Màquina de reballatge BGA Ic

Màquina de retreball BGA d'alta gamma i totalment automàtica que s'utilitza per a aquelles empreses de bord

Incloent, entre d'altres, les fitxes com a continuació:

Els quatre tipus bàsics de BGA es descriuen pel que fa a les seves característiques estructurals i altres aspectes.

1.1 PBGA (Plastic Ball Grid Array) PBGA, comunament conegut com OMPAC (Overmolded Plastic Array Carrier), és el tipus més comú de paquet BGA (vegeu la figura 1). El suport de PBGA és un substrat comú de tauler imprès, com FR-4, resina BT, etc. L'hòstia de silici es connecta a la superfície superior del suport mitjançant unió de filferro i després es modela amb plàstic i una soldadura. La matriu de boles de composició eutèctica (37Pb/63Sn) està connectada a la superfície inferior del portador. La matriu de boles de soldadura es pot distribuir totalment o parcialment a la superfície inferior del dispositiu (vegeu la figura 2). La mida habitual de la bola de soldadura és d'aproximadament 0,75 a 0,89 mm, i el pas de la bola de soldadura és d'1,0mm, 1,27 mm i 1,5 mm.

Figura 2

Els PBGA es poden muntar amb equips i processos de muntatge superficial existents. En primer lloc, la pasta de soldadura del component eutèctic s'imprimeix als coixinets de PCB corresponents mitjançant el mètode d'impressió de plantilla, i després les boles de soldadura PBGA es pressionen a la pasta de soldadura i es reflueixen. És una soldadura eutèctica, de manera que durant el procés de reflux, la bola de soldadura i la pasta de soldadura són eutèctiques. A causa del pes del dispositiu i de l'efecte de la tensió superficial, la bola de soldadura es col·lapsa per reduir l'espai entre la part inferior del dispositiu i la PCB, i la junta de soldadura és el·lipsoide després de la solidificació. Avui en dia, PBGA169 ~ 313 s'han produït en massa i les principals empreses estan desenvolupant constantment productes PBGA amb un major nombre d'E/S. S'espera que el recompte d'E/S arribi a 600 ~ 1000 en els últims dos anys.

Els principals avantatges del paquet PBGA:

① PBGA es pot fabricar amb tecnologia de muntatge i matèries primeres existents, i el cost de tot el paquet és relativament baix. ② En comparació amb els dispositius QFP, és menys susceptible a danys mecànics. ③Aplicable al muntatge electrònic massiu. Els principals reptes de la tecnologia PBGA són garantir la coplanaritat del paquet, reduir l'absorció d'humitat i prevenir el fenomen de les crispetes de blat de moro i resoldre els problemes de fiabilitat causats per l'augment de la mida de la matriu de silici, per a paquets de major nombre d'E/S, la tecnologia PBGA serà més difícil. Atès que el material utilitzat per al suport és el substrat del tauler imprès, el coeficient d'expansió tèrmica (TCE) dels portadors de PCB i PBGA en el muntatge és gairebé el mateix, de manera que durant el procés de soldadura per reflux, gairebé no hi ha cap tensió en el juntes de soldadura i fiabilitat de les juntes de soldadura L'impacte també és menor. El problema que troben avui les aplicacions PBGA és com continuar reduint el cost de l'embalatge PBGA, de manera que PBGA encara pot estalviar diners que QFP en el cas d'un recompte d'E/S inferior.

1.2 CBGA (matriu de graella de boles de ceràmica)

CBGA també s'anomena habitualment SBC (Solder Ball Carrier) i és el segon tipus de paquet BGA (vegeu la figura 3). La hòstia de silici de CBGA està connectada a la superfície superior del suport de ceràmica multicapa. La connexió entre l'hòstia de silici i el suport ceràmic multicapa pot tenir dues formes. El primer és que la capa de circuit de l'hòstia de silici està orientada cap amunt i la connexió es realitza mitjançant soldadura a pressió de filferro metàl·lic. L'altra és que la capa de circuit de l'hòstia de silici mira cap avall, i la connexió entre l'hòstia de silici i el suport es realitza mitjançant una estructura de xip giratori. Un cop finalitzada la connexió de l'hòstia de silici, l'hòstia de silici s'encapsula amb un farciment com ara resina epoxi per millorar la fiabilitat i proporcionar la protecció mecànica necessària. A la superfície inferior del suport de ceràmica, es connecta una matriu de boles de soldadura de 90Pb/1{0Sn. La distribució de la matriu de boles de soldadura es pot distribuir totalment o parcialment. La mida de les boles de soldadura sol ser d'uns 0,89 mm i l'espaiat varia d'una empresa a una altra. Comú d'1,0 mm i 1,27 mm. Els dispositius PBGA també es poden muntar amb equips i processos de muntatge existents, però tot el procés de muntatge és diferent del de PBGA a causa dels diferents components de boles de soldadura de PBGA. La temperatura de refluig de la pasta de soldadura eutèctica utilitzada en el muntatge de PBGA és de 183 graus, mentre que la temperatura de fusió de les boles de soldadura CBGA és d'uns 300 graus. La majoria dels processos de refluig de muntatge superficial existents es reflueixen a 220 graus. A aquesta temperatura de reflux, només es fon la soldadura. pasta, però les boles de soldadura no es fonen. Per tant, per tal de formar bones juntes de soldadura, la quantitat de pasta de soldadura que es perd als coixinets és més gran que la de PBGA. Juntes de soldadura. Després del reflux, la soldadura eutèctica conté les boles de soldadura per formar juntes de soldadura, i les boles de soldadura actuen com a suport rígid, de manera que la bretxa entre la part inferior del dispositiu i la PCB sol ser més gran que la de PBGA. Les juntes de soldadura de CBGA estan formades per dues soldadures de composició Pb/Sn diferents, però la interfície entre la soldadura eutèctica i les boles de soldadura no és òbvia. Normalment, l'anàlisi metal·logràfica de les juntes de soldadura es pot veure a l'àrea d'interfície. Es forma una regió de transició de 90Pb/10Sn a 37Pb/63Sn. Alguns productes han adoptat dispositius empaquetats CBGA amb un recompte d'E/S de 196 a 625, però l'aplicació de CBGA encara no està molt estesa, i el desenvolupament de paquets CBGA amb un recompte d'E/S més elevat també s'ha estancat, principalment a causa de l'existència de Muntatge CBGA. El desajust del coeficient tèrmic d'expansió (TCE) entre el PCB i el suport ceràmic multicapa és un problema que fa que les juntes de soldadura CBGA amb mides de paquet més grans fallin durant el cicle tèrmic. Mitjançant un gran nombre de proves de fiabilitat, s'ha confirmat que els CBGA amb una mida de paquet inferior a 32 mm × 32 mm poden complir les especificacions de prova de cicle tèrmic estàndard de la indústria. El nombre d'E/S de CBGA està limitat a menys de 625. Per als paquets de ceràmica amb una mida superior a 32 mm × 32 mm, s'han de considerar altres tipus de BGA.

Dit 3

Els principals avantatges dels envasos CBGA són: (1) Té excel·lents propietats elèctriques i tèrmiques. (2) Té un bon rendiment de segellat. (3) En comparació amb els dispositius QFP, els CBGA són menys susceptibles a danys mecànics. (4) Adequat per a aplicacions de muntatge electrònic amb números d'E/S superiors a 250. A més, atès que la connexió entre la hòstia de silici de CBGA i la ceràmica multicapa es pot connectar mitjançant un xip giratori, pot aconseguir una densitat d'interconnexió més alta que la connexió de connexió del cable. En molts casos, especialment en aplicacions amb un nombre elevat d'E/S, la mida de silici dels ASIC està limitada per la mida dels coixinets d'unió de filferro. La mida es pot reduir encara més sense sacrificar la funcionalitat, reduint així les despeses. El desenvolupament de la tecnologia CBGA no és gaire difícil, i el seu principal repte és com fer que CBGA sigui àmpliament utilitzat en diversos camps de la indústria del muntatge electrònic. En primer lloc, s'ha de garantir la fiabilitat del paquet CBGA en l'entorn industrial de producció massiva. En segon lloc, el cost del paquet CBGA ha de ser comparable a altres paquets BGA. A causa de la complexitat i el cost relativament elevat de l'embalatge de CBGA, CBGA es limita a productes electrònics amb un alt rendiment i requisits de recompte d'E/S elevats. A més, a causa del pes més gran dels paquets CBGA que altres tipus de paquets BGA, la seva aplicació en productes electrònics portàtils també és limitada.

1.3 CCGA (Ceramic Cloumn Grid Array) CCGA, també conegut com SCC (Solder Column Carrier), és una altra forma de CBGA quan la mida del cos de ceràmica és superior a 32 mm × 32 mm (vegeu la figura 4). La superfície inferior del suport de ceràmica no està connectada a boles de soldadura sinó a pilars de soldadura de 90Pb/10Sn. La matriu de pilars de soldadura es pot distribuir totalment o parcialment. El diàmetre del pilar de soldadura comú és d'uns 0,5 mm i l'alçada és d'uns 2,21 mm. L'espai típic entre matrius de pilars d'1,27 mm. Hi ha dues formes de CCGA, una és que la columna de soldadura i la part inferior de la ceràmica estan connectades per soldadura eutèctica, i l'altra és una estructura fixa de tipus fosa. La columna de soldadura de CCGA pot suportar l'estrès causat pel desajust del coeficient d'expansió tèrmica TCE del PCB i el suport ceràmic. Un gran nombre de proves de fiabilitat han confirmat que CCGA amb una mida de paquet inferior a 44 mm × 44 mm pot complir les especificacions de prova de cicle tèrmic estàndard de la indústria. Els avantatges i desavantatges de CCGA i CBGA són molt similars, l'única diferència òbvia és que els pilars de soldadura de CCGA són més susceptibles a danys mecànics durant el procés de muntatge que les boles de soldadura de CBGA. Alguns productes electrònics han començat a utilitzar paquets CCGA, però els paquets CCGA amb números d'E/S entre 626 i 1225 encara no s'han produït en massa, i els paquets CCGA amb números d'E/S superiors a 2000 encara estan en desenvolupament.

Figura 4

1.4 TBGA (matriu de graella de boles de cinta)

TBGA, també conegut com ATAB (Araay Tape Automated Bonding), és un tipus de paquet relativament nou de BGA (vegeu la figura 6). El suport del TBGA és una cinta de doble capa metàl·lica de coure/poliimida/coure. La superfície superior del portador es distribueix amb cables de coure per a la transmissió del senyal, i l'altre costat s'utilitza com a capa de terra. La connexió entre l'hòstia de silici i el suport es pot realitzar mitjançant la tecnologia Flip-Chip. Un cop finalitzada la connexió entre l'hòstia de silici i el portador, l'hòstia de silici s'encapsula per evitar danys mecànics. Les vies del portador tenen el paper de connectar les dues superfícies i realitzar la transmissió del senyal, i les boles de soldadura es connecten als coixinets mitjançant un procés de microsoldadura similar a la unió de filferro per formar una matriu de boles de soldadura. Una capa de reforç s'enganxa a la superfície superior del suport per proporcionar rigidesa al paquet i garantir la coplanaritat del paquet. Generalment, el dissipador de calor està connectat a la part posterior del xip flip amb un adhesiu conductor tèrmic per proporcionar bones característiques tèrmiques al paquet. La composició de la bola de soldadura de TBGA és de 90Pb/10Sn, el diàmetre de la bola de soldadura és d'uns 0,65 mm i els passos típics de la matriu de boles de soldadura són 1,0 mm, 1,27 mm i 1,5 mm. El conjunt entre TBGA i PCB és una soldadura eutèctica de 63Sn / 37Pb. Els TBGA també es poden muntar utilitzant equips de muntatge superficial existents i processos que utilitzen mètodes de muntatge similars als CBGA. Actualment, el nombre d'E/S en el paquet TBGA d'ús habitual és inferior a 448. S'han llançat productes com el TBGA736 i algunes grans empreses estrangeres estan desenvolupant TBGA amb un nombre d'E/S superior a 1000. Els avantatges del Els paquets TBGA són: ① És més lleuger i més petit que la majoria dels altres tipus de paquets BGA (especialment el paquet amb un nombre d'E/S més elevat). ② Té millors propietats elèctriques que els paquets QFP i PBGA. ③ Adequat per a muntatge electrònic massiu. A més, aquest paquet utilitza una forma de xip d'alta densitat per realitzar la connexió entre el xip de silici i el portador, de manera que TBGA té molts avantatges, com ara un baix soroll del senyal, perquè el coeficient d'expansió tèrmica TCE del tauler imprès i el La capa de reforç del paquet TBGA bàsicament coincideix entre si. Per tant, l'impacte en la fiabilitat de les juntes de soldadura TBGA després del muntatge no és gran. El principal problema que es troba en els envasos TBGA és l'impacte de l'absorció d'humitat en els envasos. El problema amb què es troben les aplicacions TBGA és com ocupar-se en el camp del muntatge electrònic. En primer lloc, la fiabilitat de TBGA s'ha de demostrar en un entorn de producció massiva i, en segon lloc, el cost de l'embalatge TBGA ha de ser comparable a l'embalatge PBGA. A causa de la complexitat i el cost d'embalatge relativament elevat dels TBGA, els TBGA s'utilitzen principalment en productes electrònics d'alt rendiment i de gran nombre d'I/O. 2 Flip Xip: A diferència d'altres dispositius de muntatge superficial, el xip flip no té cap paquet, i la matriu d'interconnexió es distribueix a la superfície del xip de silici, substituint la forma de connexió d'unió de cable, i el xip de silici es munta directament a la PCB en un manera invertida. El xip flip ja no necessita conduir els terminals d'E/S del xip de silici a l'entorn, la longitud de la interconnexió s'escurça molt, el retard RC es redueix i el rendiment elèctric es millora efectivament. Hi ha tres tipus principals de connexions flip-chip: C4, DC4 iFCAA.