BGA Ic Reballing Machine

Eksklusiv og helautomatisk BGA-omarbeidingsmaskin som brukes for disse corss-bordselskapene

Inkludert, men ikke begrenset til, disse sjetongene som nedenfor:

De fire grunnleggende typene BGA-er er beskrevet i form av deres strukturelle egenskaper og andre aspekter.

1.1 PBGA (Plastic Ball Grid Array) PBGA, vanligvis kjent som OMPAC (Overmolded Plastic Array Carrier), er den vanligste typen BGA-pakke (se figur 1). Bæreren til PBGA er et vanlig trykt kartongsubstrat, slik som FR-4, BT harpiks, etc. Silisiumplaten er koblet til den øvre overflaten av bæreren ved trådbinding, og deretter støpt med plast og en loddemetall. ballarray av eutektisk sammensetning (37Pb/63Sn) er koblet til den nedre overflaten av bæreren. Loddekulesettet kan være helt eller delvis fordelt på bunnflaten av enheten (se figur 2). Den vanlige loddekulestørrelsen er omtrent 0.75 til 0.89 mm, og loddekulestigningen er 1.0mm, 1.27mm og 1.5mm.

Figur 2

PBGA-er kan settes sammen med eksisterende overflatemonteringsutstyr og prosesser. Først trykkes den eutektiske komponentloddepastaen på de tilsvarende PCB-putene ved hjelp av sjablongutskriftsmetoden, og deretter presses PBGA-loddekulene inn i loddepastaen og flyter tilbake. Det er et eutektisk loddemetall, så under reflow-prosessen er loddekulen og loddepastaen eutektisk. På grunn av vekten av enheten og effekten av overflatespenning, kollapser loddekulen for å redusere gapet mellom bunnen av enheten og PCB, og loddeforbindelsen er ellipsoid etter størkning. I dag har PBGA169~313 blitt masseprodusert, og store selskaper utvikler stadig PBGA-produkter med høyere I/O-tall. Det forventes at I/O-tallet vil nå 600~1000 de siste to årene.

De viktigste fordelene med PBGA-pakken:

① PBGA kan produseres ved bruk av eksisterende monteringsteknologi og råvarer, og kostnaden for hele pakken er relativt lav. ② Sammenlignet med QFP-enheter er den mindre utsatt for mekanisk skade. ③Gjelder for masse elektronisk montering. Hovedutfordringene til PBGA-teknologi er å sikre koplanaritet av pakken, redusere fuktighetsabsorpsjon og forhindre "popcorn"-fenomen og løse pålitelighetsproblemene forårsaket av økende silisiumformstørrelse, for pakker med høyere I/O-antall vil PBGA-teknologi være vanskeligere. Siden materialet som brukes til bæreren er underlaget til det trykte kortet, er den termiske ekspansjonskoeffisienten (TCE) til PCB- og PBGA-bærerne i sammenstillingen nesten den samme, så under reflow-loddeprosessen er det nesten ingen stress på loddeskjøter, og påliteligheten til loddeforbindelsene Slaget er også mindre. Problemet som PBGA-applikasjoner møter i dag er hvordan man kan fortsette å redusere kostnadene for PBGA-emballasje, slik at PBGA fortsatt kan spare penger enn QFP ved lavere I/O-antall.

1.2 CBGA (Ceramic Ball Grid Array)

CBGA blir også ofte referert til som SBC (Solder Ball Carrier) og er den andre typen BGA-pakke (se figur 3). Silisiumplaten til CBGA er koblet til den øvre overflaten av den flerlags keramiske bæreren. Forbindelsen mellom silisiumplaten og den flerlags keramiske bæreren kan være i to former. Den første er at kretslaget til silisiumplaten vender oppover, og forbindelsen er realisert ved trykksveising av metalltråd. Den andre er at kretslaget til silisiumplaten vender ned, og forbindelsen mellom silisiumplaten og bæreren er realisert av en flip-chip-struktur. Etter at silisiumwafer-tilkoblingen er fullført, er silisiumwaferen innkapslet med et fyllstoff som epoksyharpiks for å forbedre påliteligheten og gi nødvendig mekanisk beskyttelse. På den nedre overflaten av den keramiske bæreren er en 90Pb/10Sn loddekule-array tilkoblet. Fordelingen av loddekule-arrayen kan være fullstendig distribuert eller delvis distribuert. Størrelsen på loddekulene er vanligvis ca. 0,89 mm, og avstanden varierer fra selskap til selskap. Felles for 1,0 mm og 1,27 mm. PBGA-enheter kan også settes sammen med eksisterende monteringsutstyr og prosesser, men hele monteringsprosessen er forskjellig fra PBGA på grunn av de forskjellige loddekulekomponentene fra PBGA. Reflowtemperaturen til den eutektiske loddepastaen som brukes i PBGA-montering er 183 grader, mens smeltetemperaturen til CBGA-loddekuler er ca. 300 grader. De fleste av de eksisterende overflatemonterte reflow-prosessene reflowes ved 220 grader. Ved denne tilbakestrømningstemperaturen er bare loddetinnet smeltet. lim, men loddekulene er ikke smeltet. Derfor, for å danne gode loddeforbindelser, er mengden loddepasta som savnes på putene større enn for PBGA. Loddefuger. Etter reflow inneholder det eutektiske loddet loddekulene for å danne loddeforbindelser, og loddekulene fungerer som en stiv støtte, så gapet mellom bunnen av enheten og PCB er vanligvis større enn PBGA. Loddeforbindelsene til CBGA er dannet av to forskjellige Pb/Sn-sammensetningslodder, men grensesnittet mellom det eutektiske loddet og loddekulene er faktisk ikke åpenbart. Vanligvis kan den metallografiske analysen av loddeforbindelsene sees i grensesnittområdet. En overgangsregion dannes fra 90Pb/10Sn til 37Pb/63Sn. Noen produkter har tatt i bruk CBGA-pakkede enheter med et I/O-tall på 196 til 625, men bruken av CBGA er ennå ikke utbredt, og utviklingen av CBGA-pakker med høyere I/O-tall har også stagnert, hovedsakelig på grunn av eksistensen av CBGA-montering. Misforholdet mellom termisk ekspansjonskoeffisient (TCE) mellom PCB og den flerlags keramiske bæreren er et problem som får CBGA-loddeskjøter med større pakkestørrelser til å svikte under termisk sykling. Gjennom et stort antall pålitelighetstester har det blitt bekreftet at CBGA-er med en pakkestørrelse mindre enn 32 mm × 32 mm kan oppfylle bransjestandardens termiske syklustestspesifikasjoner. Antall I/O-er for CBGA er begrenset til mindre enn 625. For keramiske pakker med en størrelse på mer enn 32 mm×32 mm, må andre typer BGA-er vurderes.

Finger 3

De viktigste fordelene med CBGA-emballasje er: (1) Den har utmerkede elektriske og termiske egenskaper. (2) Den har god tetningsytelse. (3) Sammenlignet med QFP-enheter er CBGA-er mindre utsatt for mekanisk skade. (4) Egnet for elektroniske monteringsapplikasjoner med I/O-tall større enn 250. I tillegg, siden forbindelsen mellom silisiumplaten til CBGA og flerlags keramikken kan kobles sammen med flip-chip, kan den oppnå en høyere sammenkoblingstetthet enn ledningsforbindelsen. I mange tilfeller, spesielt i applikasjoner med høye I/O-teller, er silisiumstørrelsen til ASIC-er begrenset av størrelsen på trådbindingsputene. Størrelsen kan reduseres ytterligere uten å ofre funksjonalitet, og dermed redusere kostnadene. Utviklingen av CBGA-teknologi er ikke veldig vanskelig, og hovedutfordringen er hvordan man kan gjøre CBGA mye brukt i ulike felt av den elektroniske monteringsindustrien. For det første må påliteligheten til CBGA-pakken i det industrielle masseproduksjonsmiljøet garanteres. For det andre må kostnaden for CBGA-pakken være sammenlignbar med andre BGA-pakker. På grunn av kompleksiteten og de relativt høye kostnadene ved CBGA-emballasje, er CBGA begrenset til elektroniske produkter med høy ytelse og høye I/O-tellekrav. I tillegg, på grunn av den tyngre vekten til CBGA-pakker enn andre typer BGA-pakker, er deres bruk i bærbare elektroniske produkter også begrenset.

1.3 CCGA (Ceramic Cloumn Grid Array) CCGA, også kjent som SCC (Solder Column Carrier), er en annen form for CBGA når størrelsen på den keramiske kroppen er større enn 32 mm × 32 mm (se figur 4). Den nedre overflaten av den keramiske bæreren er ikke koblet til loddekuler, men til 90Pb/10Sn loddesøyler. Loddesøyle-arrayen kan være fullstendig distribuert eller delvis distribuert. Den vanlige loddesøylens diameter er omtrent 0,5 mm og høyden er omtrent 2,21 mm. Typisk avstand mellom pilararrayer på 1,27 mm. Det er to former for CCGA, den ene er at loddesøylen og bunnen av keramikken er forbundet med eutektisk loddemetall, og den andre er en fast støpt struktur. Loddekolonnen til CCGA tåler belastningen forårsaket av misforholdet mellom termisk ekspansjonskoeffisient TCE for PCB og keramisk bærer. Et stort antall pålitelighetstester har bekreftet at CCGA med pakkestørrelse mindre enn 44 mm × 44 mm kan oppfylle bransjestandardens termiske syklustestspesifikasjoner. Fordelene og ulempene med CCGA og CBGA er veldig like, den eneste åpenbare forskjellen er at loddesøylene til CCGA er mer utsatt for mekanisk skade under monteringsprosessen enn loddekulene til CBGA. Noen elektroniske produkter har begynt å bruke CCGA-pakker, men CCGA-pakker med I/O-numre mellom 626 og 1225 er ennå ikke masseprodusert, og CCGA-pakker med I/O-numre større enn 2000 er fortsatt under utvikling.

