Mesin Aliran Semula BGA

Mesin kerja semula BGA automatik DH-A2 untuk pelbagai pembaikan cip

1. C4 (Sambungan Cip Runtuh Terkawal Sambungan Cip Runtuh Terkawal)

C4 ialah bentuk yang serupa dengan ultrafine pitch BGA (lihat Rajah 1). Padang umum tatasusunan bola pateri yang disambungkan kepada wafer silikon ialah 0.203-0.254mm, diameter bola pateri ialah 0.102-0.127mm, dan komposisi bola pateri ialah 97Pb/3Sn. Bola pateri ini boleh diagihkan sepenuhnya atau sebahagiannya pada wafer silikon. Memandangkan seramik boleh menahan suhu aliran semula yang lebih tinggi, seramik digunakan sebagai substrat untuk sambungan C4. Biasanya, pad sambungan bersalut Au atau Sn diedarkan terlebih dahulu pada permukaan seramik, dan kemudian sambungan flip-cip dalam bentuk C4 dilakukan. Sambungan C4 tidak boleh digunakan, dan peralatan dan proses pemasangan sedia ada boleh digunakan untuk pemasangan kerana suhu lebur bola pateri 97Pb/3Sn ialah 320 darjah, dan tiada komposisi pemateri lain dalam struktur sambung menggunakan sambungan C4 . Dalam sambungan C4, bukannya kebocoran tampal pateri, pencetakan fluks suhu tinggi digunakan. Pertama, fluks suhu tinggi dicetak pada pad substrat atau bola pateri wafer silikon, dan kemudian bola pateri pada wafer silikon dan Pad yang sepadan pada substrat diselaraskan dengan tepat, dan lekatan yang mencukupi disediakan oleh fluks untuk mengekalkan kedudukan relatif sehingga pematerian aliran semula selesai. Suhu pengaliran semula yang digunakan untuk sambungan C4 ialah 360 darjah . Pada suhu ini, bebola pateri cair dan wafer silikon berada dalam keadaan "tergantung". Disebabkan oleh tegangan permukaan pateri, wafer silikon secara automatik akan membetulkan kedudukan relatif bola pateri dan pad, dan akhirnya pateri akan runtuh. pada ketinggian tertentu untuk membentuk titik sambungan. Kaedah sambungan C4 digunakan terutamanya dalam pakej CBGA dan CCGA. Selain itu, beberapa pengeluar turut menggunakan teknologi ini dalam aplikasi modul berbilang cip seramik (MCM-C). Bilangan I/O yang menggunakan sambungan C4 hari ini adalah kurang daripada 1500, dan sesetengah syarikat menjangka untuk membangunkan I/O melebihi 3000. Kelebihan sambungan C4 ialah: (1) Ia mempunyai sifat elektrik dan haba yang sangat baik. (2) Dalam kes padang bola sederhana, kiraan I/O boleh menjadi sangat tinggi. (3) Tidak terhad oleh saiz pad. (4) Ia boleh sesuai untuk pengeluaran besar-besaran. (5) Saiz dan berat boleh dikurangkan dengan banyak. Di samping itu, sambungan C4 hanya mempunyai satu antara muka sambung antara wafer silikon dan substrat, yang boleh menyediakan laluan penghantaran isyarat yang paling pendek dan paling sedikit gangguan, dan bilangan antara muka yang berkurangan menjadikan struktur lebih mudah dan lebih dipercayai. Masih terdapat banyak cabaran teknikal dalam sambungan C4, dan masih sukar untuk benar-benar menerapkannya pada produk elektronik. Sambungan C4 hanya boleh digunakan pada substrat seramik dan ia akan digunakan secara meluas dalam produk berprestasi tinggi, kiraan I/O tinggi, seperti CBGA, CCGA dan MCM-C.

Rajah 1

2 DCA (Lampiran Cip Langsung)

Sama seperti C4, DCA ialah sambungan padang ultra-halus (lihat Rajah 2). Wafer silikon DCA dan wafer silikon dalam sambungan C4 mempunyai struktur yang sama. Perbezaan antara keduanya terletak pada pilihan substrat. Substrat yang digunakan dalam DCA adalah bahan cetakan biasa. Komposisi bola pateri DCA ialah 97Pb/3Sn, dan pateri pada pad sambungan ialah pateri eutektik (37Pb/63Sn). Untuk DCA, memandangkan jaraknya hanya 0.203-0.254mm, agak sukar untuk pateri eutektik bocor ke pad sambungan, jadi bukannya cetakan tampal pateri, pateri plumbum timah disadur pada bahagian atas pad sambungan sebelum pemasangan. Isipadu pateri pada pad adalah sangat ketat, biasanya lebih pateri daripada komponen pic ultra-halus lain. Pateri dengan ketebalan 0.051-0.102mm pada pad sambungan biasanya berbentuk kubah sedikit kerana ia bersalut pra. Ia mesti diratakan sebelum tampalan, jika tidak, ia akan menjejaskan penjajaran boleh dipercayai bola pateri dan pad.

Rajah 2

Sambungan jenis ini boleh dicapai dengan peralatan dan proses pelekap permukaan sedia ada. Mula-mula, fluks disalurkan ke wafer silikon dengan mencetak, kemudian wafer dipasang dan akhirnya dialirkan semula. Suhu pengaliran semula yang digunakan dalam pemasangan DCA adalah kira-kira 220 darjah, yang lebih rendah daripada takat lebur bebola pateri tetapi lebih tinggi daripada takat lebur pateri eutektik pada pad sambungan. Bola pateri pada cip silikon bertindak sebagai penyokong tegar. Sambungan sambungan pateri terbentuk antara bola dan pad. Untuk sambungan pateri yang dibentuk dengan dua komposisi Pb/Sn yang berbeza, antara muka antara dua pemateri sebenarnya tidak jelas dalam sambungan pateri, tetapi kawasan peralihan yang lancar daripada 97Pb/3Sn kepada 37Pb/63Sn terbentuk. Oleh kerana sokongan tegar bola pateri, bola pateri tidak "runtuh" ​​dalam pemasangan DCA, tetapi juga mempunyai sifat pembetulan sendiri. DCA telah mula digunakan, bilangan I/O terutamanya di bawah 350, dan beberapa syarikat merancang untuk membangunkan lebih daripada 500 I/O. Dorongan untuk pembangunan teknologi ini bukanlah kiraan I/O yang lebih tinggi, tetapi terutamanya pengurangan saiz, berat dan kos. Ciri-ciri DCA sangat serupa dengan C4. Memandangkan DCA boleh menggunakan teknologi pelekap permukaan sedia ada untuk merealisasikan sambungan dengan PCB, terdapat banyak aplikasi yang boleh menggunakan teknologi ini, terutamanya dalam aplikasi produk elektronik mudah alih. Walau bagaimanapun, kelebihan teknologi DCA tidak boleh dibesar-besarkan. Masih terdapat banyak cabaran teknikal dalam pembangunan teknologi DCA. Tidak banyak pemasang menggunakan teknologi ini dalam pengeluaran sebenar, dan mereka semua cuba meningkatkan tahap teknologi untuk mengembangkan aplikasi DCA. Oleh kerana sambungan DCA memindahkan kerumitan berkaitan ketumpatan tinggi tersebut kepada PCB, ia meningkatkan kesukaran pembuatan PCB. Di samping itu, terdapat beberapa pengeluar yang mengkhususkan diri dalam pengeluaran wafer silikon dengan bola pateri. Masih terdapat banyak masalah yang patut diberi perhatian, dan hanya apabila masalah ini diselesaikan barulah pembangunan teknologi DCA dapat dipromosikan.

3. FCAA (Flip Chip Adhesive Attachment) Terdapat banyak bentuk sambungan FCAA, dan ia masih dalam peringkat awal pembangunan. Sambungan antara wafer silikon dan substrat tidak menggunakan pateri, sebaliknya gam. Bahagian bawah cip silikon dalam sambungan ini boleh mempunyai bebola pateri atau struktur seperti benjolan pateri. Pelekat yang digunakan dalam FCAA termasuk jenis isotropik dan anisotropik, bergantung pada keadaan sambungan dalam aplikasi sebenar. Di samping itu, pemilihan substrat biasanya termasuk seramik, bahan papan bercetak dan papan litar fleksibel. Teknologi ini masih belum matang dan tidak akan dihuraikan lebih lanjut di sini.