پکیج BGA

با پیشرفت فناوری یکپارچه سازی، بهبود تجهیزات و استفاده از فناوری زیر میکرون عمیق، LSI، VLSI و ULSI یکی پس از دیگری ظاهر شدند. سطح ادغام تراشه های تک سیلیکونی همچنان افزایش می یابد و الزامات برای بسته بندی مدار مجتمع سخت تر می شود. با افزایش شدید، مصرف برق نیز افزایش می یابد. به منظور پاسخگویی به نیازهای توسعه، بر اساس انواع بسته بندی اصلی، یک نوع جدید اضافه شده است - بسته بندی آرایه شبکه ای توپ، به نام BGA (بسته بندی آرایه گرید توپ).

حافظه بسته بندی شده با فناوری BGA می تواند ظرفیت حافظه را دو تا سه برابر افزایش دهد و در عین حال همان حجم را حفظ کند. در مقایسه با TSOP، BGA دارای حجم کمتر، عملکرد اتلاف حرارت بهتر و عملکرد الکتریکی است. فناوری بسته بندی BGA ظرفیت ذخیره سازی در هر اینچ مربع را تا حد زیادی بهبود بخشیده است. با همین ظرفیت، حجم محصولات حافظه با استفاده از فناوری بسته بندی BGA تنها یک سوم حجم بسته بندی TSOP است. علاوه بر این، در مقایسه با روش‌های سنتی بسته‌بندی TSOP، بسته‌بندی BGA راه سریع‌تر و مؤثرتری برای دفع گرما وجود دارد.

پایانه های ورودی/خروجی بسته BGA در زیر بسته به شکل اتصالات لحیم کاری دایره ای یا ستونی در یک آرایه توزیع می شوند. مزیت فناوری BGA این است که اگرچه تعداد پین های ورودی/خروجی افزایش یافته است، فاصله پین ​​ها کاهش نیافته بلکه افزایش یافته است، بنابراین بازده مونتاژ بهبود می یابد. اگرچه مصرف برق آن افزایش می یابد، BGA را می توان با روش تراشه فروپاشی کنترل شده جوش داد، که می تواند عملکرد الکتروترمال آن را بهبود بخشد. ضخامت و وزن در مقایسه با فناوری های بسته بندی قبلی کاهش می یابد. پارامترهای انگلی (جریان بزرگ هنگامی که دامنه تغییر می کند، اختلال ولتاژ خروجی) کاهش می یابد، تاخیر انتقال سیگنال کم است و فرکانس استفاده بسیار افزایش می یابد. مونتاژ می تواند جوش همسطح باشد و قابلیت اطمینان بالا است.

به محض ظهور BGA، بهترین انتخاب برای بسته بندی پین های با چگالی بالا، کارایی بالا، چند منظوره و بالا ورودی/خروجی تراشه های VLSI مانند CPU ها و پل های شمال-جنوب شد. ویژگی های آن عبارتند از:

1. اگرچه تعداد پین های ورودی/خروجی افزایش یافته است، فاصله پین ​​ها بسیار بزرگتر از QFP است که بازده مونتاژ را بهبود می بخشد.

2. اگرچه مصرف برق آن افزایش می یابد، BGA را می توان با روش تراشه فروپاشی کنترل شده، به نام لحیم کاری C4، لحیم کاری کرد که می تواند عملکرد الکتروترمال آن را بهبود بخشد.

3. ضخامت بیش از 1/2 از QFP کاهش می یابد و وزن بیش از 3/4 کاهش می یابد.

4. پارامترهای انگلی کاهش می یابد، تاخیر انتقال سیگنال کم است و فرکانس استفاده بسیار افزایش می یابد.

5. جوش همسطح را می توان برای مونتاژ، با قابلیت اطمینان بالا استفاده کرد.

6. بسته بندی BGA همچنان مانند QFP و PGA است و سطح زیرلایه زیادی را اشغال می کند.

علاوه بر این، برای این نوع از دوباره کاری BGA که ساده تر نیز خواهد بود:

1. بستر PBGA (Plastic BGA): به طور کلی یک تخته چند لایه از 2-4 لایه مواد آلی تشکیل شده است. در میان پردازنده های سری اینتل، پردازنده های Pentium II، III و IV همگی از این بسته استفاده می کنند. در دو سال گذشته، شکل دیگری ظاهر شده است: یعنی آی سی مستقیماً به هیئت مدیره متصل است. قیمت آن بسیار ارزان تر از قیمت معمولی است و عموماً در بازی ها و سایر زمینه هایی که الزامات کیفی سختی ندارند استفاده می شود.

2. بستر CBGA (CeramicBGA): یعنی بستر سرامیکی. اتصال الکتریکی بین تراشه و بستر معمولاً توسط تراشه فلیپ (FlipChip, FC به اختصار) نصب می شود. در بین CPU های سری اینتل، پردازنده های Pentium I، II و Pentium Pro همگی از این بسته استفاده کرده اند.

3. بستر FCBGA (FilpChipBGA): بستر سخت چند لایه.

4. زیرلایه TBGA (TapeBGA): بستر یک صفحه مدار مدار مدار چاپی با لایه نرم 1-2 نواری است.

5. بستر CDPBGA (Carity Down PBGA): به ناحیه تراشه (همچنین به عنوان ناحیه حفره شناخته می شود) با یک فرورفتگی مربع در مرکز بسته اطلاق می شود.

بسته BGA

1. جریان فرآیند بسته بندی PBGA متصل به سیم

① آماده سازی بستر PBGA

فویل مسی بسیار نازک (ضخامت 12 تا 18 میکرومتر) را در هر دو طرف صفحه هسته رزین/شیشه BT لمینیت کنید و سپس مته کاری و متالیزاسیون از طریق سوراخ را انجام دهید. از فناوری پردازش PCB معمولی برای ایجاد تصاویر گرافیکی در هر دو طرف بستر، مانند نوارهای رسانش، الکترودها و آرایه های زمین برای نصب توپ های لحیم کاری استفاده کنید. سپس یک ماسک لحیم کاری اضافه می شود و برای نمایان شدن الکترودها و لنت ها الگوبرداری می شود. به منظور بهبود راندمان تولید، یک بستر معمولا حاوی چندین بستر PBG است.

② فرآیند بسته بندی

نازک شدن ویفر → برش ویفر → پیوند قالب → تمیز کردن پلاسما → اتصال سیم → تمیز کردن پلاسما → قالب گیری بسته بندی → مونتاژ توپ های لحیم کاری → لحیم کاری مجدد → علامت گذاری سطح → جداسازی → بازرسی نهایی → بسته بندی سطل آزمایشی

اگر تست درست نیست، تراشه باید برداشته شود/لحیم شود، بنابراین ماشین دوباره کاری به شرح زیر ضروری است: