BGA mašina za reflow

Automatska BGA mašina za preradu DH-A2 za popravku raznih strugotina

1. C4 (Controlled Collapse Chip Connection Controlled Collapse Chip Connection)

C4 je oblik sličan BGA ultra finog nagiba (vidi sliku 1). Opšti nagib niza kuglica za lemljenje spojene na silikonsku pločicu je 0.203-0.254mm, prečnik kuglice za lemljenje je 0.102-0.127mm, i sastav kuglice za lemljenje je 97Pb/3Sn. Ove kuglice za lemljenje mogu se u potpunosti ili djelomično rasporediti na silikonsku pločicu. Budući da keramika može izdržati više temperature povratnog toka, keramika se koristi kao podloga za C4 spojeve. Obično se po površini keramike prethodno rasporede Au ili Sn spojni jastučići, a zatim se izvode flip-chip veze u obliku C4. C4 veza se ne može koristiti, a postojeća oprema i proces za montažu mogu se koristiti za montažu jer je temperatura topljenja 97Pb/3Sn kuglice za lemljenje 320 stepeni, a u strukturi interkonekcije pomoću C4 veze nema drugog sastava lema. . U spoju C4, umjesto curenja paste za lemljenje, koristi se štamparski visokotemperaturni fluks. Prvo, visokotemperaturni fluks se štampa na jastučićima podloge ili kuglicama za lemljenje silikonske pločice, a zatim kuglice za lemljenje na silikonskoj pločici i odgovarajući jastučići na podlozi su precizno poravnati, a dovoljna adhezija se obezbeđuje pomoću fluks za održavanje relativnog položaja dok se lemljenje povratnim tokom ne završi. Temperatura povratnog toka koja se koristi za C4 priključak je 360 ​​stepeni. Na ovoj temperaturi, kuglice za lemljenje se tope i silicijumska pločica je u "suspendovanom" stanju. Zbog površinske napetosti lema, silikonska pločica će automatski ispraviti relativni položaj kuglice za lemljenje i jastučića, i na kraju će se lem srušiti. do određene visine da bi se formirala tačka spajanja. C4 metoda povezivanja se uglavnom koristi u CBGA i CCGA paketima. Osim toga, neki proizvođači također koriste ovu tehnologiju u aplikacijama keramičkih multi-chip modula (MCM-C). Broj I/O koji koriste C4 veze danas je manji od 1500, a neke kompanije očekuju da će razviti I/O više od 3000. Prednosti C4 veze su: (1) Ima odlične električne i termičke osobine. (2) U slučaju srednjeg hoda lopte, I/O broj može biti vrlo visok. (3) Nije ograničeno veličinom jastučića. (4) Može biti pogodan za masovnu proizvodnju. (5) Veličina i težina se mogu znatno smanjiti. Osim toga, C4 konekcija ima samo jedno interkonekciono sučelje između silikonske pločice i podloge, koje može osigurati najkraći i najmanji put prijenosa signala smetnji, a smanjeni broj interfejsa čini strukturu jednostavnijom i pouzdanijom. Još uvijek postoji mnogo tehničkih izazova u vezi C4, i još uvijek je teško to stvarno primijeniti na elektroničke proizvode. C4 konekcije se mogu primijeniti samo na keramičke podloge i imat će široku primjenu u proizvodima visokih performansi i velikog broja I/O, kao što su CBGA, CCGA i MCM-C.

Slika 1

2 DCA (Direct Chip Attach)

Slično kao C4, DCA je veza ultra finog nagiba (vidi sliku 2). Silicijumska pločica DCA i silikonska pločica u C4 spoju imaju istu strukturu. Razlika između njih je u izboru podloge. Supstrat koji se koristi u DCA je tipičan materijal za štampanje. Sastav kuglice za lemljenje DCA je 97Pb/3Sn, a lem na spojnoj ploči je eutektički lem (37Pb/63Sn). Za DCA, pošto je razmak samo 0.203-0.254 mm, prilično je teško da eutektički lem procuri na priključne jastučiće, pa se umjesto štampe lemne paste nanosi olovno-kalajni lem. vrh priključnih pločica prije montaže. Količina lema na pločici je vrlo stroga, obično više lemljena od ostalih komponenti ultra finog koraka. Lem debljine 0.051-0.102 mm na priključnoj ploči je općenito blago kupolastog oblika jer je prethodno obložen. Mora se izravnati prije zakrpe, inače će utjecati na pouzdano poravnanje kuglice za lemljenje i jastučića.

Slika 2

Ova vrsta veze se može postići sa postojećom opremom i procesima za površinsku montažu. Prvo, fluks se isporučuje na silikonske pločice štampanjem, zatim se oblatne montiraju i na kraju ponovo vraćaju. Temperatura povratnog toka koja se koristi u DCA montaži je oko 220 stepeni, što je niže od tačke topljenja kuglica za lemljenje, ali više od tačke topljenja eutektičkog lema na jastučićima za povezivanje. Kuglice za lemljenje na silikonskom čipu djeluju kao čvrsti oslonci. Između kuglice i jastučića formira se spoj za lemljenje. Za spoj za lemljenje formiran sa dva različita sastava Pb/Sn, granica između dva lema zapravo nije očigledna u lemnom spoju, ali se formira glatki prelazni region sa 97Pb/3Sn na 37Pb/63Sn. Zbog krutog oslonca kuglica za lemljenje, kuglice za lemljenje se ne "slamaju" u DCA sklopu, već imaju i svojstva samoispravljanja. DCA je počeo da se primenjuje, broj I/O je uglavnom ispod 350, a neke kompanije planiraju da razviju više od 500 I/O. Poticaj za razvoj ove tehnologije nije veći broj I/O, već prvenstveno smanjenje veličine, težine i cijene. Karakteristike DCA su vrlo slične C4. Budući da DCA može koristiti postojeću tehnologiju površinske montaže za ostvarivanje veze sa PCB-om, postoji mnogo aplikacija koje mogu koristiti ovu tehnologiju, posebno u primjeni prijenosnih elektroničkih proizvoda. Međutim, prednosti DCA tehnologije ne mogu se precijeniti. Još uvijek postoje mnogi tehnički izazovi u razvoju DCA tehnologije. Nema mnogo asemblera koji koriste ovu tehnologiju u stvarnoj proizvodnji, i svi oni pokušavaju poboljšati nivo tehnologije kako bi proširili primjenu DCA. Budući da DCA veza prenosi te složenosti visoke gustine na PCB, to povećava poteškoće u proizvodnji PCB-a. Osim toga, postoji nekoliko proizvođača specijaliziranih za proizvodnju silikonskih pločica sa kuglicama za lemljenje. Još uvijek ima mnogo problema na koje vrijedi obratiti pažnju, a tek kada se ti problemi riješe može se promovirati razvoj DCA tehnologije.

3. FCAA (Flip Chip Adhesive Attachment) Postoji mnogo oblika FCAA veze, a ona je još uvijek u ranoj fazi razvoja. Veza između silikonske pločice i podloge ne koristi lem, već ljepilo. Donji dio silikonskog čipa u vezi s tim može imati kuglice za lemljenje ili strukture kao što su izbočine za lemljenje. Ljepila koja se koriste u FCAA uključuju izotropne i anizotropne tipove, ovisno o uvjetima povezivanja u stvarnoj primjeni. Osim toga, odabir podloga obično uključuje keramiku, materijale za štampane ploče i fleksibilne ploče. Ova tehnologija još nije sazrela i ovdje se neće dalje razrađivati.