BGA-пакет

С развитием технологий интеграции, совершенствованием оборудования и применением глубокой субмикронной технологии одна за другой появлялись БИС, СБИС и УЛСИ. Уровень интеграции кремниевых одиночных микросхем продолжал расти, а требования к корпусу интегральных схем ужесточались. При резком увеличении увеличивается и потребляемая мощность. Чтобы удовлетворить потребности развития, на основе оригинальных вариантов упаковки была добавлена ​​новая разновидность - упаковка с массивом шариковой решетки, называемая BGA (пакет с шариковой сеткой).

Память, упакованная по технологии BGA, позволяет увеличить объем памяти в два-три раза при сохранении того же объема. По сравнению с TSOP, BGA имеет меньший объем, лучшие характеристики рассеивания тепла и электрические характеристики. Технология упаковки BGA значительно увеличила емкость памяти на квадратный дюйм. При той же емкости объем продукции памяти с использованием технологии упаковки BGA составляет лишь одну треть от объема упаковки TSOP; кроме того, по сравнению с традиционными методами упаковки TSOP, упаковка BGA является более быстрым и эффективным способом рассеивания тепла.

Клеммы ввода-вывода в корпусе BGA распределены под корпусом в виде круглых или столбчатых паянных соединений в массиве. Преимущество технологии BGA заключается в том, что, хотя количество контактов ввода/вывода увеличилось, расстояние между контактами не уменьшилось, а увеличилось, таким образом, повышается производительность сборки; хотя потребляемая мощность увеличивается, BGA можно сваривать методом контролируемого смятия чипа, что может улучшить его электротермические характеристики; толщина и вес уменьшены по сравнению с предыдущими технологиями упаковки; паразитные параметры (большой ток при изменении амплитуды, возмущение выходного напряжения) уменьшаются, задержка передачи сигнала мала, а частота использования значительно увеличивается; сборка может быть копланарной сваркой, а надежность высокая.

Как только BGA появился, он стал лучшим выбором для высокоплотной, высокопроизводительной, многофункциональной и высокопроизводительной упаковки микросхем СБИС, таких как процессоры и мосты Север-Юг. Его характеристики:

1. Хотя количество контактов ввода-вывода увеличилось, расстояние между контактами намного больше, чем у QFP, что повышает производительность сборки;

2. Несмотря на увеличение энергопотребления, BGA можно припаивать методом контролируемого схлопывания чипа, называемого пайкой C4, что может улучшить его электротермические характеристики;

3. Толщина уменьшена более чем на 1/2, чем у QFP, а вес уменьшен более чем на 3/4;

4. Снижены паразитные параметры, мала задержка передачи сигнала и значительно увеличена частота использования;

5. Копланарная сварка может использоваться для сборки с высокой надежностью;

6. Упаковка BGA по-прежнему такая же, как QFP и PGA, занимающая слишком большую площадь подложки;

Кроме того, для этого типа переделки BGA, что также будет проще:

1. Подложка PBGA (пластик BGA): как правило, многослойная плата, состоящая из 2-4 слоев органических материалов. Среди ЦП серии Intel все процессоры Pentium II, III и IV используют этот пакет. В последние два года появилась другая форма: ИС напрямую привязана к плате. Его цена намного дешевле, чем обычная цена, и он обычно используется в играх и других областях, не предъявляющих строгих требований к качеству.

2. Подложка CBGA (CeramicBGA): то есть керамическая подложка. Электрическое соединение между чипом и подложкой обычно осуществляется флип-чипом (сокращенно FlipChip, FC). Среди процессоров серии Intel этот пакет используется во всех процессорах Pentium I, II и Pentium Pro.

3. Подложка FCBGA (FilpChipBGA): жесткая многослойная подложка.

4. Подложка TBGA (TapeBGA): Подложка представляет собой полосообразную печатную плату с мягким 1-2 слоем.

5. Подложка CDPBGA (Carity Down PBGA): относится к области микросхемы (также известной как полость) с квадратным углублением в центре корпуса.

BGA-пакет

1. Процесс упаковки PBGA с проволочным соединением

① Подготовка подложки PBGA

Заламинируйте очень тонкую (толщиной 12–18 мкм) медную фольгу на обеих сторонах платы из смолы/стекла BT, а затем выполните сверление и металлизацию сквозных отверстий. Используйте обычную технологию обработки печатных плат для создания графики на обеих сторонах подложки, такой как ленты проводимости, электроды и массивы площадок для установки шариков припоя. Затем добавляется паяльная маска, и на нее наносится рисунок, чтобы обнажить электроды и контактные площадки. Для повышения эффективности производства подложка обычно содержит несколько подложек PBG.

② Процесс упаковки

Истончение пластин → резка пластин → склеивание штампов → плазменная очистка → соединение проводов → плазменная очистка → упаковка для литья → сборка шариков припоя → пайка оплавлением → маркировка поверхности → разделение → окончательная проверка → упаковка тестового ведра

Если тест не прошел успешно, чип необходимо удалить/отпаять, поэтому необходима переделочная машина, как показано ниже: