Pakiet BGA

Wraz z postępem technologii integracji, ulepszaniem sprzętu i wykorzystaniem technologii głębokiego submikronowego, LSI, VLSI i ULSI pojawiały się jeden po drugim. Poziom integracji pojedynczych chipów krzemowych nadal wzrastał, a wymagania dotyczące pakowania układów scalonych stały się bardziej rygorystyczne. Przy gwałtownym wzroście wzrasta również zużycie energii. Wychodząc naprzeciw potrzebom rozwoju, na bazie oryginalnych odmian opakowań, dodano nową odmianę - opakowania typu ball grid array, określane jako BGA (Ball Grid Array Package).

Pamięć wyposażona w technologię BGA może zwiększyć pojemność pamięci od dwóch do trzech razy przy zachowaniu tej samej objętości. W porównaniu z TSOP, BGA ma mniejszą objętość, lepszą wydajność rozpraszania ciepła i wydajność elektryczną. Technologia pakowania BGA znacznie poprawiła pojemność pamięci na cal kwadratowy. Przy tej samej pojemności ilość produktów pamięci wykorzystujących technologię pakowania BGA to tylko jedna trzecia opakowań TSOP; ponadto w porównaniu z tradycyjnymi metodami pakowania TSOP, opakowania BGA Istnieje szybszy i skuteczniejszy sposób na odprowadzanie ciepła.

Zaciski I/O obudowy BGA są rozmieszczone pod obudową w postaci okrągłych lub kolumnowych złączy lutowanych w szyku. Zaletą technologii BGA jest to, że chociaż liczba pinów we/wy wzrosła, odstępy między pinami nie zmniejszyły się, ale wzrosły, co poprawia wydajność montażu; chociaż jego zużycie energii wzrasta, BGA można spawać metodą kontrolowanego zapadania się wiórów, co może poprawić jego wydajność elektrotermiczną; grubość i waga są zmniejszone w porównaniu z poprzednimi technologiami pakowania; parametry pasożytnicze (duży prąd, gdy zmienia się amplituda, zakłócenie napięcia wyjściowego) maleje, opóźnienie transmisji sygnału jest małe, a częstotliwość użytkowania znacznie wzrasta; montaż może być spawaniem współpłaszczyznowym, a niezawodność jest wysoka.

Gdy tylko pojawił się układ BGA, stał się on najlepszym wyborem w przypadku układów VLSI o dużej gęstości, wysokiej wydajności, wielu funkcjach i dużej liczbie pinów we/wy, takich jak procesory i mosty północ-południe. Jego cechy to:

1. Chociaż liczba pinów we/wy wzrosła, odstęp między pinami jest znacznie większy niż w przypadku QFP, co poprawia wydajność montażu;

2. Chociaż wzrasta zużycie energii, BGA można lutować metodą kontrolowanego zapadania się chipa, zwaną lutowaniem C4, co może poprawić jego wydajność elektrotermiczną;

3. Grubość jest zmniejszona o ponad 1/2 niż w przypadku QFP, a waga jest zmniejszona o ponad 3/4;

4. Parametry pasożytnicze są zmniejszone, opóźnienie transmisji sygnału jest niewielkie, a częstotliwość użytkowania znacznie zwiększona;

5. Do montażu można zastosować spawanie współpłaszczyznowe o wysokiej niezawodności;

6. Opakowanie BGA jest nadal takie samo jak QFP i PGA, zajmując zbyt dużą powierzchnię podłoża;

Dodatkowo do tego typu przeróbek BGA, które też będą łatwiejsze:

1. Podłoże PBGA (plastikowe BGA): generalnie wielowarstwowa płyta złożona z 2-4 warstw materiałów organicznych. Wśród procesorów serii Intel wszystkie procesory Pentium II, III i IV korzystają z tego pakietu. W ciągu ostatnich dwóch lat pojawiła się inna forma: IC jest bezpośrednio powiązany z planszą. Jego cena jest znacznie tańsza niż cena regularna i jest powszechnie stosowana w grach i innych dziedzinach, które nie mają ścisłych wymagań jakościowych.

2. Podłoże CBGA (CeramicBGA): czyli podłoże ceramiczne. Połączenie elektryczne między chipem a podłożem jest zwykle instalowane za pomocą flip chipa (w skrócie FlipChip, FC). Wśród procesorów z serii Intel procesory Pentium I, II i Pentium Pro korzystały z tego pakietu.

3. Podłoże FCBGA (FilpChipBGA): twarde podłoże wielowarstwowe.

4. Podłoże TBGA (TapeBGA): Podłoże to płytka PCB z warstwą miękkiej warstwy 1-2 w kształcie paska.

5. Podłoże CDPBGA (Carity Down PBGA): odnosi się do obszaru wiórów (znanego również jako obszar wnęki) z kwadratowym zagłębieniem pośrodku opakowania.

Pakiet BGA

1. Przebieg procesu pakowania PBGA spajanego drutem

① Przygotowanie podłoża PBGA

Laminuj bardzo cienką (grubość 12 ~ 18 μm) folię miedzianą po obu stronach płyty rdzenia z żywicy / szkła BT, a następnie wykonaj wiercenie i metalizację otworów przelotowych. Użyj konwencjonalnej technologii przetwarzania PCB, aby wykonać grafikę po obu stronach podłoża, taką jak pasma przewodzące, elektrody i układy lądowe do instalowania kulek lutowniczych. Następnie dodaje się maskę lutowniczą i tworzy wzór, aby odsłonić elektrody i podkładki. W celu poprawy wydajności produkcji substrat zwykle zawiera wiele substratów PBG.

② Proces pakowania

Rozrzedzanie płytek → cięcie płytek → łączenie matrycowe → czyszczenie plazmowe → łączenie drutów → czyszczenie plazmowe → pakowanie formowania → montaż kulek lutowniczych → lutowanie rozpływowe → znakowanie powierzchni → separacja → kontrola końcowa → opakowanie testowe

Jeśli test nie jest OK, chip należy usunąć/wylutować, więc konieczna jest przeróbka, jak poniżej: