BGA Ic reballing mashinasi

Yuqori darajadagi va to'liq avtomatik BGA qayta ishlash mashinasi o'sha korss-boarder kompaniyalari uchun ishlatiladi

Quyidagi chiplarni o'z ichiga oladi, lekin ular bilan cheklanmaydi:

BGA ning to'rtta asosiy turi ularning tarkibiy xususiyatlari va boshqa jihatlari bo'yicha tavsiflanadi.

1.1 PBGA (Plastic Ball Grid Array) PBGA, odatda OMPAC (Overmolded Plastic Array Carrier) nomi bilan tanilgan, BGA paketining eng keng tarqalgan turidir (1-rasmga qarang). PBGA tashuvchisi FR -4, BT qatroni va boshqalar kabi keng tarqalgan bosilgan taxta substratidir. Silikon gofret tashuvchining yuqori yuzasiga simli bog'lash orqali ulanadi, so'ngra plastmassa va lehim bilan qoliplanadi. evtektik tarkibli sharlar majmuasi (37Pb/63Sn) tashuvchining pastki yuzasiga ulangan. Lehim to'pi qatori qurilmaning pastki yuzasiga to'liq yoki qisman taqsimlanishi mumkin (2-rasmga qarang). Oddiy lehim to'pi o'lchami taxminan 0,75 dan 0,89 mm gacha, lehim to'pi oralig'i esa 1.0mm, 1,27 mm va 1,5 mm.

2-rasm

PBGAlar mavjud sirt o'rnatish uskunalari va jarayonlari bilan yig'ilishi mumkin. Birinchidan, evtektik komponentli lehim pastasi stencil bosib chiqarish usuli bilan mos keladigan PCB prokladkalarida chop etiladi, so'ngra PBGA lehim to'plari lehim pastasiga bosiladi va qayta oqadi. Bu evtektik lehimdir, shuning uchun qayta oqim jarayonida lehim to'pi va lehim pastasi evtektik hisoblanadi. Jihozning og'irligi va sirt tarangligining ta'siri tufayli, lehim to'pi qurilmaning pastki qismi va tenglikni o'rtasidagi bo'shliqni kamaytirish uchun qulab tushadi va lehim qo'shilishi qattiqlashgandan keyin ellipsoiddir. Bugungi kunda PBGA169~313 ommaviy ishlab chiqarildi va yirik kompaniyalar doimiy ravishda yuqori I/U hisobiga ega PBGA mahsulotlarini ishlab chiqmoqda. So'nggi ikki yil ichida I/U soni 600 ~ 1000 ga yetishi kutilmoqda.

PBGA paketining asosiy afzalliklari:

① PBGA mavjud yig'ish texnologiyasi va xom ashyo yordamida ishlab chiqarilishi mumkin va butun paketning narxi nisbatan past. ② QFP qurilmalari bilan solishtirganda, u mexanik shikastlanishga kamroq sezgir. ③Ommaviy elektron yig'ish uchun qo'llaniladi. PBGA texnologiyasining asosiy muammolari paketning o'xshashligini ta'minlash, namlikning so'rilishini kamaytirish va "popkorn" hodisasini oldini olish va silikon qolip hajmini oshirish natijasida kelib chiqadigan ishonchlilik muammolarini hal qilishdir, yuqori I/U soni paketlari uchun PBGA texnologiyasi qiyinroq bo'ladi. Tashuvchi uchun ishlatiladigan material bosma taxtaning substrati bo'lganligi sababli, yig'ilishdagi PCB va PBGA tashuvchilarning termal kengayish koeffitsienti (TCE) deyarli bir xil, shuning uchun qayta oqim lehimlash jarayonida deyarli hech qanday stress bo'lmaydi. lehim bo'g'inlari va lehim bo'g'inlarining ishonchliligi Ta'sir ham kichikroq. Bugungi kunda PBGA ilovalari duch keladigan muammo - bu PBGA qadoqlash narxini pasaytirishni davom ettirish, shuning uchun PBGA hali ham I/U soni kamaygan taqdirda QFP ga qaraganda pulni tejash imkonini beradi.

1.2 CBGA (Ceramic Ball Grid Array)

CBGA odatda SBC (Solder Ball Carrier) deb ham ataladi va BGA paketining ikkinchi turidir (3-rasmga qarang). CBGA ning silikon gofreti ko'p qatlamli keramik tashuvchining yuqori yuzasiga ulangan. Silikon gofret va ko'p qatlamli keramika tashuvchisi o'rtasidagi aloqa ikki shaklda bo'lishi mumkin. Birinchisi, silikon gofretning sxema qatlami yuqoriga qaragan va ulanish metall simli bosimli payvandlash orqali amalga oshiriladi. Ikkinchisi, kremniy gofretning sxema qatlami pastga qaragan va kremniy gofret va tashuvchi o'rtasidagi bog'lanish flip-chip tuzilishi orqali amalga oshiriladi. Silikon gofret ulanishi tugagandan so'ng, ishonchlilikni oshirish va zarur mexanik himoyani ta'minlash uchun silikon gofret epoksi qatroni kabi plomba bilan qoplangan. Keramika tashuvchining pastki yuzasida 90Pb/10Sn lehim sharlari qatori ulangan. Lehim to'pi qatorining taqsimlanishi to'liq yoki qisman taqsimlanishi mumkin. Lehim to'plarining o'lchami odatda 0,89 mm ni tashkil qiladi va masofa kompaniyadan kompaniyaga farq qiladi. 1,0 mm va 1,27 mm keng tarqalgan. PBGA qurilmalari mavjud yig'ish uskunalari va jarayonlari bilan ham yig'ilishi mumkin, ammo PBGA-dan turli xil lehim to'pi komponentlari tufayli butun yig'ish jarayoni PBGA-dan farq qiladi. PBGA montajida ishlatiladigan ötektik lehim pastasının qayta oqim harorati 183 daraja, CBGA lehim to'plarining erish harorati esa taxminan 300 daraja. Mavjud sirt o'rnatish qayta oqim jarayonlarining ko'pchiligi 220 daraja qayta oqimlanadi. Ushbu qayta oqim haroratida faqat lehim eritiladi. pasta, lekin lehim to'plari erimaydi. Shuning uchun, yaxshi lehim birikmalarini hosil qilish uchun prokladkalarda o'tkazib yuborilgan lehim pastasi miqdori PBGA dan kattaroqdir. Lehim bo'g'inlari. Qayta oqimdan so'ng, evtektik lehim lehim bo'g'inlarini hosil qilish uchun lehim to'plarini o'z ichiga oladi va lehim to'plari qattiq tayanch vazifasini bajaradi, shuning uchun qurilmaning pastki qismi va PCB orasidagi bo'shliq odatda PBGA dan kattaroqdir. CBGA ning lehim bo'g'inlari ikki xil Pb / Sn kompozitsion lehim bilan hosil bo'ladi, ammo evtektik lehim va lehim to'plari orasidagi interfeys aslida aniq emas. Odatda, lehim birikmalarining metallografik tahlilini interfeys maydonida ko'rish mumkin. 90Pb/10Sn dan 37Pb/63Sn gacha o'tish hududi hosil bo'ladi. Ba'zi mahsulotlar kiritish-chiqarish soni 196 dan 625 gacha bo'lgan CBGA qadoqlangan qurilmalarni qabul qildi, ammo CBGA-ni qo'llash hali keng tarqalmagan va yuqori kirish / chiqish soniga ega CBGA paketlarini ishlab chiqish ham to'xtab qoldi, asosan mavjud bo'lganligi sababli. CBGA yig'ilishi. PCB va ko'p qatlamli keramika tashuvchisi o'rtasidagi issiqlik kengayish koeffitsienti (TCE) nomuvofiqligi termal aylanish jarayonida kattaroq paket o'lchamlari bilan CBGA lehim birikmalarining ishlamay qolishiga olib keladigan muammodir. Ko'p sonli ishonchlilik sinovlari orqali 32 mm × 32 mm dan kichikroq paketli CBGAlar sanoat standarti termal sikl sinovi xususiyatlariga javob berishi mumkinligi tasdiqlandi. CBGA kirish/chiqarish soni 625 tadan kam bilan cheklangan. O'lchami 32 mm × 32 mm dan ortiq bo'lgan sopol paketlar uchun BGA ning boshqa turlarini hisobga olish kerak.

3-rasm

CBGA qadoqlashning asosiy afzalliklari quyidagilardir: (1) Bu mukammal elektr va issiqlik xususiyatlariga ega. (2) Yaxshi muhrlanish ko'rsatkichiga ega. (3) QFP qurilmalari bilan solishtirganda, CBGAlar mexanik shikastlanishga kamroq sezgir. (4) I/U raqamlari 250 dan ortiq bo'lgan elektron yig'ish ilovalari uchun javob beradi. Bundan tashqari, CBGA kremniy gofreti va ko'p qatlamli keramika o'rtasidagi aloqa flip-chip orqali ulanishi mumkinligi sababli, u yuqori o'zaro bog'lanish zichligiga erishishi mumkin. simli ulanishga qaraganda. Ko'pgina hollarda, ayniqsa, yuqori kirish / chiqish hisobiga ega bo'lgan ilovalarda, ASIC ning kremniy o'lchami simni bog'lovchi prokladkalarning o'lchami bilan cheklanadi. Funktsionallikdan voz kechmasdan o'lchamni yanada qisqartirish mumkin, bu esa xarajatlarni kamaytiradi. CBGA texnologiyasini ishlab chiqish unchalik qiyin emas va uning asosiy muammosi CBGA ni elektron yig'ish sanoatining turli sohalarida qanday keng qo'llashdir. Birinchidan, ommaviy ishlab chiqarish sanoat muhitida CBGA paketining ishonchliligi kafolatlanishi kerak. Ikkinchidan, CBGA to'plamining narxi boshqa BGA paketlari bilan taqqoslanadigan bo'lishi kerak. CBGA qadoqlashning murakkabligi va nisbatan yuqori xarajati tufayli CBGA yuqori unumdorlik va yuqori kiritish/chiqarish talablari bo'lgan elektron mahsulotlar bilan cheklangan. Bundan tashqari, CBGA paketlarining og'irligi boshqa turdagi BGA paketlariga qaraganda og'irroq bo'lganligi sababli, ularning portativ elektron mahsulotlarda qo'llanilishi ham cheklangan.

1.3 CCGA (Ceramic Cloumn Grid Array) CCGA, shuningdek, SCC (Solder Column Carrier) sifatida ham tanilgan, keramika korpusining o'lchami 32 mm × 32 mm dan katta bo'lsa, CBGA ning yana bir shaklidir (4-rasmga qarang). Keramika tashuvchining pastki yuzasi lehim sharlari bilan emas, balki 90Pb/10Sn lehim ustunlari bilan bog'langan. Lehim ustunlari qatori to'liq yoki qisman taqsimlanishi mumkin. Umumiy lehim ustunining diametri taxminan 0,5 mm va balandligi taxminan 2,21 mm. Ustunlar qatorlari orasidagi odatiy masofa 1,27 mm. CCGA ning ikkita shakli mavjud, biri lehim ustuni va keramikaning pastki qismi evtektik lehim bilan bog'langan, ikkinchisi esa quyma turdagi sobit tuzilmadir. CCGA lehim ustuni PCB va seramika tashuvchining TCE termal kengayish koeffitsientining mos kelmasligi natijasida yuzaga keladigan stressga bardosh bera oladi. Ko'p sonli ishonchlilik sinovlari paket o'lchami 44 mm × 44 mm dan kam bo'lgan CCGA sanoat standarti termal tsikl sinovi xususiyatlariga javob berishi mumkinligini tasdiqladi. CCGA va CBGA ning afzalliklari va kamchiliklari juda o'xshash, yagona aniq farq shundaki, CCGA ning lehim ustunlari CBGA ning lehim to'plariga qaraganda yig'ish jarayonida mexanik shikastlanishga ko'proq moyil bo'ladi. Ba'zi elektron mahsulotlar CCGA paketlaridan foydalanishni boshladi, lekin 626 dan 1225 gacha bo'lgan I/U raqamlariga ega CCGA paketlari hali ommaviy ishlab chiqarilmagan va 2000 dan ortiq I/U raqamlariga ega CCGA paketlari hali ham ishlab chiqilmoqda.

4-rasm

1.4 TBGA (lenta sharlari panjara massivi)

TBGA, shuningdek, ATAB (Araay Tape Automated Bonding) nomi bilan ham tanilgan, BGA ning nisbatan yangi paket turidir (6-rasmga qarang). TBGA tashuvchisi mis / poliimid / mis ikki metall qatlamli lentadir. Tashuvchining ustki yuzasi signal uzatish uchun mis simlar bilan taqsimlanadi, boshqa tomoni esa tuproq qatlami sifatida ishlatiladi. Silikon gofret va tashuvchi o'rtasidagi aloqa flip-chip texnologiyasi orqali amalga oshirilishi mumkin. Silikon gofret va tashuvchi o'rtasidagi aloqa tugallangandan so'ng, mexanik shikastlanmaslik uchun kremniy gofret o'ralgan. Tashuvchidagi vites ikkita sirtni ulash va signal uzatishni amalga oshirish rolini o'ynaydi va lehim to'plari lehim to'pi qatorini hosil qilish uchun simni ulashga o'xshash mikro-payvandlash jarayoni orqali yostiqchalarga ulanadi. Paketning qattiqligini ta'minlash va paketning o'xshashligini ta'minlash uchun tashuvchining yuqori yuzasiga mustahkamlovchi qatlam yopishtirilgan. Issiqlik moslamasi odatda paketga yaxshi issiqlik xususiyatlarini ta'minlash uchun issiqlik o'tkazuvchan yopishtiruvchi bilan flip chipining orqa tomoniga ulanadi. TBGA ning lehim to'pi tarkibi 9 0 Pb / 1 0 Sn, lehim to'pi diametri taxminan 0,65 mm va odatdagi lehim to'pi qatorlari 1,0 mm, 1,27 mm va 1,5 ga teng. mm. TBGA va PCB o'rtasidagi yig'ilish 63Sn / 37Pb evtektik lehimdir. TBGA-lar, shuningdek, CBGA-larga o'xshash yig'ish usullaridan foydalangan holda mavjud sirt o'rnatish uskunalari va jarayonlari yordamida yig'ilishi mumkin. Hozirgi kunda keng tarqalgan bo'lib foydalaniladigan TBGA paketidagi I/Ular soni 448 tadan kam. TBGA736 kabi mahsulotlar sotuvga chiqarildi va ba'zi yirik xorijiy kompaniyalar 1000 dan ortiq I/Ular soniga ega TBGAlarni ishlab chiqmoqdalar. TBGA to'plami quyidagilardir: ① U boshqa BGA to'plam turlariga qaraganda engilroq va kichikroqdir (ayniqsa, kiritish/chiqish soni yuqori bo'lgan paket). ②QFP va PBGA paketlariga qaraganda yaxshiroq elektr xususiyatlariga ega. ③ Ommaviy elektron yig'ish uchun javob beradi. Bundan tashqari, ushbu paket silikon chip va tashuvchi o'rtasidagi aloqani amalga oshirish uchun yuqori zichlikdagi flip-chip shaklidan foydalanadi, shuning uchun TBGA past signal shovqini kabi ko'plab afzalliklarga ega, chunki bosilgan taxtaning TCE termal kengayish koeffitsienti va TBGA paketidagi mustahkamlash qatlami asosan bir-biriga mos keladi. Shuning uchun, yig'ilishdan keyin TBGA lehim birikmalarining ishonchliligiga ta'siri katta emas. TBGA qadoqlashda duch keladigan asosiy muammo namlikning yutilishining qadoqlarga ta'siridir. TBGA ilovalari duch keladigan muammo elektron yig'ish sohasida qanday o'rin egallashidir. Birinchidan, TBGA ishonchliligi ommaviy ishlab chiqarish muhitida isbotlangan bo'lishi kerak, ikkinchidan, TBGA qadoqlash narxi PBGA qadoqlash bilan solishtirish mumkin bo'lishi kerak. TBGA ning murakkabligi va nisbatan yuqori qadoqlash narxi tufayli TBGAlar asosan yuqori unumdorlikka ega, yuqori I/O hisoblangan elektron mahsulotlarda qo'llaniladi. 2 Flip Chip: Boshqa sirtga o'rnatish moslamalaridan farqli o'laroq, teskari chipda paket yo'q va o'zaro bog'lanish qatori silikon chip yuzasida taqsimlanadi, simni ulash aloqa shaklini almashtiradi va silikon chip to'g'ridan-to'g'ri PCBga o'rnatiladi. teskari tarzda. Flip chip endi I/U terminallarini kremniy chipidan atrofga olib chiqishi shart emas, o'zaro ulanish uzunligi sezilarli darajada qisqaradi, RC kechikishi kamayadi va elektr ishlashi samarali ravishda yaxshilanadi. Flip-chip ulanishlarining uchta asosiy turi mavjud: C4, DC4 vaFCAA.