BGA Reflow mašīna

Automātiska BGA pārstrādes iekārta DH-A2 dažādu mikroshēmu remontam

1. C4 (kontrolētās sakļautās mikroshēmas savienojums)

C4 ir forma, kas līdzīga īpaši smalkam solim BGA (sk. 1. attēlu). Ar silīcija plāksnīti savienotās lodēšanas lodītes bloka vispārējais solis ir 0.203-0,254 mm, lodēšanas lodītes diametrs ir 0.102-0,127 mm, un lodēšanas lodītes sastāvs ir 97Pb/3Sn. Šīs lodēšanas lodītes var pilnībā vai daļēji sadalīt uz silīcija plāksnītes. Tā kā keramika var izturēt augstākas plūsmas temperatūras, keramika tiek izmantota kā C4 savienojumu substrāti. Parasti uz keramikas virsmas tiek iepriekš sadalīti Au vai Sn pārklājuma savienojuma spilventiņi, un pēc tam tiek veikti flip-chip savienojumi C4 formā. C4 savienojumu nevar izmantot, un montāžai var izmantot esošās montāžas iekārtas un procesu, jo 97Pb/3Sn lodēšanas lodītes kušanas temperatūra ir 320 grādi, un starpsavienojuma konstrukcijā, izmantojot C4 savienojumu, nav cita lodēšanas sastāva. . C4 savienojumā lodēšanas pastas noplūdes vietā tiek izmantota drukāšanas augstas temperatūras plūsma. Pirmkārt, augstas temperatūras plūsma tiek uzdrukāta uz pamatnes paliktņiem vai silīcija vafeles lodēšanas lodītēm, un pēc tam lodēšanas lodītes uz silīcija vafeles un atbilstošie paliktņi uz pamatnes ir precīzi izlīdzināti, un pietiekamu saķeri nodrošina plūsmu, lai saglabātu relatīvo pozīciju, līdz tiek pabeigta atkārtotas plūsmas lodēšana. C4 savienojumam izmantotā atplūdes temperatūra ir 360 grādi. Šajā temperatūrā lodēšanas lodītes ir izkusušas, un silīcija vafele atrodas "suspendētā" stāvoklī. Lodmetāla virsmas spraiguma dēļ silīcija plāksne automātiski koriģēs lodēšanas lodītes un paliktņa relatīvo stāvokli, un galu galā lodmetāls sabruks. līdz noteiktam augstumam, lai izveidotu savienojuma punktu. C4 savienojuma metodi galvenokārt izmanto CBGA un CCGA pakotnēs. Turklāt daži ražotāji šo tehnoloģiju izmanto arī keramikas vairāku mikroshēmu moduļu (MCM-C) lietojumprogrammās. Ievadu/izeju skaits, kas izmanto C4 savienojumus, mūsdienās ir mazāks par 1500, un daži uzņēmumi plāno izstrādāt I/O, kas pārsniedz 3000. C4 savienojuma priekšrocības ir šādas: (1) Tam ir lieliskas elektriskās un termiskās īpašības. (2) Vidēja bumbas laukuma gadījumā I/O skaits var būt ļoti augsts. (3) Nav ierobežots ar spilventiņu izmēru. (4) Tas var būt piemērots masveida ražošanai. (5) Izmēru un svaru var ievērojami samazināt. Turklāt C4 savienojumam ir tikai viens starpsavienojuma interfeiss starp silīcija plāksni un substrātu, kas var nodrošināt īsāko un vismazāko signālu pārraides ceļu, un samazinātais saskarņu skaits padara struktūru vienkāršāku un uzticamāku. C4 savienojumā joprojām ir daudz tehnisku izaicinājumu, un joprojām ir grūti to faktiski piemērot elektroniskajiem izstrādājumiem. C4 savienojumus var izmantot tikai keramikas pamatnēm, un tos plaši izmantos augstas veiktspējas produktos ar augstu I/O skaitu, piemēram, CBGA, CCGA un MCM-C.

1. attēls

2 DCA (tiešā mikroshēmas pievienošana)

Līdzīgi kā C4, arī DCA ir īpaši smalka soļa savienojums (sk. 2. attēlu). DCA silīcija plāksnei un C4 savienojuma silīcija plāksnei ir vienāda struktūra. Atšķirība starp abiem ir substrāta izvēlē. DCA izmantotais substrāts ir tipisks drukas materiāls. DCA lodēšanas lodītes sastāvs ir 97Pb/3Sn, un savienojuma paliktņa lodmetāls ir eitektiskais lodmetāls (37Pb/63Sn). DCA gadījumā, tā kā atstatums ir tikai 0.203-0,254 mm, eitektiskajam lodlam ir diezgan grūti noplūst uz savienojuma paliktņiem, tāpēc lodēšanas pastas drukāšanas vietā tiek uzklāta svina-alvas lodēšana. savienojuma paliktņu augšpusē pirms montāžas. Lodmetāla tilpums uz paliktņa ir ļoti stingrs, parasti tas ir vairāk lodēts nekā citi īpaši smalki komponenti. Lodmetāls, kura biezums ir 0.{14}},102 mm uz savienojuma paliktņa, parasti ir nedaudz kupola formas, jo tas ir iepriekš pārklāts. Pirms plākstera tam jābūt izlīdzinātam, pretējā gadījumā tas ietekmēs lodēšanas lodītes un paliktņa uzticamu izlīdzināšanu.

2. attēls

Šāda veida savienojumu var panākt ar esošām virsmas montāžas iekārtām un procesiem. Pirmkārt, plūsma tiek izdalīta uz silīcija plāksnēm, drukājot, pēc tam vafeles tiek uzstādītas un visbeidzot pārpludinātas. DCA montāžā izmantotā atkārtotas plūsmas temperatūra ir aptuveni 220 grādi, kas ir zemāka par lodēšanas lodīšu kušanas temperatūru, bet augstāka par eitektiskā lodēšanas temperatūru uz savienojuma paliktņiem. Lodēšanas lodītes uz silīcija mikroshēmas darbojas kā stingri balsti. Starp lodi un paliktni tiek izveidots lodēšanas savienojums. Lodēšanas savienojumam, kas izveidots ar diviem dažādiem Pb/Sn sastāviem, saskarne starp diviem lodmetāliem lodēšanas savienojumā faktiski nav acīmredzama, bet veidojas vienmērīga pārejas apgabals no 97Pb/3Sn uz 37Pb/63Sn. Pateicoties lodēšanas lodīšu stingrajam atbalstam, lodēšanas lodītes "nesabrūk" DCA komplektā, bet tām ir arī paškoriģējošas īpašības. DCA ir sākta lietot, I/O skaits galvenokārt ir mazāks par 350, un daži uzņēmumi plāno izstrādāt vairāk nekā 500 I/O. Šīs tehnoloģijas attīstības stimuls nav lielāks I/O skaits, bet gan galvenokārt izmēra, svara un izmaksu samazinājums. DCA īpašības ir ļoti līdzīgas C4. Tā kā DCA var izmantot esošo virsmas montāžas tehnoloģiju, lai izveidotu savienojumu ar PCB, ir daudz lietojumprogrammu, kas var izmantot šo tehnoloģiju, jo īpaši portatīvo elektronisko izstrādājumu lietošanā. Tomēr DCA tehnoloģijas priekšrocības nevar pārvērtēt. DCA tehnoloģijas attīstībā joprojām ir daudz tehnisku izaicinājumu. Faktiskajā ražošanā šo tehnoloģiju izmanto maz montētāju, un viņi visi cenšas uzlabot tehnoloģiju līmeni, lai paplašinātu DCA pielietojumu. Tā kā DCA savienojums pārnes šīs ar augstu blīvumu saistītās sarežģītības uz PCB, tas palielina PCB ražošanas grūtības. Turklāt ir maz ražotāju, kas specializējas silīcija vafeļu ar lodēšanas lodēm ražošanā. Joprojām ir daudz problēmu, kurām ir vērts pievērst uzmanību, un tikai tad, kad šīs problēmas ir atrisinātas, var veicināt DCA tehnoloģiju attīstību.

3. FCAA (flip Chip Adhesive Attachment) Ir daudz FCAA savienojuma veidu, un tas joprojām ir izstrādes sākuma stadijā. Savienojumam starp silīcija plāksni un substrātu neizmanto lodmetālu, bet gan līmi. Šajā savienojumā silīcija mikroshēmas apakšā var būt lodēšanas lodītes vai struktūras, piemēram, lodēšanas izciļņi. FCAA izmantotās līmvielas ietver izotropus un anizotropus veidus atkarībā no savienojuma apstākļiem faktiskajā pielietojumā. Turklāt substrātu izvēle parasti ietver keramiku, iespiedplašu materiālus un elastīgās shēmas plates. Šī tehnoloģija vēl nav nobriedusi un šeit netiks sīkāk izstrādāta.