BGA-Paket

Mit dem Fortschritt der Integrationstechnologie, der Verbesserung der Ausrüstung und der Verwendung der Deep-Submicron-Technologie tauchten LSI, VLSI und ULSI nacheinander auf. Der Integrationsgrad von Silizium-Einzelchips nahm weiter zu, und die Anforderungen an die Verpackung integrierter Schaltungen wurden strenger. Bei einem starken Anstieg steigt auch der Stromverbrauch. Um den Anforderungen der Entwicklung gerecht zu werden, wurde auf der Grundlage der ursprünglichen Verpackungsvarianten eine neue Variante hinzugefügt - Ball-Grid-Array-Verpackung, die als BGA (Ball Grid Array Package) bezeichnet wird.

Der mit BGA-Technologie verpackte Speicher kann die Speicherkapazität bei gleichem Volumen um das Zwei- bis Dreifache erhöhen. Im Vergleich zu TSOP hat BGA ein kleineres Volumen, eine bessere Wärmeableitungsleistung und elektrische Leistung. Die BGA-Verpackungstechnologie hat die Speicherkapazität pro Quadratzoll erheblich verbessert. Bei gleicher Kapazität beträgt das Volumen von Speicherprodukten mit BGA-Packaging-Technologie nur ein Drittel des Volumens von TSOP-Packaging; Darüber hinaus gibt es im Vergleich zu herkömmlichen TSOP-Verpackungsmethoden, BGA-Verpackungen, eine schnellere und effektivere Möglichkeit, Wärme abzuleiten.

Die E/A-Anschlüsse des BGA-Gehäuses sind unter dem Gehäuse in Form von kreisförmigen oder säulenförmigen Lötstellen in einem Array verteilt. Der Vorteil der BGA-Technologie besteht darin, dass, obwohl die Anzahl der E/A-Pins zugenommen hat, der Pinabstand nicht abgenommen, sondern zugenommen hat, wodurch die Bestückungsausbeute verbessert wird; Obwohl der Stromverbrauch zunimmt, kann BGA mit einem kontrollierten Kollaps-Chip-Verfahren geschweißt werden, wodurch seine elektrothermische Leistung verbessert werden kann. Dicke und Gewicht werden im Vergleich zu früheren Verpackungstechnologien reduziert; parasitäre Parameter (großer Strom, wenn sich die Amplitude ändert, die Ausgangsspannungsstörung) nimmt ab, die Signalübertragungsverzögerung ist gering und die Nutzungshäufigkeit wird stark erhöht; Die Montage kann koplanar geschweißt werden und die Zuverlässigkeit ist hoch.

Sobald BGA auftauchte, wurde es zur besten Wahl für High-Density-, High-Performance-, Multifunktional- und High-I/O-Pin-Packaging von VLSI-Chips wie CPUs und North-South Bridges. Seine Eigenschaften sind:

1. Obwohl die Anzahl der I/O-Pins zugenommen hat, ist der Pinabstand viel größer als der von QFP, was die Montageausbeute verbessert;

2. Obwohl sein Stromverbrauch zunimmt, kann BGA durch das kontrollierte Kollaps-Chip-Verfahren gelötet werden, das als C4-Löten bezeichnet wird, was seine elektrothermische Leistung verbessern kann;

3. Die Dicke ist um mehr als 1/2 gegenüber der von QFP reduziert, und das Gewicht ist um mehr als 3/4 reduziert;

4. Die parasitären Parameter werden reduziert, die Signalübertragungsverzögerung ist klein und die Nutzungshäufigkeit wird stark erhöht;

5. Koplanares Schweißen kann mit hoher Zuverlässigkeit für die Montage verwendet werden;

6. BGA-Packaging ist immer noch dasselbe wie QFP und PGA und nimmt zu viel Substratfläche ein;

Außerdem gilt für diese Art der BGA-Nacharbeit, die ebenfalls einfacher sein wird:

1. PBGA (Plastic BGA)-Substrat: im Allgemeinen eine mehrschichtige Platine, die aus 2-4 Schichten organischer Materialien besteht. Unter den CPUs der Intel-Serie verwenden alle Pentium II-, III- und IV-Prozessoren dieses Paket. In den letzten zwei Jahren hat sich eine weitere Form herausgebildet: Das IC ist direkt an den Vorstand gebunden. Der Preis ist viel günstiger als der reguläre Preis und wird im Allgemeinen in Spielen und anderen Bereichen verwendet, die keine strengen Qualitätsanforderungen haben.

2. CBGA (CeramicBGA)-Substrat: das heißt, ein Keramiksubstrat. Die elektrische Verbindung zwischen Chip und Substrat wird üblicherweise per Flip-Chip (FlipChip, kurz FC) hergestellt. Unter den CPUs der Intel-Serie haben alle Pentium I-, II- und Pentium Pro-Prozessoren dieses Paket verwendet.

3. FCBGA (FilpChipBGA)-Substrat: hartes mehrschichtiges Substrat.

4. TBGA (TapeBGA) Substrat: Das Substrat ist eine streifenförmige PCB-Leiterplatte mit 1-2 Schicht.

5. CDPBGA (Carity Down PBGA)-Substrat: bezieht sich auf den Chipbereich (auch bekannt als Hohlraumbereich) mit einer quadratischen Vertiefung in der Mitte des Gehäuses.

BGA-Paket

1. Ablauf des Verpackungsprozesses von drahtgebondetem PBGA

① Vorbereitung des PBGA-Substrats

Laminieren Sie sehr dünne (12~18 μm dicke) Kupferfolie auf beiden Seiten der BT-Harz/Glas-Kernplatine und führen Sie dann Bohren und Durchgangslochmetallisierung durch. Verwenden Sie herkömmliche PCB-Verarbeitungstechnologie, um Grafiken auf beiden Seiten des Substrats zu erstellen, wie z. B. Leitungsbänder, Elektroden und Land-Arrays zum Installieren von Lötkugeln. Dann wird eine Lötmaske hinzugefügt und gemustert, um die Elektroden und Pads freizulegen. Um die Produktionseffizienz zu verbessern, enthält ein Substrat normalerweise mehrere PBG-Substrate.

② Verpackungsprozess

Wafer Thinning→Wafer Cutting→Die Bonding→Plasma Cleaning→Wire Bonding→Plasma Cleaning→Moulding Packaging→Montage von Lötkugeln→Reflow-Löten→Oberflächenmarkierung→Trennung→Endkontrolle→Testeimerverpackung

Wenn der Test nicht in Ordnung ist, muss der Chip entfernt/entlötet werden, daher ist eine Nachbearbeitungsmaschine wie folgt erforderlich: