Mesin Reballing Ic BGA

Mesin kerja semula BGA mewah dan automatik sepenuhnya yang digunakan untuk syarikat-syarikat corss-boarder tersebut

Termasuk tetapi tidak terhad kepada cip tersebut seperti di bawah:

Empat jenis asas BGA diterangkan dari segi ciri strukturnya dan aspek lain.

1.1 PBGA (Plastic Ball Grid Array) PBGA, biasanya dikenali sebagai OMPAC (Overmolded Plastic Array Carrier), ialah jenis pakej BGA yang paling biasa (lihat Rajah 1). Pembawa PBGA ialah substrat papan bercetak biasa, seperti FR-4, resin BT, dsb. Wafer silikon disambungkan ke permukaan atas pembawa melalui ikatan wayar, dan kemudian diacu dengan plastik dan pateri susunan bola komposisi eutektik (37Pb/63Sn) disambungkan ke permukaan bawah pembawa. Susunan bola pateri boleh diagihkan sepenuhnya atau sebahagiannya pada permukaan bawah peranti (lihat Rajah 2). Saiz bola pateri biasa ialah kira-kira 0.75 hingga 0.89mm dan padang bola pateri ialah 1.0mm, 1.27mm dan 1.5mm.

Rajah 2

PBGA boleh dipasang dengan peralatan dan proses pelekap permukaan sedia ada. Pertama, pes pateri komponen eutektik dicetak pada pad PCB yang sepadan dengan kaedah percetakan stensil, dan kemudian bola pateri PBGA ditekan ke dalam pes pateri dan dialirkan semula. Ia adalah pateri eutektik, jadi semasa proses pengaliran semula, bola pateri dan pes pateri adalah eutektik. Disebabkan berat peranti dan kesan ketegangan permukaan, bola pateri runtuh untuk mengurangkan jurang antara bahagian bawah peranti dan PCB, dan sambungan pateri adalah ellipsoid selepas pemejalan. Hari ini, PBGA169~313 telah dikeluarkan secara besar-besaran, dan syarikat utama sentiasa membangunkan produk PBGA dengan kiraan I/O yang lebih tinggi. Kiraan I/O dijangka mencecah 600~1000 dalam tempoh dua tahun yang lalu.

Kelebihan utama pakej PBGA:

① PBGA boleh dihasilkan menggunakan teknologi pemasangan dan bahan mentah sedia ada, dan kos keseluruhan pakej adalah agak rendah. ② Berbanding dengan peranti QFP, ia kurang terdedah kepada kerosakan mekanikal. ③Berlaku untuk pemasangan elektronik massa. Cabaran utama teknologi PBGA adalah untuk memastikan kesesuaian pakej, mengurangkan penyerapan lembapan dan mencegah fenomena "popcorn" dan menyelesaikan masalah kebolehpercayaan yang disebabkan oleh peningkatan saiz cetakan silikon, untuk pakej kiraan I/O yang lebih tinggi, teknologi PBGA akan menjadi lebih sukar. Oleh kerana bahan yang digunakan untuk pembawa adalah substrat papan bercetak, pekali pengembangan terma (TCE) pembawa PCB dan PBGA dalam pemasangan adalah hampir sama, jadi semasa proses pematerian aliran semula, hampir tiada tekanan pada sambungan pateri, dan kebolehpercayaan sambungan pateri Kesannya juga lebih kecil. Masalah yang dihadapi oleh aplikasi PBGA hari ini ialah bagaimana untuk terus mengurangkan kos pembungkusan PBGA, supaya PBGA masih boleh menjimatkan wang daripada QFP dalam kes kiraan I/O yang lebih rendah.

1.2 CBGA (Susun Grid Bola Seramik)

CBGA juga biasanya dirujuk sebagai SBC (Solder Ball Carrier) dan merupakan jenis kedua pakej BGA (lihat Rajah 3). Wafer silikon CBGA disambungkan ke permukaan atas pembawa seramik berbilang lapisan. Sambungan antara wafer silikon dan pembawa seramik berbilang lapisan boleh dalam dua bentuk. Yang pertama ialah lapisan litar wafer silikon menghadap ke atas, dan sambungan direalisasikan oleh kimpalan tekanan wayar logam. Yang lain ialah lapisan litar wafer silikon menghadap ke bawah, dan sambungan antara wafer silikon dan pembawa direalisasikan oleh struktur cip flip. Selepas sambungan wafer silikon selesai, wafer silikon dikapsulkan dengan pengisi seperti resin epoksi untuk meningkatkan kebolehpercayaan dan memberikan perlindungan mekanikal yang diperlukan. Pada permukaan bawah pembawa seramik, tatasusunan bola pateri 90Pb/10Sn disambungkan. Pengagihan susunan bola pateri boleh diedarkan sepenuhnya atau diedarkan sebahagian. Saiz bola pateri biasanya kira-kira 0.89mm, dan jarak berbeza dari syarikat ke syarikat. Biasa 1.0mm dan 1.27mm. Peranti PBGA juga boleh dipasang dengan peralatan dan proses pemasangan sedia ada, tetapi keseluruhan proses pemasangan berbeza daripada PBGA kerana komponen bola pateri yang berbeza daripada PBGA. Suhu pengaliran semula pes pateri eutektik yang digunakan dalam pemasangan PBGA ialah 183 darjah, manakala suhu lebur bebola pateri CBGA adalah kira-kira 300 darjah. Kebanyakan proses pengaliran semula pelekap permukaan sedia ada dialirkan semula pada 220 darjah. Pada suhu aliran semula ini, hanya pateri yang cair. tampal, tetapi bola pateri tidak cair. Oleh itu, untuk membentuk sambungan pateri yang baik, jumlah pes pateri yang terlepas pada pad adalah lebih besar daripada PBGA. Sambungan pateri. Selepas pengaliran semula, pateri eutektik mengandungi bola pateri untuk membentuk sambungan pateri, dan bola pateri bertindak sebagai sokongan tegar, jadi jurang antara bahagian bawah peranti dan PCB biasanya lebih besar daripada PBGA. Sambungan pateri CBGA dibentuk oleh dua pemateri komposisi Pb/Sn yang berbeza, tetapi antara muka antara pateri eutektik dan bola pateri sebenarnya tidak jelas. Biasanya, analisis metalografi sambungan pateri boleh dilihat di kawasan antara muka. Kawasan peralihan terbentuk daripada 90Pb/10Sn kepada 37Pb/63Sn. Sesetengah produk telah menggunakan peranti berpakej CBGA dengan kiraan I/O 196 hingga 625, tetapi aplikasi CBGA masih belum meluas, dan pembangunan pakej CBGA dengan kiraan I/O yang lebih tinggi juga telah terbantut, terutamanya disebabkan oleh kewujudan Perhimpunan CBGA. Pekali pengembangan haba (TCE) tidak padan antara PCB dan pembawa seramik berbilang lapisan adalah masalah yang menyebabkan sambungan pateri CBGA dengan saiz pakej yang lebih besar gagal semasa kitaran haba. Melalui sebilangan besar ujian kebolehpercayaan, telah disahkan bahawa CBGA dengan saiz pakej yang lebih kecil daripada 32mm × 32mm boleh memenuhi spesifikasi ujian kitaran haba standard industri. Bilangan I/O CBGA dihadkan kepada kurang daripada 625. Untuk bungkusan seramik dengan saiz lebih daripada 32mm×32mm, jenis BGA lain mesti dipertimbangkan.

Jari 3

Kelebihan utama pembungkusan CBGA ialah: (1) Ia mempunyai sifat elektrik dan haba yang sangat baik. (2) Ia mempunyai prestasi pengedap yang baik. (3) Berbanding dengan peranti QFP, CBGA kurang terdedah kepada kerosakan mekanikal. (4) Sesuai untuk aplikasi pemasangan elektronik dengan nombor I/O lebih daripada 250. Di samping itu, kerana sambungan antara wafer silikon CBGA dan seramik berbilang lapisan boleh disambungkan dengan cip flip, ia boleh mencapai ketumpatan sambungan yang lebih tinggi. daripada sambungan ikatan wayar. Dalam banyak kes, terutamanya dalam aplikasi dengan kiraan I/O yang tinggi, saiz silikon ASIC dihadkan oleh saiz pad ikatan wayar. Saiz boleh dikurangkan lagi tanpa mengorbankan fungsi, dengan itu mengurangkan perbelanjaan. Pembangunan teknologi CBGA tidak begitu sukar, dan cabaran utamanya ialah bagaimana menjadikan CBGA digunakan secara meluas dalam pelbagai bidang industri pemasangan elektronik. Pertama, kebolehpercayaan pakej CBGA dalam persekitaran perindustrian pengeluaran besar-besaran mesti dijamin. Kedua, kos pakej CBGA mestilah setanding dengan pakej BGA yang lain. Disebabkan oleh kerumitan dan kos pembungkusan CBGA yang agak tinggi, CBGA terhad kepada produk elektronik dengan prestasi tinggi dan keperluan kiraan I/O yang tinggi. Di samping itu, disebabkan berat pakej CBGA yang lebih berat daripada jenis pakej BGA yang lain, aplikasinya dalam produk elektronik mudah alih juga terhad.

1.3 CCGA (Ceramic Cloumn Grid Array) CCGA, juga dikenali sebagai SCC (Solder Column Carrier), ialah satu lagi bentuk CBGA apabila saiz badan seramik lebih besar daripada 32mm × 32mm (lihat Rajah 4). Permukaan bawah pembawa seramik tidak disambungkan kepada bola pateri tetapi pada tiang pateri 90Pb/10Sn. Tatasusunan tiang pateri boleh diedarkan sepenuhnya atau diedarkan sebahagian. Diameter tiang pateri biasa adalah kira-kira 0.5mm dan ketinggian adalah kira-kira 2.21mm. Jarak biasa antara tatasusunan tiang 1.27mm. Terdapat dua bentuk CCGA, satu ialah lajur pateri dan bahagian bawah seramik disambungkan oleh pateri eutektik, dan satu lagi ialah struktur tetap jenis tuang. Lajur pateri CCGA boleh menahan tegasan yang disebabkan oleh ketidakpadanan pekali pengembangan terma TCE PCB dan pembawa seramik. Sebilangan besar ujian kebolehpercayaan telah mengesahkan bahawa CCGA dengan saiz pakej kurang daripada 44mm × 44mm boleh memenuhi spesifikasi ujian kitaran haba standard industri. Kelebihan dan kekurangan CCGA dan CBGA adalah sangat serupa, satu-satunya perbezaan yang jelas ialah tiang pateri CCGA lebih terdedah kepada kerosakan mekanikal semasa proses pemasangan berbanding bola pateri CBGA. Sesetengah produk elektronik telah mula menggunakan pakej CCGA, tetapi pakej CCGA dengan nombor I/O antara 626 dan 1225 belum lagi dihasilkan secara besar-besaran, dan pakej CCGA dengan nombor I/O lebih daripada 2000 masih dalam pembangunan.

Rajah 4

1.4 TBGA (Susun Grid Bola Pita)

TBGA, juga dikenali sebagai ATAB (Araay Tape Automated Bonding), ialah jenis pakej BGA yang agak baharu (lihat Rajah 6). Pembawa TBGA ialah pita lapisan logam berganda tembaga/polimida/tembaga. Permukaan atas pembawa diedarkan dengan wayar tembaga untuk penghantaran isyarat, dan sisi lain digunakan sebagai lapisan tanah. Sambungan antara wafer silikon dan pembawa boleh direalisasikan dengan teknologi cip flip. Selepas sambungan antara wafer silikon dan pembawa selesai, wafer silikon dikapsulkan untuk mengelakkan kerosakan mekanikal. Vias pada pembawa memainkan peranan untuk menyambungkan dua permukaan dan merealisasikan penghantaran isyarat, dan bola pateri disambungkan ke pad melalui melalui proses kimpalan mikro yang serupa dengan ikatan wayar untuk membentuk susunan bola pateri. Lapisan tetulang dilekatkan pada permukaan atas pembawa untuk memberikan ketegaran pada bungkusan dan memastikan keselarasan bungkusan. Sinki haba biasanya disambungkan ke bahagian belakang cip flip dengan pelekat konduktif terma untuk memberikan ciri terma yang baik kepada bungkusan. Komposisi bola pateri TBGA ialah 90Pb/10Sn, diameter bola pateri ialah kira-kira 0.65mm dan padang tatasusunan bola pateri biasa ialah 1.0mm, 1.27mm dan 1.5 mm. Pemasangan antara TBGA dan PCB ialah pateri eutektik 63Sn/ 37Pb. TBGA juga boleh dipasang menggunakan peralatan pelekap permukaan sedia ada dan proses menggunakan kaedah pemasangan yang serupa dengan CBGA. Pada masa kini, bilangan I/O dalam pakej TBGA yang biasa digunakan adalah kurang daripada 448. Produk seperti TBGA736 telah dilancarkan, dan beberapa syarikat asing yang besar sedang membangunkan TBGA dengan bilangan I/O lebih daripada 1000. Kelebihan Pakej TBGA ialah: ① Ia lebih ringan dan lebih kecil daripada kebanyakan jenis pakej BGA lain (terutamanya pakej dengan kiraan I/O yang lebih tinggi). ②Ia mempunyai sifat elektrik yang lebih baik daripada pakej QFP dan PBGA. ③ Sesuai untuk pemasangan elektronik massa. Selain itu, pakej ini menggunakan bentuk cip flip berketumpatan tinggi untuk merealisasikan hubungan antara cip silikon dan pembawa, supaya TBGA mempunyai banyak kelebihan seperti bunyi isyarat rendah, kerana pekali pengembangan haba TCE papan bercetak dan lapisan tetulang dalam pakej TBGA pada asasnya sepadan antara satu sama lain. Oleh itu, kesan ke atas kebolehpercayaan sambungan pateri TBGA selepas pemasangan tidak besar. Masalah utama yang dihadapi dalam pembungkusan TBGA ialah kesan penyerapan lembapan pada pembungkusan. Masalah yang dihadapi oleh aplikasi TBGA ialah bagaimana untuk mengambil tempat dalam bidang pemasangan elektronik. Pertama, kebolehpercayaan TBGA mesti dibuktikan dalam persekitaran pengeluaran besar-besaran, dan kedua, kos pembungkusan TBGA mestilah setanding dengan pembungkusan PBGA. Disebabkan oleh kerumitan dan kos pembungkusan TBGA yang agak tinggi, TBGA digunakan terutamanya dalam produk elektronik berprestasi tinggi, kiraan I/O tinggi. 2 Cip Flip: Tidak seperti peranti pelekap permukaan yang lain, cip flip tidak mempunyai pakej, dan tatasusunan antara sambungan diedarkan pada permukaan cip silikon, menggantikan bentuk sambungan ikatan wayar, dan cip silikon dipasang terus pada PCB dalam cara songsang. Cip flip tidak lagi perlu mengarah keluar terminal I/O dari cip silikon ke sekeliling, panjang sambungan menjadi sangat singkat, kelewatan RC dikurangkan, dan prestasi elektrik dipertingkatkan dengan berkesan. Terdapat tiga jenis sambungan cip flip utama: C4, DC4 danFCAA.