Progressi nella tecnologia Flip Chip: una nuova era nella confezione BGA

I chip di flip rappresentano una significativa evoluzione nelle tecnologie di imballaggio dell'array a sfera (BGA), segnando i progressi nel regno della progettazione elettronica.Questi componenti, che eliminano la tradizionale necessità per i fili di legame di collegare i diodi di silicio ai frame conduciti, sono emersi per la prima volta a causa degli sforzi pionieristici di IBM nel 1962. Inizialmente, hanno migliorato la connettività sui substrati ceramici e da allora sono passati da applicazioni di nicchia all'utilizzo della nicchia.dispositivi.Oggi svolgono un ruolo fondamentale nella maggior parte dei microprocessori utilizzati in laptop, desktop e server.

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Flip Chip Technology rispetto al BGA convenzionale

Comprensione di Flip Chip e BGA

Per molti anni, i progetti convenzionali per la griglia a sfera (BGA) hanno fatto affidamento su legami metallici per stabilire collegamenti tra il dado e il substrato.Sebbene competente, questo metodo provoca inavvertitamente l'induttanza indesiderata e rappresenta un rischio per le emissioni di interferenze elettromagnetiche (EMI), i problemi spesso riscontrati nei gadget elettronici di oggi.Questi percorsi non impediscono solo l'efficienza e limitano la densità di potenza;Approfondono anche le preoccupazioni EMI esistenti, creando ostacoli per raggiungere la funzionalità di picco del dispositivo.

I vantaggi della tecnologia Flip Chip

In contrasto, la tecnologia Flip Chip porta avanti un passo sostanziale attaccando direttamente l'area attiva del chip al telaio di piombo.Questo metodo inventivo riduce significativamente le lunghezze del percorso, frenando l'induttanza indesiderata e rimuovendo la fase di legame del substrato.Una qualità affascinante di questa tecnologia sta nella sua capacità di massimizzare le connessioni I/O all'interno di uno spazio limitato.Questa impresa si ottiene attraverso la formazione di contatti simultanei tramite un singolo ciclo di reflow, sovraperformando il processo sequenziale spesso noioso nel legame filo.Di conseguenza, la tecnologia del chip di lancio aumenta sia l'efficienza di produzione che il rapporto costo-efficacia.

Miglioramenti delle prestazioni

L'incorporamento della tecnologia del chip non solo raffina l'efficacia elettrica, ma migliora anche le proprietà termiche e meccaniche.Questa tecnologia è progressivamente favorita in scenari che richiedono una progettazione compatta e un'affidabilità superiore, come i gadget di telecomunicazione all'avanguardia e ad alta frequenza.Coerentemente osservato attraverso ripetuti esperimenti e distribuzione, l'adozione della tecnologia Flip Chip ha dimostrato la capacità di ridurre le interferenze complessive del sistema, un tratto apprezzato in situazioni critiche.

Flip Chip Chip BGA Processo di produzione

Tecniche per la formazione di urto

Prima di applicare i dossi di saldatura, i pad di connessione del chip vengono trattati con la metallizzazione sotto i bump (UBM).Ciò comporta uno strato metallico protettivo che le guardie contro l'ossidazione e gestisce la diffusione dei metalli, contribuendo così a prestazioni durature.Per applicare la saldatura vengono utilizzate tecniche avanzate come l'elettroplatura o la deposizione dell'ago di precisione, seguite da un processo di riflusso per formare dossi uniformi.L'attenzione ai dettagli in questa fase influenza significativamente i risultati elettrici, guidando i progressi in corso nei metodi di deposizione.

Processo di attaccamento

L'allineamento del chip implica capovolgerlo per abbinare i dossi della saldatura con i cuscinetti del substrato, che richiedono una precisione rigida.L'uso del reflow aria calda riscalda le sfere di saldatura fino a quando non si scioglieno parzialmente, creando collegamenti con bassa resistenza e induttanza.Applicazione degli aiuti al flusso di saldatura rimuovendo gli ossidi e migliorando la bagnatura.Molti nel settore sottolineano l'importanza della precisione e della tecnologia in questo allineamento, in quanto influisce notevolmente sulle prestazioni complessive del chip.

Applicazione del sottobosco epossidico

Per combattere le variazioni di espansione termica tra il chip e il substrato, il sottofondo epossidico viene accuratamente applicato attorno ai bordi del chip.L'azione capillare garantisce che gli spargi sotto il chip, dove è curato per formare un legame robusto.Questo strato offre protezione dalle sfide ambientali e rafforza sostanzialmente l'integrità meccanica, contribuendo a una durata della durata dell'assemblaggio più lunga.La scelta di materiali e tecniche di erogazione svolge un ruolo significativo in questo processo, attirando l'attenzione sul suo contributo all'affidabilità e alla durata.

Ottimizzazione del layout BGA Flip Chip

Configurazione del modello di terra

Nell'intricato mondo della progettazione di PCB, la configurazione di motivi di terra comporta una scelta tra l'uso della maschera non venduta definita (NMSD) con cuscinetti metallici più piccoli o maschera per saldatura (SMD) con maschere di saldatura più piccole.I modelli NMSD migliorano la durata del legame di saldatura e forniscono opzioni di routing versatili, ma richiedono strategie di routing meticolose per prevenire i rischi di cortocircuito causati dall'eccessiva rotta.D'altra parte, i modelli SMD garantiscono una solida adesione sebbene introducano alcune sfide di routing che richiedono accurate alterazioni del design.Le intuizioni del settore mostrano spesso che la scelta del metodo giusto è modellata da specifiche richieste di applicazione e dalle sollecitazioni riscontrate durante l'uso effettivo.

Considerazioni di routing e tracce

Negli assembly BGA, il routing è fortemente influenzato dalla larghezza e dalla spaziatura delle tracce, influenzando sia l'efficacia del routing di fuga che le considerazioni sui costi.Tracce più strette possono conservare gli strati ma possono aumentare le spese di produzione e compromettere le prestazioni dei circuiti.L'arte del routing mettono in discussione l'abilità tecnica con un giudizio economico per ottimizzare la funzionalità del circuito.Le esperienze dal campo evidenziano che la collaborazione proattiva tra team di progettazione e produzione promuove strategie di routing superiori, riducendo la probabilità di battute d'arresto inaspettate.

Tramite implementazione

I VIA sono canali perforati che consentono le transizioni del segnale tra gli strati in un PCB multistrato.Sono disponibili in tre varianti:

- Attraverso: si estende dall'alto verso il basso.

- Blind tramite: si collega dall'alto o dal basso a uno strato interno.

- Incorporato tramite: si collega tra due livelli interni.

Vias cieco offre una soluzione economica consentendo ai segnali di viaggiare sotto di loro, riducendo la necessità di ulteriori strati PCB.Tuttavia, la VIA a foro a foro fornisce un'ampia flessibilità di progettazione.Posizionare VIA all'interno di un pad di atterraggio di rame (tramite cuscinetti) diminuisce l'utilizzo dello spazio di routing, tagliando le spese di produzione complessive.Tramite cuscinetti di acquisizione e cuscinetti terrestri di superficie mantengono una connessione elettrica tramite le corde.

La tabella seguente mostra le dimensioni tipiche tramite pad di cattura utilizzate dai fornitori di PCB.

Specifiche	Tipico (MILS)
Traccia/spazio larghezza	5/5
Perforato diametro del foro	12
Finito via diametro	8
Via PAD CATTURA	25: 5
Aspetto rapporto	7: 1

Termico tramite design

I VIA termici ingegnosamente realizzati sono parte integrante di un'efficace gestione termica del PCB, aiutando sostanzialmente il trasferimento di calore e influenzando la resistenza termica.Aspetti come il numero, le dimensioni e la costruzione di queste VIA sono cruciali per prestazioni termiche efficienti.Le prove degli scenari del settore affermano che ottimizzare il termico tramite configurazioni può migliorare in particolare l'affidabilità del prodotto in contesti ad alta temperatura, rafforzando il loro ruolo nelle strategie complete di gestione termica.

Tecniche avanzate di gestione termica

La gestione termica avanzata per i progetti BGA Flip Chip si impegna a promuovere in modo efficiente la dissipazione del calore dal nucleo, utilizzando l'alta conduttività termica delle superfici al silicio esposte.L'impiego di una varietà di strategie di raffreddamento come i dissipatori di calore passivi o attivi, insieme a VIA termici e piani di diffusione, può aumentare significativamente le prestazioni del dispositivo.I risultati pratici rafforzano l'importanza di adattarsi alle strategie termiche per allinearsi con le condizioni operative e ambientali del dispositivo, migliorando così la durata e l'efficienza.

Assemblea SMT - Best practice

La precisione e l'uniformità sono cruciali nell'assemblaggio di pacchetti BGA Flip Chip.Impiegare tecniche di assemblaggio automatizzate, posizionare strategicamente i fiduciali per un allineamento preciso dei componenti e mantenere una spaziatura adeguata tra le parti sono le pratiche essenziali.La coerenza nella pasta di saldatura è vitale per la qualità dell'assemblaggio.L'implementazione di adeguate tecniche di reflow termico, in particolare utilizzando la convezione forzata, e il controllo delle variazioni di temperatura a livello di scheda durante il reflow sono fondamentali per evitare difetti.L'utilizzo di file CAD verificati garantisce una stretta aderenza a severi standard elettronici, promuovendo risultati di produzione eccezionali.