Пакет BGA

З розвитком технології інтеграції, удосконаленням обладнання та використанням технології глибокого субмікронного вимірювання одна за одною з’явилися LSI, VLSI та ULSI. Рівень інтеграції кремнієвих однокристальних мікросхем продовжував зростати, а вимоги до упаковки інтегральних схем стали суворішими. При різкому збільшенні збільшується і споживання електроенергії. Щоб задовольнити потреби розвитку, на базі оригінальних різновидів упаковки було додано новий різновид – упаковка з кульковою сіткою, яка називається BGA (Ball Grid Array Package).

Пам'ять із технологією BGA може збільшити ємність пам'яті в два-три рази, зберігаючи той самий обсяг. Порівняно з TSOP, BGA має менший об’єм, кращі характеристики розсіювання тепла та електричні характеристики. Технологія упаковки BGA значно покращила ємність зберігання на квадратний дюйм. За такої ж ємності об’єм пам’яті, що використовує технологію упаковки BGA, становить лише одну третину від упаковки TSOP; Крім того, порівняно з традиційними методами упаковки TSOP, упаковка BGA Існує швидший і ефективніший спосіб розсіювання тепла.

Термінали вводу/виводу корпусу BGA розподілені під корпусом у вигляді круглих або стовпчастих паяних з’єднань у масиві. Перевага технології BGA полягає в тому, що, незважаючи на збільшення кількості контактів вводу/виводу, відстань між контактами не зменшилася, а збільшилася, таким чином, продуктивність збірки покращилася; хоча його енергоспоживання збільшується, BGA можна зварювати за допомогою методу контрольованого згортання мікросхем, що може покращити його електротермічну продуктивність; товщина і вага зменшені в порівнянні з попередніми технологіями упаковки; паразитні параметри (великий струм, коли амплітуда змінюється, збурення вихідної напруги) зменшується, затримка передачі сигналу мала, а частота використання значно збільшується; збірка може бути компланарним зварюванням, а надійність висока.

Як тільки BGA з'явилася, вона стала найкращим вибором для високої щільності, високопродуктивної, багатофункціональної та великої кількості контактів введення/виведення мікросхем VLSI, таких як процесори та північно-південні мости. Його характеристики:

1. Хоча кількість контактів вводу/виводу зросла, відстань між контактами набагато більша, ніж у QFP, що покращує ефективність складання;

2. Незважаючи на збільшення споживання електроенергії, BGA можна спаяти за допомогою методу контрольованого згортання чіпа, який називається паянням C4, що може покращити його електротермічну продуктивність;

3. Товщина зменшена більш ніж на 1/2, ніж у QFP, а вага зменшена більш ніж на 3/4;

4. Паразитні параметри зменшуються, затримка передачі сигналу мала, а частота використання значно збільшується;

5. Компланарне зварювання може використовуватися для складання з високою надійністю;

6. Упаковка BGA залишається такою ж, як QFP і PGA, займаючи занадто багато площі підкладки;

Крім того, для цього типу переробки BGA, яка також буде легшою:

1. Підкладка PBGA (Plastic BGA): зазвичай багатошарова плата, що складається з 2-4 шарів органічних матеріалів. Серед процесорів серії Intel усі процесори Pentium II, III і IV використовують цей пакет. За останні два роки з'явилася інша форма: тобто IC безпосередньо прив'язана до плати. Його ціна набагато нижча, ніж звичайна ціна, і він зазвичай використовується в іграх та інших сферах, які не мають жорстких вимог до якості.

2. Підкладка CBGA (CeramicBGA): тобто керамічна підкладка. Електричне з'єднання між чіпом і підкладкою зазвичай встановлюється за допомогою фліп-чіпа (скорочено FlipChip, FC). Серед процесорів серії Intel процесори Pentium I, II і Pentium Pro використовували цей пакет.

3. Підкладка FCBGA (FilpChipBGA): тверда багатошарова підкладка.

4. Підкладка TBGA (TapeBGA): підкладка являє собою друковану плату з м’яким шаром 1-2 у формі стрічки.

5. Підкладка CDPBGA (Carity Down PBGA): відноситься до області мікросхеми (також відомої як зона порожнини) з квадратним поглибленням у центрі упаковки.

Пакет BGA

1. Хід процесу пакування PBGA, з’єднаних дротом

① Підготовка підкладки PBGA

Ламінуйте дуже тонку (12~18 мкм товщиною) мідну фольгу з обох боків основної плати BT зі смоли/скла, а потім виконайте свердління та металізацію через отвір. Використовуйте звичайну технологію обробки друкованих плат, щоб створити графіку на обох сторонах підкладки, наприклад зони провідності, електроди та масиви контактів для встановлення кульок припою. Потім додається паяльна маска та наноситься візерунок, щоб відкрити електроди та контактні площадки. Щоб підвищити ефективність виробництва, підкладка зазвичай містить кілька підкладок PBG.

② Процес пакування

Розрідження пластин→вирізання пластин→склеювання матриць→плазмове очищення→склеювання дроту→плазмове очищення→упаковка для формування→складання кульок припою→пайка оплавленням→поверхневе маркування→розділення→остаточна перевірка→упаковка тестового відра

Якщо тест не вдасться, чіп потрібно видалити/відпаяти, тому необхідна переробка машини, як показано нижче: