BGA Yeniden Akış Makinesi

Çeşitli talaşların onarımı için otomatik BGA yeniden işleme makinesi DH-A2

1. C4 (Kontrollü Çökme Çip Bağlantısı Kontrollü Çökme Çip Bağlantısı)

C4, ultra ince adımlı BGA'ya benzer bir formdur (bkz. Şekil 1). Silikon gofrete bağlı lehim topu dizisinin genel aralığı 0.203-0.254mm, lehim topunun çapı 0.102-0.127mm ve lehim topu bileşimi 97Pb/3Sn'dir. Bu lehim topları, silikon gofret üzerine tamamen veya kısmen dağıtılabilir. Seramikler daha yüksek yeniden akış sıcaklıklarına dayanabildiğinden, seramikler C4 bağlantıları için alt tabaka olarak kullanılır. Genellikle Au veya Sn kaplı bağlantı pabuçları seramiklerin yüzeyine önceden dağıtılır ve ardından C4 şeklinde flip-chip bağlantıları yapılır. C4 bağlantısı kullanılamaz ve 97Pb/3Sn lehim topunun erime sıcaklığı 320 derece olduğundan ve C4 bağlantısını kullanan ara bağlantı yapısında başka bir lehim bileşimi olmadığından mevcut montaj ekipmanı ve işlemi montaj için kullanılabilir. . C4 bağlantısında lehim pastası sızıntısı yerine baskı yüksek sıcaklık fluksları kullanılır. İlk olarak, yüksek sıcaklık akı, substratın pedlerine veya silikon gofretin lehim toplarına basılır ve daha sonra silikon gofret üzerindeki lehim topları ve substrat üzerindeki karşılık gelen pedler tam olarak hizalanır ve yeterli yapışma sağlanır. reflow lehimleme tamamlanana kadar göreceli konumu korumak için akı. C4 bağlantısı için kullanılan yeniden akış sıcaklığı 360 derecedir. Bu sıcaklıkta lehim topları eritilir ve silikon gofret "askıya alınmış" durumdadır. Lehimin yüzey gerilimi nedeniyle, silikon gofret lehim topunun ve pedin göreli konumunu otomatik olarak düzeltir ve sonunda lehim çökecektir. Bir bağlantı noktası oluşturmak için belirli bir yüksekliğe. C4 bağlantı yöntemi esas olarak CBGA ve CCGA paketlerinde kullanılır. Ayrıca bazı üreticiler bu teknolojiyi seramik çok çipli modül (MCM-C) uygulamalarında da kullanmaktadır. Bugün C4 bağlantılarını kullanan I/O sayısı 1500'den azdır ve bazı şirketler 3000'den fazla I/O geliştirmeyi beklemektedir. C4 bağlantısının avantajları şunlardır: (1) Mükemmel elektriksel ve termal özelliklere sahiptir. (2) Orta top sahası durumunda, G/Ç sayısı çok yüksek olabilir. (3) Ped boyutu ile sınırlı değildir. (4) Seri üretime uygun olabilir. (5) Boyut ve ağırlık büyük ölçüde azaltılabilir. Ek olarak, C4 bağlantısı, silikon gofret ile alt tabaka arasında en kısa ve en az parazitli sinyal iletim yolunu sağlayabilen yalnızca bir ara bağlantı arayüzüne sahiptir ve azaltılmış arayüz sayısı yapıyı daha basit ve daha güvenilir hale getirir. C4 bağlantısında hala birçok teknik zorluk var ve bunu elektronik ürünlere fiilen uygulamak hala zor. C4 bağlantıları yalnızca seramik yüzeylere uygulanabilir ve bunlar CBGA, CCGA ve MCM-C gibi yüksek performanslı, yüksek I/O sayılı ürünlerde yaygın olarak kullanılacaktır.

Şekil 1

2 DCA (Doğrudan Çip Takma)

C4'e benzer şekilde DCA, ultra ince aralıklı bir bağlantıdır (bkz. Şekil 2). DCA'nın silikon gofreti ve C4 bağlantısındaki silikon gofret aynı yapıya sahiptir. İkisi arasındaki fark, substrat seçiminde yatmaktadır. DCA'da kullanılan alt tabaka tipik bir baskı malzemesidir. DCA'nın lehim bilyesi bileşimi 97Pb/3Sn'dir ve bağlantı pedi üzerindeki lehim ötektik lehimdir (37Pb/63Sn). DCA için, aralık sadece 0.203-0.254mm olduğundan ötektik lehimin bağlantı pedlerine sızması oldukça zordur, bu nedenle lehim pastası baskısı yerine kurşun-kalay lehim kaplanır. montajdan önce bağlantı pedlerinin üst kısmına Ped üzerindeki lehim hacmi çok katıdır, genellikle diğer ultra ince adım bileşenlerinden daha lehimlidir. Bağlantı pedi üzerindeki 0.051-0.102mm kalınlığındaki lehim, önceden kaplanmış olduğu için genellikle hafif kubbe şeklindedir. Yamadan önce düzleştirilmelidir, aksi takdirde lehim topunun ve pedin güvenilir şekilde hizalanmasını etkiler.

şekil 2

Bu tür bir bağlantı, mevcut yüzeye montaj ekipmanı ve süreçleri ile sağlanabilir. İlk olarak, akı baskı yoluyla silikon gofretlerin üzerine dağıtılır, ardından gofretler monte edilir ve son olarak yeniden akıtılır. DCA montajında ​​kullanılan yeniden akış sıcaklığı yaklaşık 220 derecedir, bu, lehim toplarının erime noktasından daha düşük ancak bağlantı pedlerinde ötektik lehimin erime noktasından daha yüksektir. Silikon çip üzerindeki lehim topları, sert destekler görevi görür. Top ve ped arasında bir lehim bağlantısı oluşturulur. İki farklı Pb/Sn bileşimi ile oluşturulan lehim eklemi için, iki lehim arasındaki arayüz lehim ekleminde aslında belirgin değildir, ancak 97Pb/3Sn'den 37Pb/63Sn'ye yumuşak bir geçiş bölgesi oluşur. Lehim toplarının sert desteği nedeniyle, lehim topları DCA düzeneğinde "çökmez", aynı zamanda kendi kendini düzelten özelliklere de sahiptir. DCA uygulanmaya başlandı, I/O sayısı ağırlıklı olarak 350'nin altında ve bazı şirketler 500'den fazla I/O geliştirmeyi planlıyor. Bu teknoloji geliştirmenin itici gücü, daha yüksek G/Ç sayıları değil, öncelikle boyut, ağırlık ve maliyetteki azalmalardır. DCA'nın özellikleri C4'e çok benzer. DCA, PCB ile bağlantıyı gerçekleştirmek için mevcut yüzey montaj teknolojisini kullanabildiğinden, özellikle taşınabilir elektronik ürünlerin uygulamasında bu teknolojiyi kullanabilen birçok uygulama vardır. Bununla birlikte, DCA teknolojisinin avantajları göz ardı edilemez. DCA teknolojisinin geliştirilmesinde hala birçok teknik zorluk var. Gerçek üretimde bu teknolojiyi kullanan çok fazla montajcı yok ve hepsi DCA uygulamasını genişletmek için teknoloji seviyesini iyileştirmeye çalışıyor. DCA bağlantısı, bu yüksek yoğunluklu karmaşıklıkları PCB'ye aktardığından, PCB üretiminin zorluğunu artırır. Ek olarak, lehim topları ile silikon gofret üretiminde uzmanlaşmış birkaç üretici var. Hala dikkat edilmeye değer birçok sorun var ve ancak bu sorunlar çözüldüğünde DCA teknolojisinin gelişimi desteklenebilir.

3. FCAA (Flip Chip Yapıştırıcı Eklentisi) FCAA bağlantısının birçok biçimi vardır ve henüz geliştirmenin ilk aşamasındadır. Silikon gofret ve alt tabaka arasındaki bağlantı lehim kullanmaz, bunun yerine yapıştırıcı kullanır. Bu bağlantıdaki silikon çipin alt kısmında lehim topları veya lehim tümsekleri gibi yapılar olabilir. FCAA'da kullanılan yapıştırıcılar, gerçek uygulamadaki bağlantı koşullarına bağlı olarak izotropik ve anizotropik türleri içerir. Ek olarak, alt tabaka seçimi genellikle seramikleri, baskılı karton malzemeleri ve esnek devre kartlarını içerir. Bu teknoloji henüz olgunlaşmamıştır ve burada daha fazla detaylandırılmayacaktır.