Машина для реболінгу BGA Ic

Висококласний повністю автоматичний верстат для переробки BGA, який використовується для тих компаній, що працюють на кордоні

Включаючи, але не обмежуючись цими мікросхемами, як показано нижче:

Чотири основні типи BGA описані з точки зору їх структурних характеристик та інших аспектів.

1.1 PBGA (Plastic Ball Grid Array) PBGA, широко відомий як OMPAC (Overmolded Plastic Array Carrier), є найпоширенішим типом корпусу BGA (див. рис. 1). Носій PBGA — це звичайна підкладка для друкованої плати, наприклад FR-4, BT смола тощо. Кремнієва пластина з’єднується з верхньою поверхнею носія за допомогою дротяного зв’язку, а потім формується за допомогою пластику та припою. кульковий масив евтектичного складу (37Pb/63Sn) з'єднаний з нижньою поверхнею носія. Кульковий масив припою може бути повністю або частково розподілений на нижній поверхні пристрою (див. Малюнок 2). Звичайний розмір кульки припою становить від 0.75 до 0.89 мм, а крок кульок припою становить 1.0 мм, 1.27 мм і 1.5 мм.

малюнок 2

PBGA можна зібрати за допомогою існуючого обладнання та процесів для поверхневого монтажу. Спочатку паяльну пасту з евтектичних компонентів друкують на відповідних площадках друкованої плати методом трафаретного друку, а потім кульки припою PBGA вдавлюють у паяльну пасту та оплавляють. Це евтектичний припій, тому під час процесу оплавлення кулька припою та паяльна паста є евтектичними. Через вагу пристрою та ефект поверхневого натягу кулька припою руйнується, щоб зменшити зазор між нижньою частиною пристрою та друкованою платою, а паяне з’єднання стає еліпсоїдом після затвердіння. Сьогодні PBGA169~313 виробляються масово, і великі компанії постійно розробляють продукти PBGA з більшою кількістю вводів/виводів. Очікується, що за останні два роки кількість вводів/виводів досягне 600–1000.

Основні переваги пакету PBGA:

① PBGA можна виготовляти з використанням існуючої технології складання та сировини, а вартість усього пакету є відносно низькою. ② У порівнянні з пристроями QFP він менш сприйнятливий до механічних пошкоджень. ③Застосовується до масової електронної збірки. Основні завдання технології PBGA полягають у забезпеченні компланарності корпусу, зменшенні поглинання вологи та запобіганні феномену «попкорну», а також у вирішенні проблем надійності, спричинених збільшенням розміру кремнієвого кристала. Для пакетів із більшою кількістю вводів/виводів технологія PBGA буде складнішою. Оскільки матеріал, який використовується для носія, є підкладкою друкованої плати, коефіцієнт теплового розширення (TCE) носіїв PCB і PBGA у зборі майже однаковий, тому під час процесу пайки оплавленням напруга на платі майже відсутня. паяних з'єднань, і надійність паяних з'єднань вплив також менше. Проблема, з якою сьогодні стикаються додатки PBGA, полягає в тому, як продовжувати знижувати вартість упаковки PBGA, щоб PBGA все ще могла економити гроші, ніж QFP, у разі меншої кількості вводів/виводів.

1.2 CBGA (Керамічна кулькова решітка)

CBGA також зазвичай називають SBC (Solder Ball Carrier) і є другим типом корпусу BGA (див. рис. 3). Кремнієва пластина CBGA з'єднана з верхньою поверхнею багатошарового керамічного носія. З'єднання між кремнієвою пластиною і багатошаровим керамічним носієм може бути двох форм. Перший полягає в тому, що шар схеми кремнієвої пластини спрямований вгору, а з’єднання здійснюється за допомогою зварювання тиском металевого дроту. Інший полягає в тому, що шар схеми кремнієвої пластини звернений донизу, а з’єднання між кремнієвою пластиною та носієм здійснюється за допомогою перекидної структури. Після завершення з’єднання кремнієвої пластини кремнієва пластина інкапсулюється наповнювачем, таким як епоксидна смола, для підвищення надійності та забезпечення необхідного механічного захисту. На нижній поверхні керамічного носія з’єднана матриця кульок припою 90Pb/10Sn. Розподіл масиву кульок припою може бути повністю розподіленим або частково розподіленим. Розмір кульок припою зазвичай становить приблизно 0,89 мм, а відстань залежить від компанії. Загальні 1,0 мм і 1,27 мм. Пристрої PBGA також можна збирати за допомогою наявного монтажного обладнання та процесів, але весь процес складання відрізняється від процесу PBGA через різні компоненти паяної кульки від PBGA. Температура оплавлення евтектичної паяльної пасти, яка використовується в збірці PBGA, становить 183 градуси, а температура плавлення кульок припою CBGA становить близько 300 градусів. Більшість існуючих процесів оплавлення поверхневого монтажу оплавляються при 220 градусах. При цій температурі оплавлення розплавляється лише припій. пасти, але кульки припою не розплавилися. Таким чином, щоб утворити хороші паяні з’єднання, кількість паяльної пасти, яка пропускається на колодках, є більшою, ніж кількість PBGA. Паяні з'єднання. Після оплавлення евтектичний припій містить кульки припою для утворення паяних з’єднань, і кульки припою діють як жорстка опора, тому зазор між нижньою частиною пристрою та друкованою платою зазвичай більший, ніж у PBGA. Паяні з’єднання CBGA утворені двома припоями різного складу Pb/Sn, але межа розділу між евтектичним припоєм і кульками припою насправді неочевидна. Зазвичай металографічний аналіз паяних з'єднань можна побачити в області розділу. Утворюється перехідна область від 90Pb/10Sn до 37Pb/63Sn. У деяких продуктах застосовано пакетні пристрої CBGA з кількістю вводів/виводів від 196 до 625, але застосування CBGA ще не набуло широкого поширення, а розробка пакетів CBGA з більшою кількістю вводів/виводів також зупинилася, в основному через існування Збірка CBGA. Невідповідність коефіцієнта теплового розширення (TCE) між друкованою платою та багатошаровим керамічним носієм є проблемою, яка спричиняє поломку паяних з’єднань CBGA із більшими розмірами упаковки під час термоциклування. За допомогою великої кількості тестів на надійність було підтверджено, що CBGA з розміром упаковки менше 32 мм × 32 мм можуть відповідати специфікаціям випробування теплового циклу промислового стандарту. Кількість входів/виходів CBGA обмежена менш ніж 625. Для керамічних корпусів розміром понад 32 мм × 32 мм слід розглянути інші типи BGA.

Малюнок 3

Основні переваги упаковки CBGA: (1) Вона має відмінні електричні та теплові властивості. (2) Він має гарну герметичність. (3) У порівнянні з пристроями QFP, CBGA менш чутливі до механічних пошкоджень. (4) Підходить для програм електронного складання з номерами входів/виходів понад 250. Крім того, оскільки з’єднання між кремнієвою пластиною CBGA та багатошаровою керамікою можна з’єднати за допомогою фліп-чіпа, можна досягти вищої щільності з’єднання. ніж з’єднання дроту. У багатьох випадках, особливо в додатках із великою кількістю вводів/виводів, розмір кремнію ASIC обмежений розміром контактних майданчиків для з’єднання проводів. Розмір можна додатково зменшити без шкоди для функціональності, тим самим зменшуючи витрати. Розробка технології CBGA не є дуже складною, і її головним завданням є те, як зробити CBGA широко використовуваним у різних галузях промисловості електронної збірки. По-перше, має бути гарантована надійність пакету CBGA у промисловому середовищі масового виробництва. По-друге, вартість пакета CBGA повинна бути порівнянна з іншими пакетами BGA. Через складність і відносно високу вартість упаковки CBGA, CBGA обмежена електронними продуктами з високою продуктивністю та високими вимогами до кількості вводів/виводів. Крім того, через більшу вагу пакетів CBGA, ніж інші типи пакетів BGA, їх застосування в портативних електронних виробах також обмежене.

1.3 CCGA (Ceramic Cloumn Grid Array) CCGA, також відомий як SCC (Solder Column Carrier), є іншою формою CBGA, коли розмір керамічного корпусу перевищує 32 мм × 32 мм (див. рис. 4). Нижня поверхня керамічного носія з’єднана не з кульками припою, а з опорами припою 90Pb/10Sn. Масив стовпів припою може бути повністю або частково розподіленим. Звичайний діаметр стовпа припою становить приблизно 0,5 мм, а висота – приблизно 2,21 мм. Типова відстань між стовпами 1,27 мм. Існує дві форми CCGA: одна полягає в тому, що колона припою та нижня частина кераміки з’єднані евтектичним припоєм, а інша є фіксованою структурою литого типу. Колонка припою CCGA може витримувати навантаження, спричинені невідповідністю коефіцієнта теплового розширення TCE друкованої плати та керамічного носія. Велика кількість випробувань надійності підтвердила, що CCGA з розміром упаковки менше 44 мм × 44 мм може відповідати специфікаціям випробування теплового циклу промислового стандарту. Переваги та недоліки CCGA та CBGA дуже схожі, єдина очевидна відмінність полягає в тому, що паяні стовпи CCGA більш чутливі до механічних пошкоджень під час процесу складання, ніж паяні кульки CBGA. У деяких електронних продуктах почали використовувати пакети CCGA, але пакети CCGA з номерами вводу-виводу від 626 до 1225 ще не вироблялися масово, а пакети CCGA з номерами вводу-виводу понад 2000 все ще розробляються.

малюнок 4

1.4 TBGA (стрічкова кулькова решітка)

TBGA, також відомий як ATAB (Araay Tape Automated Bonding), є відносно новим типом упаковки BGA (див. Малюнок 6). Носієм TBGA є двошарова металева стрічка з міді/полііміду/міді. Верхня поверхня носія розподілена мідними проводами для передачі сигналу, а інша сторона використовується як шар заземлення. З’єднання між кремнієвою пластиною та носієм може бути реалізовано за технологією фліп-чіп. Після завершення з’єднання між кремнієвою пластиною та носієм кремнієва пластина інкапсулюється для запобігання механічним пошкодженням. Перехідні отвори на носії відіграють роль з’єднання двох поверхонь і реалізації сигналу, а кульки припою з’єднуються з прохідними майданчиками за допомогою процесу мікрозварювання, подібного до з’єднання дроту, для формування масиву кульок припою. На верхню поверхню носія приклеюється армуючий шар, який забезпечує жорсткість упаковки та забезпечує компланарність упаковки. Радіатор, як правило, приєднаний до задньої сторони фліп-чіпа за допомогою теплопровідного клею, щоб забезпечити хороші теплові характеристики упаковки. Склад кульки припою TBGA становить 90Pb/10Sn, діаметр кульки припою становить близько 0,65 мм, а типовий крок масиву кульок припою становить 1,0 мм, 1,27 мм і 1,5 мм. мм. Компонент між TBGA і друкованою платою являє собою евтектичний припій 63Sn/37Pb. TBGA також можна зібрати за допомогою існуючого обладнання для поверхневого монтажу та процесів, подібних до CBGA. Зараз кількість входів/виходів у широко використовуваному пакеті TBGA становить менше 448. Такі продукти, як TBGA736, були запущені, і деякі великі іноземні компанії розробляють TBGA з кількістю входів/виходів понад 1000. Переваги Пакет TBGA: ① Він легший і менший за більшість інших типів пакетів BGA (особливо пакет із більшою кількістю вводів-виводів). ②Він має кращі електричні властивості, ніж пакети QFP і PBGA. ③ Підходить для масової електронної збірки. Крім того, у цьому корпусі використовується фліп-чіп високої щільності для реалізації з’єднання між кремнієвим чіпом і носієм, тому TBGA має багато переваг, таких як низький рівень шуму сигналу, оскільки коефіцієнт теплового розширення TCE друкованої плати та армуючий шар у пакеті TBGA в основному збігається один з одним. Тому вплив на надійність паяних з'єднань TBGA після складання не великий. Основна проблема, яка виникає при упаковці TBGA, полягає в впливі вологопоглинання упаковки. Проблема, з якою стикаються програми TBGA, полягає в тому, як зайняти місце в області електронного складання. По-перше, надійність TBGA повинна бути доведена в середовищі масового виробництва, а по-друге, вартість упаковки TBGA повинна бути порівнянна з упаковкою PBGA. Через складність і відносно високу вартість упаковки TBGA, TBGA в основному використовуються у високопродуктивних електронних продуктах з великою кількістю вводів/виводів. 2 Перекидний чіп: на відміну від інших пристроїв для поверхневого монтажу, перекидний чіп не має упаковки, а масив з’єднань розподілено на поверхні кремнієвого чіпа, замінюючи форму з’єднання проводів, а кремнієвий чіп монтується безпосередньо на друкованій платі в перевернутий спосіб. Перекидному чіпу більше не потрібно виводити клеми вводу/виводу від кремнієвого чіпа до навколишнього середовища, довжина з’єднання значно скорочується, затримка RC зменшується, а електричні характеристики значно покращуються. Існує три основних типи з'єднань фліп-чіп: C4, DC4 іFCAA.