BGA Pakage
1. חבילת BGA (הסרה/ביטול הלחמה, הרכבה והלחמה)
2. משמש ליצרן לוח אם לתיקון
3. מחקר ופיתוח להלחמת רכיבים על PCBa
4. יד חדשה יכולה לשלוט בה תוך 30 דקות.
תיאור
עם התקדמות טכנולוגיית האינטגרציה, שיפור הציוד והשימוש בטכנולוגיית תת-מיקרון עמוקה, הופיעו LSI, VLSI ו-ULSI בזה אחר זה. רמת האינטגרציה של שבבי סיליקון בודדים המשיכה לעלות, והדרישות לאריזת מעגלים משולבים הלכו והחמירו. עם עלייה חדה, גם צריכת החשמל עולה. על מנת לענות על צורכי הפיתוח, על בסיס זני האריזה המקוריים, נוסף זן חדש - אריזות מערך רשת כדוריות המכונה BGA (Ball Grid Array Package).
הזיכרון ארוז בטכנולוגיית BGA יכול להגדיל את קיבולת הזיכרון פי שניים עד שלושה תוך שמירה על אותו נפח. בהשוואה ל-TSOP, ל-BGA נפח קטן יותר, ביצועי פיזור חום טובים יותר וביצועים חשמליים. טכנולוגיית אריזה BGA שיפרה מאוד את קיבולת האחסון לאינץ' רבוע. תחת אותה קיבולת, נפח מוצרי הזיכרון המשתמשים בטכנולוגיית אריזה BGA הוא רק שליש מזה של אריזות TSOP; בנוסף, בהשוואה לשיטות אריזה מסורתיות של TSOP, אריזות BGA יש דרך מהירה ויעילה יותר לפזר חום.
מסופי ה-I/O של חבילת BGA מופצים מתחת לאריזה בצורה של מפרקי הלחמה עגולים או עמודים במערך. היתרון של טכנולוגיית BGA הוא שלמרות שמספר פיני ה-I/O גדל, מרווח הפינים לא ירד אלא גדל, ובכך התפוקה של ההרכבה השתפרה; למרות שצריכת החשמל שלו עולה, ניתן לרתך את BGA בשיטת שבב קריסה מבוקרת, מה שיכול לשפר את הביצועים האלקטרו-תרמיים שלו; עובי ומשקל מופחתים בהשוואה לטכנולוגיות אריזה קודמות; פרמטרים טפיליים (זרם גדול כאשר המשרעת משתנה, הפרעת מתח המוצא) פוחתת, עיכוב שידור האות קטן ותדירות השימוש גדלה מאוד; המכלול יכול להיות ריתוך קו-מישורי, והאמינות גבוהה.
ברגע שה-BGA הופיע, הוא הפך לבחירה הטובה ביותר עבור אריזת פיני I/O בצפיפות גבוהה, ביצועים גבוהים, רב תפקודיים וגבוהים של שבבי VLSI כגון CPUs וגשרים צפון-דרום. המאפיינים שלו הם:
1. למרות שמספר פיני ה-I/O גדל, מרווח הפינים גדול בהרבה מזה של QFP, מה שמשפר את תפוקת ההרכבה;
2. למרות שצריכת החשמל שלו עולה, ניתן להלחים את BGA בשיטת שבב קריסה מבוקרת, המכונה הלחמה C4, שיכולה לשפר את הביצועים האלקטרו-תרמיים שלו;
3. העובי מצטמצם ביותר מ-1/2 מזה של QFP, והמשקל מצטמצם ביותר מ-3/4;
4. הפרמטרים הטפיליים מופחתים, עיכוב שידור האות קטן ותדירות השימוש גדלה מאוד;
5. ניתן להשתמש בריתוך קו-פלארי להרכבה, עם אמינות גבוהה;
6. אריזת BGA עדיין זהה ל-QFP ו-PGA, תופסת יותר מדי שטח מצע;
בנוסף, עבור סוג זה של עיבוד מחדש של BGA, שיהיה קל יותר גם כן:
1. מצע PBGA (פלסטיק BGA): בדרך כלל לוח רב-שכבתי המורכב משכבות 2-4 של חומרים אורגניים. בין המעבדים מסדרת אינטל, מעבדי Pentium II, III ו-IV כולם משתמשים בחבילה זו. בשנתיים האחרונות צצה צורה נוספת: כלומר, ה-IC קשור ישירות ללוח. המחיר שלו זול בהרבה מהמחיר הרגיל, ובדרך כלל משתמשים בו במשחקים ובתחומים אחרים שאין להם דרישות איכות קפדניות.
2. מצע CBGA (CeramicBGA) : כלומר מצע קרמי. החיבור החשמלי בין השבב למצע מותקן בדרך כלל על ידי Flip Chip (קיצור FlipChip, FC). בין המעבדים מסדרת אינטל, מעבדי Pentium I, II ו-Pentium Pro השתמשו כולם בחבילה זו.
3. מצע FCBGA (FilpChipBGA) : מצע רב שכבתי קשיח.
4. מצע TBGA (TapeBGA): המצע הוא לוח מעגל PCB רך בצורת רצועה 1-2 שכבה.
5. מצע CDPBGA (Carity Down PBGA): מתייחס לאזור השבב (הידוע גם כאזור החלל) עם שקע מרובע במרכז האריזה.
חבילת BGA
1. זרימת תהליך אריזה של PBGA מלוכדת חוט
① הכנת מצע PBGA
לרבד רדיד נחושת דק מאוד (12 ~ 18 מיקרומטר בעובי) משני צידי לוח ליבת שרף/זכוכית BT, ולאחר מכן בצע קידוח ומתכת חור. השתמש בטכנולוגיית עיבוד PCB קונבנציונלית ליצירת גרפיקה משני צידי המצע, כגון פסי הולכה, אלקטרודות ומערכי קרקע להתקנת כדורי הלחמה. לאחר מכן מתווספת מסכת הלחמה ומעצבת כדי לחשוף את האלקטרודות והרפידות. על מנת לשפר את יעילות הייצור, מצע מכיל בדרך כלל מספר מצעי PBG.
② תהליך אריזה
דילול רקיק ← חיתוך פרוס ← הדבקת מתות ← ניקוי פלזמה ← הדבקת חוטים ← ניקוי פלזמה ← יציקת אריזות ← הרכבת כדורי הלחמה ← הלחמה חוזרת ← סימון פני השטח ← הפרדה ← בדיקה סופית ← אריזת דלי בדיקה
אם הבדיקה לא תקינה, יש להסיר/להרחיק את השבב, ולכן יש צורך במכונת עיבוד מחדש כמפורט להלן:
