BGA 재작업 테이블 개발

1.3ccga (세라믹 클라우드 그리드 어레이 세라믹 기둥 그리드 배열)

CCGA (SCC (땜납 기둥 캐리어) 라고도 하는 CCGA 는 도자기 크기가 32mm×32mm 보다 클 때 CBGA 의 또 다른 형태입니다 (그림 5 참조). CBGA 와 달리 90Pb/ 10Sn 땜납 기둥은 용접공이 아닌 세라믹 캐리어의 아래쪽 표면에 연결됩니다. 땜납 기둥 패턴은 전체 또는 부분적으로 분포될 수 있습니다. 일반적인 땜납 기둥 지름은 약 0.5mm, 높이는 2.20 입니다. CCGA 에는 두 가지 형태가 있습니다. 하나는 땜납 기둥이 * * * 결정체 땜납을 통해 세라믹 밑면에 연결되고, 다른 하나는 고정 구조를 주조하는 것입니다. CCGA 의 땜납 기둥은 PCB 와 세라믹 캐리어 간의 열팽창 계수 TCE 불일치로 인한 응력을 견딜 수 있습니다. 대량의 신뢰성 테스트는 패키지 크기가 44mm×44mm 미만인 CCGA 가 산업 표준 열순환 테스트 사양을 충족할 수 있음을 확인했습니다. CCGA 의 장점과 열세는 CBGA 와 매우 비슷하다. 유일한 분명한 차이점은 조립 과정에서 CCGA 의 용접 기둥이 CBGA 의 용접 볼보다 기계적 손상에 더 취약하다는 것입니다. 일부 전자 제품은 이미 CCGA 패키지를 사용하기 시작했지만, I/O 수가 626 ~ 1225 사이인 CCGA 패키지는 아직 양산되지 않았고, I/O 수가 2000 보다 큰 CCGA 패키지는 아직 개발 중이다.

그림 5CCGA (세라믹 기둥 그리드 어레이)

1.4 tbga (볼 그리드 어레이가 있는 볼 그리드 어레이)

그림 6 tbga 의 내부 구조

ATAB(Araay Tape Automated Bonding) 이라고도 하는 TBGA 는 비교적 새로운 BGA 패키지 유형입니다 (그림 6 참조). TBGA 의 전달체는 구리/폴리이 미드/구리 바이메탈 밴드로, 신호 전송을 위한 구리선은 전달체의 윗면에 분포되어 있고 다른 표면은 지층으로 분포되어 있습니다. 실리콘 칩과 캐리어 간의 연결은 플립 칩 기술을 통해 이루어질 수 있습니다. 실리콘 칩과 캐리어 사이의 연결이 완료되면 실리콘 칩이 밀봉되어 기계적 손상을 방지합니다. 캐리어의 오버구멍은 두 표면을 연결하고 신호 전송을 수행하는 역할을 하며, 지시선 결합과 유사한 마이크로 용접 프로세스를 통해 용접 공을 구멍 패드에 연결하여 용접 볼 패턴을 형성합니다. 캐리어의 윗면은 접착제를 통해 보강층으로 연결되어 있으며, 보강층은 패키지에 강성을 제공하고 패키지의 평평함을 보장하는 데 사용됩니다. 일반적으로 열 그리스는 플립 칩 뒷면의 방열판에 연결되어 패키지에 좋은 열 특성을 제공합니다. TBGA 의 솔더 볼 구성은 90Pb/ 10Sn 이고 솔더 볼 지름은 약 0.65mm 입니다. 일반적인 용접 볼 패턴 간격은 1.0mm, 1.27mm 및 1.5mm 입니다. TBGA 와 PCB 사이의 조립은 63Sn/37Pb*** * * 크리스탈 솔더를 사용합니다. TBGA 는 기존 표면 장착 장비와 기술을 활용하여 CBGA 와 같은 조립 방법을 사용하여 조립할 수도 있습니다.

일반적으로 사용되는 TBGA 패킷 I/O 수가 448 개 미만이고 TBGA736 과 같은 제품이 출시되었습니다. 일부 대형 외국 회사들은 1000 보다 많은 I/O 수를 가진 TBGA 를 개발하고 있다.

TBGA 패키지의 장점은 다음과 같습니다.

① 대부분의 다른 BGA 패키지 유형 (특히 I/O 수가 많은 패키지 유형) 보다 가볍고 작습니다.

② QFP 및 PBGA 패키지보다 더 나은 전기 성능을 제공합니다.

③ 대량 전자 조립에 적합합니다.

또한 이 패키지는 고밀도 플립 칩의 형태로 실리콘과 캐리어 간의 연결을 가능하게 하여 TBGA 가 저신호 잡음 등의 많은 장점을 제공합니다. 인쇄판과 TBGA 패키지의 보강층의 열팽창 계수 TCE 가 기본적으로 일치하기 때문에 조립 후 TBGA 솔더 조인트의 신뢰성에 거의 영향을 주지 않습니다. TBGA 포장이 직면한 주요 문제는 흡습이 포장에 미치는 영향이다.

TBGA 가 응용에서 직면한 문제는 전자 조립 분야에서 어떻게 자리를 잡을 것인가이다. 첫째, TBGA 의 신뢰성은 대규모 생산 환경에서 입증되어야 하며, 둘째, TBGA 포장 비용은 PBGA 포장과 비슷해야 합니다. TBGA 의 복잡성과 상대적으로 높은 패키지 비용으로 인해 TBGA 는 주로 고성능 및 높은 I/O 수의 전자 제품에 사용됩니다.

2 플립 칩:

다른 표면 실장 장치와 달리 플립 칩은 캡슐화되지 않고 상호 연결 어레이는 실리콘 표면에 분포되어 지시선 본딩 연결 형태를 대체하며 실리콘 웨이퍼는 PCB 에 직접 뒤집힙니다. 플립 칩은 더 이상 실리콘 칩에서 입출력 터미널을 끌어낼 필요가 없어 상호 연결 길이를 크게 줄이고 RC 지연을 줄이며 전기 성능을 향상시킵니다. C4, DC4 및 FCAA 의 세 가지 주요 유형의 플립 칩 연결이 있습니다.

2. 1c4 (제어된 축소 칩 연결 제어 축소 칩 연결)

그림 7 C4 구조

C4 는 초극세 간격 BGA 와 비슷한 형태입니다 (그림 7 참조). 일반적으로 실리콘 웨이퍼에 연결된 볼 패턴의 간격은 0.203~0.254mm 이고, 볼 지름은 0. 102 ~ 0. 127 mm 이고, 볼 구성은 97Pb/3Sn 입니다. 이 용접 볼은 실리콘 웨이퍼에 완전히 또는 부분적으로 배포 될 수 있습니다. 세라믹은 높은 환류 온도를 견딜 수 있기 때문에 세라믹은 C4 연결의 베이스보드로 사용됩니다. 일반적으로 도금 또는 주석 도금 연결 용접 디스크는 세라믹 표면에 미리 분포된 다음 C4 플립 연결을 수행합니다.

C4 연결은 기존 조립 장비 및 기술로 조립할 수 없습니다. 97Pb/3Sn 용접 볼의 용융 온도가 320 C 이고 C4 연결이 있는 이 상호 연결 구조에는 다른 땜납이 없기 때문입니다. C4 연결에서는 용접 크림 누출이 아니라 고온보용접제를 인쇄합니다. 먼저 고온 플럭스를 기판 패드 또는 실리콘 웨이퍼의 용접 볼에 인쇄한 다음 실리콘 웨이퍼의 용접 볼을 기판의 해당 용접 플레이트에 정확하게 정렬합니다. 용접제는 환류 용접이 완료될 때까지 상대 위치를 유지하기에 충분한 접착력을 제공합니다. C4 연결의 환류 온도는 360 C 로, 이 온도에서는 용접공이 녹고 실리콘은' 정지' 상태에 있다. 땜납의 표면 장력으로 인해 실리콘 웨이퍼는 용접 볼과 용접 디스크의 상대적 위치를 자동으로 수정하고 최종 땜납은 특정 높이로 축소되어 연결점을 형성합니다. C4 연결은 주로 CBGA 및 CCGA 패키지에 사용되며 일부 제조업체는 이 기술을 세라믹 멀티칩 모듈 (MCM-C) 에 적용합니다. C4 에 연결된 I/O 수가 1500 이하이며 일부 기업은 3,000 개 이상의 I/O 를 개발할 것으로 예상하고 있습니다 .....

C4 접속의 장점은 다음과 같습니다.

1) 뛰어난 전기 및 열 성능을 제공합니다.

2) 석구 간격이 적당한 경우 입출력 수가 높을 수 있습니다.

3) 패드의 크기에 제한이 없습니다.

4) 대량 생산에 적합할 수 있습니다.

5) 크기와 중량은 크게 줄일 수 있습니다.

또한 C4 연결은 실리콘과 라이닝 사이에 상호 연결 인터페이스가 하나뿐이므로 가장 짧고 간섭이 가장 적은 신호 전송 채널을 제공합니다. 인터페이스 수가 줄어들면 구조가 더 간단하고 안정적입니다. C4 연결에는 아직 많은 기술적 도전이 있는데, 실제로 전자제품에 적용하는 것은 비교적 어렵다. C4 연결은 세라믹 베이스보드에만 적용할 수 있으며 CBGA, CCGA, MCM-C 등과 같은 고성능, 높은 I/O 수 제품에서 널리 사용됩니다.

2.2 DCA (직접 칩 연결 직접 칩 연결)

C4 와 마찬가지로 DCA 는 초극세 간격 연결입니다 (그림 8 참조). DCA 의 실리콘은 C4 연결의 실리콘 구조와 동일합니다. 단, 이 두 가지의 차이점은 기판의 선택일 뿐이며, 기판은 전형적인 인쇄물입니다. DCA 의 용접 볼 구성은 97Pb/3Sn 이고 연결 용접 디스크의 땜납은 * * * 결정 땜납 (37Pb/63Sn) 입니다. DCA 의 경우 간격이 0.203~0.254mm 에 불과하기 때문에 * * 결정체 땜납이 연결 용접판에 새기 어렵습니다. 그래서 조립하기 전에 연결 패드 위에 납석땜을 도금하고, 석고를 새는 대신 납땜을 도금하고, 납판에 있는 땜납의 양은 매우 엄격하며, 보통 다른 초극세 간격 부품보다 많이 사용한다. 연결 패드에 0.05 1 ~ 0. 102 mm 두께의 땜납은 미리 도금되어 있으며, 일반적으로 약간 돔 모양으로 되어 있으므로 붙이기 전에 반드시 평평하게 해야 합니다. 그렇지 않으면 용접 볼과 용접 플레이트의 안정적인 정렬에 영향을 줄 수 있습니다.

그림 8 DCA 구조

이러한 연결 방식은 표면 장착 장비와 기술을 통해 실현될 수 있다. 먼저 인쇄를 통해 실리콘 칩에 플럭스를 분산한 다음 실리콘 칩을 설치하고 마지막으로 역류합니다. DCA 어셈블리의 리플로우 용접 온도는 약 220 C 로 용접 볼의 융점보다 낮지만 연결 용접 디스크의 결정질 땜납의 융점보다 높습니다. 실리콘 웨이퍼의 용접 볼은 강성 지지의 역할을 하며, 결정질 땜납이 역류한 후 녹아 용접 볼과 용접 디스크 사이에 땜납 접합 연결을 형성합니다. 두 개의 서로 다른 Pb/Sn 성분으로 구성된 이러한 땜납 접합의 경우 땜납 접합에서 두 땜납 사이의 인터페이스는 실제로 명확하지 않지만 97Pb/3Sn 에서 37Pb/63Sn 으로의 부드러운 전환 영역을 형성합니다. 용접 볼의 강성 지지로 인해 용접 볼은 DCA 어셈블리에서 "축소" 되지 않지만 자체 조정 특성도 있습니다. DCA 는 이미 적용되었고, I/O 수는 주로 350 이하이며, 일부 회사는 500 개 이상의 I/O 수를 개발할 계획입니다. 이러한 기술 발전의 원동력은 더 높은 I/O 수가 아니라 크기, 무게, 비용 절감에 초점을 맞추고 있습니다. DCA 의 특징은 C4 와 매우 유사합니다. DCA 는 기존 표면 실장 기술을 활용하여 PCB 에 연결할 수 있으므로 특히 휴대용 전자 제품에서 많은 응용 프로그램에서 사용할 수 있습니다.

하지만 DCA 기술의 장점은 과장할 수 없고, DCA 기술의 발전에는 아직 많은 기술적 도전이 있다. 실제 생산에서 이 기술을 사용하는 조립공은 많지 않고, 모두 프로세스 수준을 높여 DCA 의 응용을 확대하려고 노력하고 있다. DCA 연결은 고밀도 관련 복잡성을 PCB 로 이전하기 때문에 PCB 제조의 어려움이 가중됩니다. 게다가, 납땜 볼 실리콘을 전문으로 생산하는 업체는 아직 매우 적고, 조립 설비와 공예에 있어서 아직 주목할 만한 문제들이 많다. 이러한 문제를 해결해야 DCA 기술의 발전을 촉진할 수 있다.

2.3 fcaa (플립 칩 본딩 액세서리 플립 칩 본딩 연결)

FCAA 연결에는 여러 가지 형태가 있으며 아직 초기 발전 단계에 있다. 실리콘 웨이퍼와 기판 사이의 연결은 땜납 대신 풀로 되어 있다. 이와 관련하여 실리콘 웨이퍼의 맨 아래에 용접 볼이 있거나 땜납 볼록 및 기타 구조를 사용할 수 있습니다. FCAA 에서 사용하는 접착제에는 실제 응용 프로그램의 연결 조건에 따라 등방성 및 비등방성 유형이 포함됩니다. 또한 기판 선택에는 일반적으로 세라믹, 인쇄판 재질 및 유연한 인쇄 회로 기판이 포함됩니다. 이 기술은 아직 성숙하지 않아서 여기서는 많이 설명하지 않는다.