Pacote BGA

Com o avanço da tecnologia de integração, a melhoria do equipamento e o uso da tecnologia submicron profunda, LSI, VLSI e ULSI apareceram um após o outro. O nível de integração de chips únicos de silício continuou a aumentar e os requisitos para encapsulamento de circuitos integrados tornaram-se mais rígidos. Com um aumento acentuado, o consumo de energia também aumenta. A fim de atender às necessidades de desenvolvimento, com base nas variedades de embalagens originais, uma nova variedade foi adicionada - embalagem de matriz de grade de esferas, conhecida como BGA (Ball Grid Array Package).

A memória empacotada com tecnologia BGA pode aumentar a capacidade de memória em duas a três vezes, mantendo o mesmo volume. Comparado com o TSOP, o BGA possui menor volume, melhor desempenho de dissipação de calor e desempenho elétrico. A tecnologia de embalagem BGA melhorou muito a capacidade de armazenamento por polegada quadrada. Com a mesma capacidade, o volume de produtos de memória que usam a tecnologia de empacotamento BGA é apenas um terço do volume do empacotamento TSOP; além disso, em comparação com os métodos tradicionais de embalagem TSOP, a embalagem BGA é uma maneira mais rápida e eficaz de dissipar o calor.

Os terminais de E/S do pacote BGA são distribuídos sob o pacote na forma de juntas de solda circulares ou colunares em uma matriz. A vantagem da tecnologia BGA é que, embora o número de pinos de E/S tenha aumentado, o espaçamento dos pinos não diminuiu, mas aumentou, portanto, o rendimento da montagem é melhorado; embora seu consumo de energia aumente, o BGA pode ser soldado com um método de chip de colapso controlado, o que pode melhorar seu desempenho eletrotérmico; a espessura e o peso são reduzidos em comparação com as tecnologias de embalagem anteriores; parâmetros parasitas (grande corrente quando a amplitude muda, a perturbação da tensão de saída) diminui, o atraso na transmissão do sinal é pequeno e a frequência de uso é bastante aumentada; o conjunto pode ser soldagem coplanar e a confiabilidade é alta.

Assim que o BGA apareceu, ele se tornou a melhor escolha para empacotamento de pinos de E/S de alta densidade, alto desempenho, multifuncional e alto de chips VLSI, como CPUs e pontes norte-sul. Suas características são:

1. Embora o número de pinos de I/O tenha aumentado, o espaçamento de pinos é muito maior que o do QFP, o que melhora o rendimento da montagem;

2. Embora seu consumo de energia aumente, o BGA pode ser soldado pelo método de chip de colapso controlado, conhecido como soldagem C4, que pode melhorar seu desempenho eletrotérmico;

3. A espessura é reduzida em mais de 1/2 do que a do QFP e o peso é reduzido em mais de 3/4;

4. Os parâmetros parasitas são reduzidos, o atraso na transmissão do sinal é pequeno e a frequência de uso é bastante aumentada;

5. A soldagem coplanar pode ser usada para montagem, com alta confiabilidade;

6. A embalagem BGA ainda é a mesma que QFP e PGA, ocupando muita área de substrato;

Além disso, para esse tipo de retrabalho de BGA, o que também será mais fácil:

1. Substrato PBGA (Plastic BGA): geralmente uma placa multicamada composta por 2-4 camadas de materiais orgânicos. Entre as CPUs da série Intel, os processadores Pentium II, III e IV usam esse pacote. Nos últimos dois anos, surgiu outra forma: ou seja, o CI é vinculado diretamente à diretoria. Seu preço é muito mais barato que o preço normal, e geralmente é usado em jogos e outros campos que não possuem requisitos rígidos de qualidade.

2. Substrato CBGA (CeramicBGA): ou seja, um substrato cerâmico. A conexão elétrica entre o chip e o substrato geralmente é instalada por flip chip (FlipChip, FC para abreviar). Entre as CPUs da série Intel, os processadores Pentium I, II e Pentium Pro usaram esse pacote.

3. Substrato FCBGA (FilpChipBGA): substrato rígido multicamadas.

4. Substrato TBGA (TapeBGA): O substrato é uma placa de circuito PCB de camada macia 1-2 em forma de tira.

5. Substrato CDPBGA (Carity Down PBGA): refere-se à área do chip (também conhecida como área da cavidade) com uma depressão quadrada no centro da embalagem.

pacote BGA

1. Fluxo do processo de embalagem de PBGA ligado por fio

① Preparação do substrato PBGA

Lamine uma folha de cobre muito fina (12~18μm de espessura) em ambos os lados da placa de núcleo de resina/vidro BT e, em seguida, execute a perfuração e a metalização através do orifício. Use a tecnologia de processamento de PCB convencional para fazer gráficos em ambos os lados do substrato, como bandas de condução, eletrodos e matrizes de terra para instalar bolas de solda. Uma máscara de solda é então adicionada e padronizada para expor os eletrodos e almofadas. A fim de melhorar a eficiência da produção, um substrato geralmente contém vários substratos PBG.

② Processo de embalagem

Desbaste de wafer→corte de wafer→ligação de matriz→limpeza de plasma→ligação de fios→limpeza de plasma→embalagem de moldagem→montagem de esferas de solda→soldagem por refluxo→marcação de superfície→separação→inspeção final→embalagem de balde de teste

Se o teste não estiver OK, o chip precisa ser removido/dessoldado, então uma máquina de retrabalho é necessária conforme abaixo: