gan mai'r deunydd a ddefnyddir ar gyfer y cludwr yw swbstrad y bwrdd printiedig, mae cyfernod ehangu thermol (TCE) y cludwyr PCB a PBGA yn y cynulliad bron yr un fath, felly yn ystod y broses sodro reflow, nid oes bron unrhyw straen ar y cymalau solder, a dibynadwyedd y cymalau solder Mae'r effaith hefyd yn llai. Y broblem a wynebir gan geisiadau PBGA heddiw yw sut i barhau i leihau cost pecynnu PBGA, fel y gall PBGA barhau i arbed arian na QFP yn achos cyfrif I/O is.

1.2 CBGA (Arae Grid Ball Ceramig)

Cyfeirir at CBGA yn gyffredin hefyd fel SBC (Solder Ball Carrier) a dyma'r ail fath o becyn BGA (gweler Ffigur 3). Mae wafer silicon CBGA wedi'i gysylltu ag wyneb uchaf y cludwr ceramig aml-haen. Gall y cysylltiad rhwng y wafer silicon a'r cludwr ceramig aml-haen fod mewn dwy ffurf. Y cyntaf yw bod haen cylched y wafer silicon yn wynebu i fyny, ac mae'r cysylltiad yn cael ei wireddu gan weldio pwysau gwifren fetel. Y llall yw bod haen cylched y wafer silicon yn wynebu i lawr, ac mae'r cysylltiad rhwng y wafer silicon a'r cludwr yn cael ei wireddu gan strwythur sglodion fflip. Ar ôl i'r cysylltiad wafer silicon gael ei gwblhau, mae'r wafer silicon wedi'i amgáu â llenwad fel resin epocsi i wella dibynadwyedd a darparu amddiffyniad mecanyddol angenrheidiol. Ar wyneb isaf y cludwr cerameg, mae arae pêl sodro 90Pb/10Sn wedi'i chysylltu. Gellir dosbarthu dosbarthiad yr arae pêl solder yn llawn neu'n rhannol. Mae maint y peli solder fel arfer tua 0.89mm, ac mae'r bylchau'n amrywio o gwmni i gwmni. Cyffredin o 1.0mm a 1.27mm. Gellir cydosod dyfeisiau PBGA hefyd gyda'r offer a'r prosesau cydosod presennol, ond mae'r broses gydosod gyfan yn wahanol i un PBGA oherwydd y gwahanol gydrannau pêl sodr o PBGA. Tymheredd reflow y past solder eutectig a ddefnyddir mewn cynulliad PBGA yw 183 gradd, tra bod tymheredd toddi peli sodr CBGA tua 300 gradd. Mae'r rhan fwyaf o'r prosesau ail-lifo mowntio arwyneb presennol yn cael eu hail-lifo ar 220 gradd. Ar y tymheredd reflow hwn, dim ond y sodrydd sy'n cael ei doddi. past, ond nid yw'r peli solder wedi'u toddi. Felly, er mwyn ffurfio cymalau solder da, mae faint o bast sodr a gollir ar y padiau yn fwy na maint PBGA. Cymalau solder. Ar ôl reflow, mae'r sodr eutectig yn cynnwys y peli solder i ffurfio cymalau solder, ac mae'r peli sodr yn gweithredu fel cefnogaeth anhyblyg, felly mae'r bwlch rhwng gwaelod y ddyfais a'r PCB fel arfer yn fwy na PBGA. Mae cymalau sodro CBGA yn cael eu ffurfio gan ddau sodr cyfansoddiad Pb/Sn gwahanol, ond nid yw'r rhyngwyneb rhwng y sodr eutectig a'r peli sodr yn amlwg mewn gwirionedd. Fel arfer, gellir gweld y dadansoddiad metallograffig o'r cymalau solder yn yr ardal rhyngwyneb. Mae rhanbarth trawsnewid yn cael ei ffurfio o 90Pb/10Sn i 37Pb/63Sn. Mae rhai cynhyrchion wedi mabwysiadu dyfeisiau pecynnu CBGA gyda chyfrif I / O o 196 i 625, ond nid yw cymhwyso CBGA yn eang eto, ac mae datblygiad pecynnau CBGA gyda chyfrifon I / O uwch hefyd wedi marweiddio, yn bennaf oherwydd bodolaeth cynulliad CBGA. Mae'r cyfernod ehangu thermol (TCE) diffyg cyfatebiaeth rhwng y PCB a'r cludwr cerameg amlhaenog yn broblem sy'n achosi i uniadau sodro CBGA gyda meintiau pecyn mwy fethu yn ystod beicio thermol. Trwy nifer fawr o brofion dibynadwyedd, cadarnhawyd y gall CBGAs â maint pecyn llai na 32mm × 32mm fodloni manylebau prawf beicio thermol safonol y diwydiant. Mae nifer I/O CBGA wedi'i gyfyngu i lai na 625. Ar gyfer pecynnau cerameg gyda maint mwy na 32mm × 32mm, rhaid ystyried mathau eraill o BGAs.

Bys 3

Prif fanteision pecynnu CBGA yw: (1) Mae ganddo briodweddau trydanol a thermol rhagorol. (2) Mae ganddo berfformiad selio da. (3) O'i gymharu â dyfeisiau QFP, mae CBGAs yn llai agored i niwed mecanyddol. (4) Yn addas ar gyfer cymwysiadau cydosod electronig gyda niferoedd I/O yn fwy na 250. Yn ogystal, gan y gall y cysylltiad rhwng wafer silicon CBGA a'r cerameg aml-haen gael ei gysylltu â sglodion fflip, gall gyflawni dwysedd rhyng-gysylltiad uwch na'r cysylltiad bondio gwifren. Mewn llawer o achosion, yn enwedig mewn cymwysiadau â chyfrif I / O uchel, mae maint silicon ASICs wedi'i gyfyngu gan faint y padiau bondio gwifren. Gellir lleihau maint ymhellach heb aberthu ymarferoldeb, a thrwy hynny leihau costau. Nid yw datblygiad technoleg CBGA yn anodd iawn, a'i brif her yw sut i wneud CBGA yn cael ei ddefnyddio'n eang mewn gwahanol feysydd o'r diwydiant cydosod electronig. Yn gyntaf, rhaid gwarantu dibynadwyedd y pecyn CBGA yn yr amgylchedd diwydiannol cynhyrchu màs. Yn ail, rhaid i gost y pecyn CBGA fod yn debyg i becynnau BGA eraill. Oherwydd cymhlethdod a chost gymharol uchel pecynnu CBGA, mae CBGA wedi'i gyfyngu i gynhyrchion electronig gyda pherfformiad uchel a gofynion cyfrif I / O uchel. Yn ogystal, oherwydd pwysau trymach pecynnau CBGA na mathau eraill o becynnau BGA, mae eu cymhwysiad mewn cynhyrchion electronig cludadwy hefyd yn gyfyngedig.

1.3 CCGA (Arae Grid Cloumn Ceramig) Mae CCGA, a elwir hefyd yn SCC (Cludwr Colofn Sodro), yn fath arall o CBGA pan fo maint y corff ceramig yn fwy na 32mm × 32mm (gweler Ffigur 4). Nid yw arwyneb isaf y cludwr cerameg wedi'i gysylltu â pheli sodro ond â philer sodro 90Pb/10Sn. Gellir dosbarthu'r arae piler solder yn llawn neu'n rhannol. Mae diamedr piler solder cyffredin tua 0.5mm ac mae'r uchder tua 2.21mm. Y gofod nodweddiadol rhwng araeau piler o 1.27mm. Mae dwy ffurf o CCGA, un yw bod y golofn sodr a gwaelod y ceramig wedi'u cysylltu gan sodr eutectig, a'r llall yw strwythur sefydlog math cast. Gall colofn sodr CCGA wrthsefyll y straen a achosir gan ddiffyg cyfatebiaeth cyfernod ehangu thermol TCE PCB a chludwr ceramig. Mae nifer fawr o brofion dibynadwyedd wedi cadarnhau y gall CCGA gyda maint pecyn llai na 44mm × 44mm fodloni manylebau prawf beicio thermol safonol y diwydiant. Mae manteision ac anfanteision CCGA a CBGA yn debyg iawn, yr unig wahaniaeth amlwg yw bod pileri sodro CCGA yn fwy agored i niwed mecanyddol yn ystod y broses ymgynnull na pheli sodro CBGA. Mae rhai cynhyrchion electronig wedi dechrau defnyddio pecynnau CCGA, ond nid yw pecynnau CCGA gyda rhifau I/O rhwng 626 a 1225 wedi'u masgynhyrchu eto, ac mae pecynnau CCGA gyda niferoedd I/O yn fwy na 2000 yn dal i gael eu datblygu.

Ffigur 4

1.4 TBGA (Arae Grid Peli Tâp)

Mae TBGA, a elwir hefyd yn ATAB (Araay Tape Automated Bonding), yn fath pecyn cymharol newydd o BGA (gweler Ffigur 6). Mae cludwr y TBGA yn dâp haen fetel dwbl copr/polyimide/copr. Mae wyneb uchaf y cludwr yn cael ei ddosbarthu â gwifrau copr ar gyfer trosglwyddo signal, a defnyddir yr ochr arall fel haen ddaear. Gellir gwireddu'r cysylltiad rhwng y wafer silicon a'r cludwr gan dechnoleg sglodion fflip. Ar ôl i'r cysylltiad rhwng y wafer silicon a'r cludwr gael ei gwblhau, mae'r wafer silicon wedi'i amgáu i atal difrod mecanyddol. Mae'r vias ar y cludwr yn chwarae rôl cysylltu'r ddau arwyneb a gwireddu trosglwyddiad signal, ac mae'r peli sodro wedi'u cysylltu â'r trwy badiau trwy broses ficro-weldio sy'n debyg i fondio gwifren i ffurfio arae pêl solder. Mae haen atgyfnerthu yn cael ei gludo i wyneb uchaf y cludwr i ddarparu anhyblygedd i'r pecyn a sicrhau coplanarity y pecyn. Yn gyffredinol, mae'r sinc gwres wedi'i gysylltu ag ochr gefn y sglodion fflip gyda gludiog dargludol thermol i ddarparu nodweddion thermol da i'r pecyn. Mae cyfansoddiad pêl sodr TBGA yn 90Pb/10Sn, mae diamedr y bêl sodr tua 0.65mm, ac mae lleiniau nodweddiadol y bêl solder yn 1.0mm, 1.27mm, a 1.5 mm. Mae'r cynulliad rhwng TBGA a PCB yn sodr ewtectig 63Sn / 37Pb. Gellir cydosod TBGAs hefyd gan ddefnyddio offer a phrosesau gosod arwyneb presennol gan ddefnyddio dulliau cydosod tebyg i CBGAs. Y dyddiau hyn, mae nifer yr I/O yn y pecyn TBGA a ddefnyddir yn gyffredin yn llai na 448. Mae cynhyrchion fel TBGA736 wedi'u lansio, ac mae rhai cwmnïau tramor mawr yn datblygu TBGAs gyda nifer yr I/O yn fwy na 1000. Manteision y Pecyn TBGA yw: ① Mae'n ysgafnach ac yn llai na'r rhan fwyaf o fathau o becynnau BGA eraill (yn enwedig y pecyn gyda chyfrif I / O uwch). ② Mae ganddo briodweddau trydanol gwell na phecynnau QFP a PBGA. ③ Yn addas ar gyfer cynulliad electronig torfol. Yn ogystal, mae'r pecyn hwn yn defnyddio ffurf sglodion fflip dwysedd uchel i wireddu'r cysylltiad rhwng y sglodion silicon a'r cludwr, fel bod gan TBGA lawer o fanteision megis sŵn signal isel, oherwydd bod cyfernod ehangu thermol TCE y bwrdd printiedig a'r haen atgyfnerthu yn y pecyn TBGA yn y bôn yn cyd-fynd â'i gilydd. Felly, nid yw'r effaith ar ddibynadwyedd cymalau solder TBGA ar ôl cydosod yn fawr. Y brif broblem a wynebir mewn pecynnu TBGA yw effaith amsugno lleithder ar becynnu. Y broblem a wynebir gan geisiadau TBGA yw sut i gymryd lle ym maes cydosod electronig. Yn gyntaf, rhaid profi dibynadwyedd TBGA mewn amgylchedd cynhyrchu màs, ac yn ail, rhaid i gost pecynnu TBGA fod yn debyg i becynnu PBGA. Oherwydd cymhlethdod a chost pecynnu cymharol uchel TBGAs, defnyddir TBGAs yn bennaf mewn cynhyrchion electronig perfformiad uchel, uchel-I/O-count. 2 Sglodion Fflip: Yn wahanol i ddyfeisiadau mowntio wyneb eraill, nid oes gan y sglodion fflip unrhyw becyn, ac mae'r amrywiaeth rhyng-gysylltiad yn cael ei ddosbarthu ar wyneb y sglodion silicon, gan ddisodli'r ffurflen cysylltiad bondio gwifren, ac mae'r sglodion silicon wedi'i osod yn uniongyrchol ar y PCB mewn modd gwrthdro. Nid oes angen i'r sglodyn fflip bellach arwain allan y terfynellau I / O o'r sglodion silicon i'r amgylchoedd, mae hyd y rhyng-gysylltiad yn cael ei fyrhau'n fawr, mae'r oedi RC yn cael ei leihau, ac mae'r perfformiad trydanol yn cael ei wella'n effeithiol. Mae tri phrif fath o gysylltiadau sglodion fflip: C4, DC4, aFCAA.