BGA Ic Reballing vél

Hágæða og fullsjálfvirk BGA endurvinnsluvél notuð fyrir þessi corss-boarder fyrirtæki

Þar með talið en ekki takmarkað við þessar franskar eins og hér að neðan:

Fjórum grunntegundum BGA er lýst með tilliti til byggingareiginleika þeirra og annarra þátta.

1.1 PBGA (Plastic Ball Grid Array) PBGA, almennt þekktur sem OMPAC (Overmolded Plastic Array Carrier), er algengasta gerð BGA pakka (sjá mynd 1). Flytjandi PBGA er algengt undirlag á prentuðu borði, svo sem FR-4, BT plastefni, osfrv. Kísilskífan er tengd við efra yfirborð burðarefnisins með vírbindingu og síðan mótuð með plasti og lóðmálmi. kúluflokkur af eutectic samsetningu (37Pb/63Sn) er tengdur við neðra yfirborð burðarefnisins. Hægt er að dreifa lóðmálmboltanum að fullu eða að hluta til á botnflöt tækisins (sjá mynd 2). Venjuleg stærð lóðmálmúlunnar er um það bil 0.75 til 0.89 mm og lóðmálmboltahæðin er 1.0mm, 1.27mm og 1.5mm.

Mynd 2

PBGA er hægt að setja saman með núverandi yfirborðsfestingarbúnaði og ferlum. Fyrst er eutectic lóðmálmur líma prentað á samsvarandi PCB púða með stencil prentunaraðferð, og síðan er PBGA lóðmálmur kúlur þrýst inn í lóðmálmur líma og flæði aftur. Það er eutectic lóðmálmur, þannig að meðan á endurflæðisferlinu stendur eru lóðmálmboltinn og lóðmálmur eutectic. Vegna þyngdar tækisins og áhrifa yfirborðsspennu, hrynur lóðmálmboltinn saman til að minnka bilið milli botns tækisins og PCB og lóðmálmur er sporbaug eftir storknun. Í dag hafa PBGA169 ~ 313 verið fjöldaframleiddir og stór fyrirtæki eru stöðugt að þróa PBGA vörur með hærri I/O tölum. Búist er við að I/O talningin nái 600 ~ 1000 á undanförnum tveimur árum.

Helstu kostir PBGA pakkans:

① PBGA er hægt að framleiða með því að nota núverandi samsetningartækni og hráefni og kostnaður við allan pakkann er tiltölulega lágur. ② Í samanburði við QFP tæki er það minna viðkvæmt fyrir vélrænni skemmdum. ③ Gildir um fjölda rafeindasamsetningar. Helstu áskoranir PBGA tækni eru að tryggja samplanarity pakkans, draga úr rakaupptöku og koma í veg fyrir "poppkorn" fyrirbæri og leysa áreiðanleikavandamálin sem stafa af aukinni kísildeyjastærð, fyrir hærri I/O fjölda pakka verður PBGA tækni erfiðari. Þar sem efnið sem notað er fyrir burðarefnið er undirlagið á prentuðu borðinu, er hitaþenslustuðullinn (TCE) PCB og PBGA burðarefnanna í samsetningunni næstum sá sami, þannig að meðan á endurrennslislóðunarferlinu stendur er nánast ekkert álag á lóðmálmsliðir, og áreiðanleiki lóðaliða Álagið er líka minna. Vandamálið sem PBGA forrit lenda í í dag er hvernig á að halda áfram að draga úr kostnaði við PBGA umbúðir, þannig að PBGA geti samt sparað peninga en QFP ef um er að ræða lægri I/O fjölda.

1.2 CBGA (keramikboltakerfi)

CBGA er einnig almennt nefnt SBC (Solder Ball Carrier) og er önnur gerð BGA pakka (sjá mynd 3). Kísilskífa CBGA er tengd efra yfirborði margra laga keramikburðarins. Tengingin á milli kísilskúffunnar og marglaga keramikburðarins getur verið í tvennu formi. Í fyrsta lagi er hringrásarlagið á kísilskífunni snýr upp og tengingin er að veruleika með málmvírþrýstingssuðu. Hitt er að hringrásarlagið á kísilskífunni snýr niður og tengingin milli kísilskífunnar og burðarefnisins er gerð með flip-chip uppbyggingu. Eftir að kísilskífutengingunni er lokið er kísilskúffan hjúpuð með fylliefni eins og epoxýplastefni til að bæta áreiðanleika og veita nauðsynlega vélrænni vernd. Á neðra yfirborði keramikburðarins er 90Pb/10Sn lóðmálskúlufylki tengd. Dreifingu lóðmálmúlunnar er hægt að dreifa að fullu eða að hluta til. Stærð lóðmálmúlanna er venjulega um 0,89 mm og bilið er mismunandi eftir fyrirtækjum. Algengt 1,0 mm og 1,27 mm. Einnig er hægt að setja PBGA tæki saman með núverandi samsetningarbúnaði og ferlum, en allt samsetningarferlið er frábrugðið því sem er í PBGA vegna mismunandi lóðaboltahluta frá PBGA. Endurstreymishitastig eutectic lóðmálma sem notað er í PBGA samsetningu er 183 gráður, en bræðsluhiti CBGA lóðmálmbolta er um 300 gráður. Flest núverandi yfirborðsfestingar endurrennslisferli eru endurflæði í 220 gráður. Við þetta endurflæðishitastig er aðeins lóðmálmur brætt. líma, en lóðmálmúlurnar eru ekki bráðnar. Þess vegna, til þess að mynda góðar lóðmálmur, er magn lóðmálma sem vantar á púðana meira en PBGA. Lóðasamskeyti. Eftir endurflæði inniheldur eutectic lóðmálmið lóðmálmúlurnar til að mynda lóðmálmsliði og lóðmálmúlurnar virka sem stífur stuðningur, þannig að bilið á milli botns tækisins og PCB er venjulega stærra en PBGA. Lóðasamskeyti CBGA eru mynduð af tveimur mismunandi Pb/Sn samsetningum lóðum, en snertifletið milli eutectic lóðmálmsins og lóðarkúlanna er í raun ekki augljóst. Venjulega má sjá málmgreiningu á lóðmálmum á viðmótssvæðinu. Umbreytingarsvæði myndast frá 90Pb/10Sn til 37Pb/63Sn. Sumar vörur hafa tekið upp CBGA pakkað tæki með I/O fjölda 196 til 625, en notkun CBGA er ekki enn útbreidd og þróun CBGA pakka með hærri I/O fjölda hefur einnig staðnað, aðallega vegna tilvistar CBGA samsetning. Hitaþenslustuðullinn (TCE) ósamræmi milli PCB og fjöllaga keramikburðarins er vandamál sem veldur því að CBGA lóðmálmur með stærri pakkningastærðum bilar meðan á hitauppstreymi stendur. Með fjölda áreiðanleikaprófa hefur verið staðfest að CBGAs með pakkningastærð minni en 32mm × 32mm geta uppfyllt iðnaðarstaðlaðar hitauppstreymiprófunarforskriftir. Fjöldi inn/úta CBGA er takmarkaður við færri en 625. Fyrir keramikpakkningar með stærð meira en 32mm×32mm, þarf að huga að öðrum gerðum BGA.

Fingur 3

Helstu kostir CBGA umbúða eru: (1) Það hefur framúrskarandi rafmagns- og hitaeiginleika. (2) Það hefur góða þéttingargetu. (3) Í samanburði við QFP tæki eru CBGA minna viðkvæm fyrir vélrænni skemmdum. (4) Hentar fyrir rafeindasamsetningarforrit með I/O númerum sem eru hærri en 250. Þar að auki, þar sem tengingin milli kísilskífunnar á CBGA og fjöllaga keramiksins er hægt að tengja með flip-flís, getur það náð meiri samtengingarþéttleika en vírtengitengingin. Í mörgum tilfellum, sérstaklega í forritum með háa I/O fjölda, er kísilstærð ASICs takmörkuð af stærð vírtengipúðanna. Hægt er að minnka stærðina enn frekar án þess að fórna virkni og draga þannig úr kostnaði. Þróun CBGA tækni er ekki mjög erfið og helsta áskorun hennar er hvernig á að gera CBGA mikið notað á ýmsum sviðum rafeindasamsetningariðnaðarins. Í fyrsta lagi verður að tryggja áreiðanleika CBGA pakkans í iðnaðarumhverfi fjöldaframleiðslu. Í öðru lagi verður kostnaður við CBGA pakkann að vera sambærilegur við aðra BGA pakka. Vegna þess hversu flókið og tiltölulega há kostnaður við CBGA umbúðir er, er CBGA takmörkuð við rafeindavörur með mikla afköst og miklar kröfur um I/O talningu. Að auki, vegna þyngri þyngdar CBGA pakka en annarra tegunda BGA pakka, er notkun þeirra í flytjanlegum rafeindavörum einnig takmörkuð.

1.3 CCGA (Ceramic Cloumn Grid Array) CCGA, einnig þekkt sem SCC (Solder Column Carrier), er önnur tegund af CBGA þegar stærð keramikhlutans er stærri en 32 mm × 32 mm (sjá mynd 4). Neðra yfirborð keramikburðarins er ekki tengt við lóðarkúlur heldur 90Pb/10Sn lóðmálmsúlur. Hægt er að dreifa lóðmálmstólpaflokknum að fullu eða að hluta til. Þvermál lóðmálmsúlunnar er um 0,5 mm og hæðin er um 2,21 mm. Dæmigert bil á milli stólpaflokka er 1,27 mm. Það eru tvær tegundir af CCGA, önnur er sú að lóðmálmsúlan og botn keramiksins eru tengdir með eutectic lóðmálmur, og hin er steypugerð föst uppbygging. Lóðmálmssúlan á CCGA þolir álagið sem stafar af ósamræmi á hitaþenslustuðlinum TCE PCB og keramikburðar. Mikill fjöldi áreiðanleikaprófa hefur staðfest að CCGA með pakkningastærð minni en 44 mm × 44 mm getur uppfyllt iðnaðarstaðlaða hitauppstreymiprófunarforskriftina. Kostir og gallar CCGA og CBGA eru mjög svipaðir, eini augljósi munurinn er sá að lóðmálmsstoðir CCGA eru næmari fyrir vélrænni skemmdum meðan á samsetningarferlinu stendur en lóðakúlur CBGA. Sumar rafeindavörur eru farnar að nota CCGA-pakka, en CCGA-pakkar með I/O-númerum á milli 626 og 1225 hafa ekki enn verið fjöldaframleiddir og CCGA-pakkar með I/O-númerum yfir 2000 eru enn í þróun.

Mynd 4

1,4 TBGA (tape Ball Grid Array)

TBGA, einnig þekkt sem ATAB (Araay Tape Automated Bonding), er tiltölulega ný pakkategund af BGA (sjá mynd 6). Flytjandi TBGA er kopar/pólýímíð/kopar tvöfalt málmlagsband. Efri yfirborð burðarefnisins er dreift með koparvírum fyrir merkjasendingu og hin hliðin er notuð sem jarðlag. Tengingin milli kísilskúffunnar og burðarefnisins er hægt að gera með flip-chip tækni. Eftir að tengingu milli kísilskúffunnar og burðarefnisins er lokið, er kísilskúffan hjúpuð til að koma í veg fyrir vélrænan skaða. Göturnar á burðartækinu gegna því hlutverki að tengja saman yfirborðin tvö og gera merkjasendingu grein fyrir og lóðmálmúlurnar eru tengdar við gegnum púðana í gegnum örsuðuferli svipað og vírtengingu til að mynda lóðarkúlufylki. Styrkingarlag er límt á efsta yfirborð burðarefnisins til að veita stífni í pakkanum og tryggja samsléttu pakkans. Hitavaskurinn er almennt tengdur við bakhlið flísarinnar með hitaleiðandi lími til að veita pakkanum góða hitaeiginleika. Lóðmálskúlusamsetning TBGA er 90Pb/10Sn, þvermál lóðmálmúlunnar er um 0,65 mm og dæmigerðir lóðarkúlur eru 1,0 mm, 1,27 mm og 1,5 mm mm. Samsetningin milli TBGA og PCB er 63Sn/37Pb eutectic lóðmálmur. TBGA er einnig hægt að setja saman með því að nota núverandi yfirborðsfestingarbúnað og ferli með svipuðum samsetningaraðferðum og CBGA. Nú á dögum er fjöldi I/Os í algengum TBGA pakkanum færri en 448. Vörur eins og TBGA736 hafa verið settar á markað og nokkur stór erlend fyrirtæki eru að þróa TBGA með fjölda I/Os fleiri en 1000. Kostir TBGA pakkarnir eru: ① Hann er léttari og minni en flestar aðrar tegundir BGA pakka (sérstaklega pakkinn með hærri I/O fjölda). ②Það hefur betri rafmagnseiginleika en QFP og PBGA pakkar. ③ Hentar fyrir fjölda rafeindasamsetningar. Að auki notar þessi pakki háþéttni flip-flís form til að átta sig á tengingunni milli kísilflögunnar og burðarbúnaðarins, þannig að TBGA hefur marga kosti eins og lágan merkjahljóð, vegna þess að hitastækkunarstuðullinn TCE á prentuðu borðinu og styrkingarlag í TBGA pakkanum passa í grundvallaratriðum hvert við annað. Þess vegna eru áhrifin á áreiðanleika TBGA lóðmálmsliða eftir samsetningu ekki mikil. Helsta vandamálið sem kemur upp í TBGA umbúðum er áhrif rakaupptöku á umbúðir. Vandamálið sem TBGA forrit lenda í er hvernig á að taka sæti á sviði rafrænnar samsetningar. Í fyrsta lagi þarf að sanna áreiðanleika TBGA í fjöldaframleiðsluumhverfi og í öðru lagi þarf kostnaður við TBGA umbúðir að vera sambærilegur við PBGA umbúðir. Vegna flókins og tiltölulega hás umbúðakostnaðar TBGA eru TBGA aðallega notaðar í afkastamiklum rafeindavörum með mikilli I/O-tölu. 2 Flip Chip: Ólíkt öðrum yfirborðsfestingartækjum, hefur flip flísinn engan pakka og samtengingarflokkurinn er dreift á yfirborð kísilflögunnar, kemur í stað vírtengingarformsins og kísilflögan er beint fest á PCB í öfugsnúinn hátt. Flipflísinn þarf ekki lengur að leiða út I/O skautana frá kísilflögunni til umhverfisins, lengd samtengingarinnar styttist mjög, RC seinkunin minnkar og rafafköst eru í raun bætt. Það eru þrjár megingerðir af flip-chip tengingum: C4, DC4 ogFCAA.