Figur 4

1,4 TBGA (Tape Ball Grid Array)

TBGA, også kjent som ATAB (Araay Tape Automated Bonding), er en relativt ny pakketype av BGA (se figur 6). Bæreren til TBGA er en kobber/polyimid/kobber dobbelt metalllagstape. Den øvre overflaten av bæreren er fordelt med kobbertråder for signaloverføring, og den andre siden brukes som et jordlag. Forbindelsen mellom silisiumplaten og bæreren kan realiseres med flip-chip-teknologi. Etter at forbindelsen mellom silisiumplaten og bæreren er fullført, innkapsles silisiumplaten for å forhindre mekanisk skade. Viaene på bæreren spiller rollen som å forbinde de to overflatene og realisere signaloverføring, og loddekulene er koblet til via-putene gjennom en mikrosveiseprosess som ligner på trådbinding for å danne en loddekule-array. Et forsterkningslag er limt til toppflaten av bæreren for å gi stivhet til pakken og sikre koplanaritet til pakken. Kjøleribben er vanligvis koblet til baksiden av flip-brikken med termisk ledende lim for å gi pakken gode termiske egenskaper. Loddekulesammensetningen til TBGA er 90Pb/10Sn, diameteren på loddekulen er omtrent 0,65 mm, og de typiske loddekulene er 1,0 mm, 1,27 mm og 1,5 mm. mm. Sammenstillingen mellom TBGA og PCB er 63Sn/37Pb eutektisk loddemetall. TBGA-er kan også settes sammen ved bruk av eksisterende overflatemonteringsutstyr og prosesser ved å bruke lignende monteringsmetoder som CBGA-er. I dag er antallet I/O-er i den ofte brukte TBGA-pakken mindre enn 448. Produkter som TBGA736 er lansert, og noen store utenlandske selskaper utvikler TBGA-er med antall I/O-er større enn 1000. Fordelene med TBGA-pakkene er: ① Den er lettere og mindre enn de fleste andre BGA-pakketyper (spesielt pakken med høyere I/O-antall). ②Den har bedre elektriske egenskaper enn QFP- og PBGA-pakker. ③ Egnet for masse elektronisk montering. I tillegg bruker denne pakken en flip-chip-form med høy tetthet for å realisere forbindelsen mellom silisiumbrikken og bæreren, slik at TBGA har mange fordeler som lav signalstøy, fordi den termiske ekspansjonskoeffisienten TCE til det trykte kortet og forsterkningslag i TBGA-pakken matcher i utgangspunktet hverandre. Derfor er innvirkningen på påliteligheten til TBGA-loddeforbindelser etter montering ikke stor. Hovedproblemet man møter i TBGA-emballasje er virkningen av fuktighetsabsorpsjon på emballasjen. Problemet med TBGA-applikasjoner er hvordan man kan ta en plass innen elektronisk montering. For det første må påliteligheten til TBGA bevises i et masseproduksjonsmiljø, og for det andre må kostnadene for TBGA-emballasje være sammenlignbare med PBGA-emballasje. På grunn av kompleksiteten og de relativt høye emballasjekostnadene til TBGA-er, brukes TBGA-er hovedsakelig i elektroniske produkter med høy ytelse og høy I/O-telling. 2 flip-brikke: I motsetning til andre overflatemonterte enheter, har flip-brikken ingen pakke, og sammenkoblingsarrayen er fordelt på overflaten av silisiumbrikken, og erstatter ledningsforbindelsesforbindelsesformen, og silisiumbrikken er direkte montert på PCB-en i en omvendt måte. Flip-brikken trenger ikke lenger å føre ut I/O-terminalene fra silisiumbrikken til omgivelsene, lengden på sammenkoblingen er kraftig forkortet, RC-forsinkelsen reduseres, og den elektriske ytelsen forbedres effektivt. Det er tre hovedtyper av flip-chip-tilkoblinger: C4, DC4 ogFCAA.