BGA ညီလာခံ

BGA သည် Ball Grid Array ထုပ်ပိုးမှုနည်းပညာဟုလည်းသိကြပြီး၊ သည်သိပ်သည်းဆမြင့်သောမျက်နှာပြင်တပ်ဆင်ထုပ်ပိုးမှုနည်းပညာဖြစ်သည်။ ပက်ကေ့ဂျ်၏အောက်ခြေတွင်၊ ပင်ချောင်းများသည် စက်လုံးဖြစ်ပြီး ဂရစ်ပုံသဏ္ဍာန်ပုံစံဖြင့် စီထားခြင်းဖြစ်သောကြောင့် BGA ဟု အမည်ပေးသည်။

BGA ထုပ်ပိုးခြင်းရဲ့ အားသာချက်တွေက ဘာတွေလဲ။ အခြားထုပ်ပိုးမှုနည်းလမ်းများနှင့် မည်သို့ကွာခြားသနည်း။

1. Pin Layout နှင့် Density

ရိုးရာ pin ထုပ်ပိုးမှု (ဥပမာ DIP, SOP စသည်ဖြင့်) များသောအားဖြင့် အထုပ်၏ နှစ်ဖက် သို့မဟုတ် လေးဘက်တွင် ချစ်ပ်တံများကို စီစဉ်ပေးသည်။ ဆန့်ကျင်ဘက်အားဖြင့်၊ BGA ထုပ်ပိုးမှုသည် အောက်ခြေမျက်နှာပြင်တစ်ခုလုံးရှိ ချစ်ပ်ပင်များကို ဖြန့်ကျက်ပြီး လုံးပတ်ဂဟေဘောလုံးများကို အသုံးပြု၍ ချိတ်ဆက်ပေးသည်။ ဤအပြင်အဆင်သည် BGA ထုပ်ပိုးမှုတွင် ပိုမိုမြင့်မားသော pin သိပ်သည်းဆကို ရရှိစေပြီး တူညီသောမှတ်ဉာဏ်စွမ်းရည်ကို ထိန်းသိမ်းထားစဉ် ထုထည်ပမာဏကို သုံးပုံတစ်ပုံအထိ လျှော့ချနိုင်စေပါသည်။ ၎င်းသည် ပရိုဆက်ဆာများနှင့် ဂရပ်ဖစ်ချစ်ပ်များကဲ့သို့သော ပင်နံပါတ်များစွာရှိသော စွမ်းဆောင်ရည်မြင့် ချစ်ပ်များအတွက် သင့်လျော်စေသည်။

၅

သမားရိုးကျ pin ထုပ်ပိုးမှု လုပ်ငန်းစဉ်များသည် အချိန်ကုန်ပြီး အမှားအယွင်းများ ဖြစ်နိုင်ခြေရှိသော manual pin alignment နှင့် soldering operations များ လိုအပ်ပါသည်။ ဆန့်ကျင်ဘက်အားဖြင့်၊ BGA ထုပ်ပိုးမှုသည် ပုံမှန်အားဖြင့် ကုန်ထုတ်လုပ်မှုအတွက် အလိုအလျောက် စက်ကိရိယာများကို အသုံးပြုပြီး manual pin alignment နှင့် ဂဟေဆက်ခြင်းအတွက် လိုအပ်မှုကို ဖယ်ရှားပေးပါသည်။ ၎င်းသည် BGA ထုပ်ပိုးမှုလုပ်ငန်းစဉ်ကို ပိုမိုထိရောက်၊ ယုံကြည်စိတ်ချရပြီး ကုန်ကျစရိတ်သက်သာစေသည်။

3. အပူပိုင်းစွမ်းဆောင်ရည်

ရိုးရာ pin ထုပ်ပိုးမှုတွင် အထူးအပူပေးသည့် ဒီဇိုင်းမျိုး မရှိတတ်ပါ။ BGA ထုပ်ပိုးမှုတွင် သတ္တုအောက်ခြေကို မကြာခဏ ဖော်စပ်ထားကာ ထိတွေ့မှုဧရိယာ ပိုကြီးကာ အပူကို စုပ်ယူနိုင်စေရန် ကူညီပေးသည်။ ထို့အပြင်၊ ဂဟေဘောလုံးများမှတဆင့် ချစ်ပ်နှင့် အလွှာ၏ ချိတ်ဆက်မှုသည် ခိုင်ခံ့သောအပူစီးကူးလမ်းကြောင်းကို ဖြစ်ပေါ်စေပြီး ချစ်ပ်အတွင်းမှ ထုတ်ပေးသော အပူများကို ပြင်ပပတ်ဝန်းကျင်သို့ ပိုမိုထိရောက်စွာ စိမ့်ဝင်စေပါသည်။ ထို့ကြောင့် အခြားထုပ်ပိုးမှုနည်းလမ်းများနှင့် နှိုင်းယှဉ်ပါက BGA ထုပ်ပိုးမှုသည် အပူပိုင်းစွမ်းဆောင်ရည်တွင် သာလွန်ကောင်းမွန်ပါသည်။

4. Signal Transmission and Interference

သမားရိုးကျ pin ထုပ်ပိုးမှုတွင်၊ ပင်ချောင်းများသည် အချက်ပြဆူညံသံနှင့် စကားသံကြားခြင်းကို ခံရနိုင်သည့် ရှည်လျားကျဉ်းမြောင်းသော ဝါယာကြိုးများမှတစ်ဆင့် ချစ်ပ်နှင့် အလွှာကို ချိတ်ဆက်သည်။ ဆန့်ကျင်ဘက်အားဖြင့်၊ BGA ထုပ်ပိုးမှုသည် ချစ်ပ်နှင့် အလွှာကို ဂဟေဘောလုံးများမှတစ်ဆင့် ချိတ်ဆက်ပေးကာ ပိုတို၍ တည်ငြိမ်သော အချက်ပြထုတ်လွှင့်မှုလမ်းကြောင်းများကို ဖြစ်ပေါ်စေသည်။ ၎င်းသည် အချက်ပြနှောင့်ယှက်မှုအန္တရာယ်ကို ထိထိရောက်ရောက် လျှော့ချပေးပြီး ပိုမိုစိတ်ချရသော အချက်ပြထုတ်လွှင့်မှုကို ပံ့ပိုးပေးသည်။

5. စက်မှုတည်ငြိမ်မှု

၎င်း၏ သာလွန်ကောင်းမွန်သောစွမ်းဆောင်ရည်ကြောင့် BGA ထုပ်ပိုးမှုသည် မိုက်ခရိုပရိုဆက်ဆာများနှင့် ဂရပ်ဖစ်ချစ်ပ်များကဲ့သို့သော သိပ်သည်းဆမြင့်သော၊ ပါဝါမြင့်ချစ်ပ်များအတွက် အထူးသင့်လျော်ပါသည်။ ဆက်သွယ်ရေးစက်များ၊ ကွန်ပျူတာများ၊ မော်တော်ကားအီလက်ထရွန်းနစ်ပစ္စည်းများ၊ လူသုံးအီလက်ထရွန်နစ်ပစ္စည်းများ၊ စက်မှုထိန်းချုပ်ရေးနှင့် ကိရိယာတန်ဆာပလာများတွင် တွင်ကျယ်စွာအသုံးပြုကြသည်။

BGA Packaging Process Flow

1. Wafer ပါးပါးလှီးပါ။

Wafer ပါးလွှာခြင်းကို wafer ၏နောက်ကျောကို အရှိန်ပြင်းပြင်းဖြင့်ကြိတ်စက်ဖြင့် ကြိတ်ခြင်းဖြင့် ရရှိသည်။ ဤလုပ်ငန်းစဉ်သည် အပူများစုပုံခြင်းနှင့် အမှိုက်များစုပုံခြင်းမှကာကွယ်ရန် ရေအအေးခံခြင်းနှင့် သန့်ရှင်းရေးတို့လည်း လိုအပ်ပါသည်။ ချစ်ပ်ကို တိကျသောအထူသို့ ပါးအောင်ပြုလုပ်ရန် လိုအပ်ပါက၊ အတွင်းစိတ်ဖိစီးမှုကို လျှော့ချရန် ထုတ်ကုန်အမျိုးအစားပေါ် မူတည်၍ ပွတ်ပေးသည်။ ပါးလွှာပြီးနောက်၊ wafer မျက်နှာပြင်ကို တိပ်ဖြင့် ဖယ်ရှားပြီးနောက် အထူတိုင်းတာခြင်းနှင့် အရည်အသွေးစစ်ဆေးခြင်းတို့ဖြင့် ဖယ်ရှားသည်။

2. ချစ်ပ်ဖြတ်ခြင်း။

wafer ပါးလွှာပြီးနောက်၊ အပြာရောင်တိပ်ပြားကို အသုံးပြု၍ သတ္တုလက်စွပ်ပေါ်တွင် wafer ကို ကပ်ထားသည်။ အဓိက ချစ်ပ်ဖြတ်ခြင်းနည်းလမ်းများမှာ ဓါးခုတ်ခြင်းနှင့် လေဆာဖြတ်တောက်ခြင်း ဖြစ်သည်။ Blade cutting သည် wafer dicing လမ်းကြောင်းတစ်လျှောက်လုံးလုံးဖြတ်တောက်ရန် စက်ဝိုင်းရှိဓါးကိုအသုံးပြုပြီး wafer ကို အပြာရောင်တိပ်ပေါ်တွင် စနစ်တကျစီစဉ်ထားသော ချစ်ပ်ပြားတစ်ခုစီသို့ ပိုင်းခြားထားသည်။ လေဆာဖြတ်တောက်ခြင်းသည် အတုံးလိုက်လမ်းကြောင်းတစ်လျှောက်ရှိ ပစ္စည်းများကို အငွေ့ပျံစေရန် လေဆာရောင်ခြည်၏စွမ်းအင်ကိုအသုံးပြုပြီး wafer ကို တစ်ဦးချင်းစီချစ်ပ်များအဖြစ် ပိုင်းခြားထားသည်။ IC wafer လုပ်ငန်းစဉ်များသည် 10nm အောက်သို့ တိုးလာသည်နှင့်အမျှ k low-k ပစ္စည်းများ ပိုမိုအသုံးပြုလာကာ လေဆာဖြတ်တောက်ခြင်းသည် အဆက်အသွယ်မရှိသောဖြတ်တောက်ခြင်း၊ ကျဉ်းမြောင်းသောဖြတ်တောက်ခြင်းအကျယ်နှင့် အရည်အသွေးမြင့် ဖြတ်တောက်ခြင်းများ၏ လိုအပ်ချက်များကို ဖြည့်ဆည်းပေးနိုင်ပါသည်။

3. ချစ်ပ်ပြားတပ်ဆင်ခြင်း။

Chip တပ်ဆင်ခြင်းတွင် ဒီဇိုင်းပုံဆွဲခြင်းအပေါ် အခြေခံ၍ ငွေရောင်ငါးပိ သို့မဟုတ် DAF ဖလင်ကဲ့သို့ ပစ္စည်းများ အသုံးပြု၍ ချစ်ပ်ကို အလွှာပေါ်တွင် ပြုပြင်ခြင်း ပါဝင်သည်။ အဓိကရည်ရွယ်ချက်မှာ ချစ်ပ်ပြားကို လုံခြုံစေရန်နှင့် ချစ်ပ်မှ အပူကို သယ်ဆောင်ရန်ဖြစ်သည်။

4. Plasma သန့်ရှင်းရေး

ဝါယာကြိုးချည်နှောင်ခြင်းမပြုမီ ပလာစမာသန့်ရှင်းရေးသည် အိုင်ယွန်အိုင်းယွန်း အာဂွန်အိုင်းယွန်းများ၊ အီလက်ထရွန်များနှင့် တက်ကြွသောအုပ်စုများကို အသုံးပြုကာ၊ ထို့နောက် လေဟာနယ်စနစ်ဖြင့် ဖယ်ရှားပေးသည့် ဆပ်စထရိတ်နှင့် ချစ်ပ်မျက်နှာပြင်ပေါ်ရှိ ညစ်ညမ်းမှုများကို တည်ငြိမ်စေပါသည်။ ၎င်းသည် ဝါယာကြိုးချည်နှောင်စဉ်အတွင်း မျက်နှာပြင်ကို သန့်စင်ပေးကာ ချိတ်ဆက်မှုအားကောင်းစေသည်။ မျက်နှာပြင် ညစ်ညမ်းမှုနှင့် ကာဗွန်အကြွင်းအကျန်များကို သန့်စင်ရန်အတွက် စွမ်းအင်မြင့် အာဂွန်နှင့် အောက်ဆီဂျင်အိုင်ယွန်းများကို အသုံးပြုကာ ပလာစမာသန့်ရှင်းရေး၊ PCB နှင့် encapsulation ပစ္စည်းကြားတွင် ချိတ်ဆက်မှုအားကောင်းစေရန်၊ ထုတ်ကုန်ယုံကြည်စိတ်ချရမှုကို မြှင့်တင်ပေးသည့် အလွှာမျက်နှာပြင်ကို အသက်ဝင်စေပါသည်။

5. ဝါယာကြိုးချည်နှောင်ခြင်း။

ဝါယာကြိုးချည်နှောင်ခြင်းသည် ထုပ်ပိုးမှုတွင် အရေးကြီးသောအဆင့်တစ်ခုဖြစ်ပြီး၊ လျှပ်စစ်ချိတ်ဆက်မှုရရှိစေရန် ဝါယာကြိုးများ (ရွှေ၊ ကြေးနီ သို့မဟုတ် ငွေအလွိုင်း) သည် ချစ်ပ်ပေါ်ရှိ အလူမီနီယမ်ပြားများနှင့် အလွှာပေါ်ရှိ သတ္တုပြားများနှင့် ချိတ်ထားသည်။ အောက်ပါပုံသည် BGA ဝါယာကြိုးချည်နှောင်ပြီးနောက် SEM ပုံကိုပြသသည်။

6. Encapsulation

Encapsulation သည် မြင့်မားသောအပူချိန်တွင် encapsulation ပစ္စည်းအား မှိုအပေါက်ထဲသို့ ထိုးသွင်းပြီး viscosity နည်းသော အရည်အဖြစ်သို့ အရည်ပျော်ခြင်း ပါဝင်ပါသည်။ encapsulation material ၏အတွင်းပိုင်း epoxy resin သည် hardeners နှင့် coupling agents များ၏အကူအညီဖြင့် encapsulation ကိုအပြီးသတ်စေသည်။

7. Post-Curing

ကုသပြီးနောက်တွင် ထုပ်ပိုးထားသောပစ္စည်းကို အပူချိန်မြင့်မြင့်တွင် ဖုတ်ခြင်း၊ epoxy resin မော်လီကျူးဖွဲ့စည်းပုံအား တည်ငြိမ်စေခြင်း၊ encapsulation မာကျောခြင်းနှင့် အတွင်းပိုင်းဖိစီးမှုကို သက်သာစေရန် မြင့်မားသောအပူချိန်တွင် ဖုတ်ခြင်းပါဝင်သည်။

8. အမှတ်အသားပြုခြင်း။

အမှတ်အသားလုပ်ခြင်းတွင် ထုတ်ကုန်အမည်၊ ထုတ်လုပ်သည့်ရက်စွဲနှင့် ထုတ်ကုန်ကို ခွဲခြားသိမြင်နိုင်စေရန်နှင့် ခြေရာခံနိုင်မှုအတွက် အခြားအချက်အလက်များကို တံဆိပ်တပ်ရန်အတွက် ချစ်ပ်၏အရှေ့ဘက်တွင် မှင်ပုံနှိပ်ခြင်း သို့မဟုတ် လေဆာဖြင့် ထွင်းထုခြင်းတို့ ပါဝင်ပါသည်။

9. Ball Placement

ဤသည်မှာ BGA ထုပ်ပိုးမှုတွင် အထူးလုပ်ငန်းစဉ်တစ်ခုဖြစ်ပြီး ဂဟေဘောလုံးများကို ဂဟေကွက်များ (NiAu သို့မဟုတ် ကြေးနီ OSP) ၏နောက်ဘက်ရှိ ဂဟေဆော်ပြားများပေါ်တွင် ထားရှိခြင်းဖြစ်သည်။ ဂဟေငါးပိကို အသုံးပြုပြီး ဘောလုံးများကို အအေးခံပြီးနောက် အလွှာထဲသို့ ဘောလုံးများကို ဂဟေထုပ်များဖြင့် eutectic ပုံစံဖြစ်အောင် မီးဖိုတွင် ပြန်ထည့်သည်။ ပြန်လည်စီးဆင်းလာသော ဂဟေဘောလုံးများသည် ချစ်ပ်ကို ပြင်ပဆားကစ်များနှင့် ချိတ်ဆက်ကာ BGA ပက်ကေ့ခ်ျ၏ I/O pins ဖြစ်လာသည်။ အောက်ဖော်ပြပါပုံသည် ဘောလုံးနေရာချထားမှုလုပ်ငန်းစဉ်ကို သရုပ်ဖော်ထားသည်။

10. Singulation

singulation မပြုမီ၊ လုပ်ငန်းစဉ်အားလုံးကို strip ဖြင့်လုပ်ဆောင်သည်။ ဤအဆင့်တွင် BGA အလွှာလွှာကို ဖြတ်တောက်ခြင်း သို့မဟုတ် ထုရိုက်ခြင်းဖြင့် နောက်ဆုံးထုတ်ကုန်အဖြစ် BGA ချစ်ပ်ပြားများအဖြစ် ခွဲထုတ်ခြင်း ပါဝင်သည်။

BGA Fan-Out ထည့်သွင်းစဉ်းစားချက်များ

1. 1.0mm BGA

• လမ်းကြောင်းများကြားတွင် ခြေရာခံတစ်ခုတည်း- 10-22 mil မှတစ်ဆင့်၊ 6 mil trace width၊ 5.5 mil trace-to- clearance ကိုသုံးပါ။
• လမ်းကြောင်းများကြားတွင် ခြေရာခံတစ်ခုတည်း- 8-18 mil မှတစ်ဆင့်၊ 6 mil trace width၊ 7.5 mil trace-to- clearance ကိုသုံးပါ။
• လမ်းကြောင်းနှစ်ခုကြားတွင် ခြေရာခံနှစ်ခု- ဖြတ်၍ 8-18 mil၊ 4 mil trace width၊ 4 mil trace-to-trace၊ 4.6 mil trace-to- clearance ကိုသုံးပါ။ ကွဲပြားသောအတွဲများအတွက်၊ BGA အတွင်းရှိ 4/4 mil အကွာအဝေးကို အသုံးပြုပြီး BGA အပြင်ဘက်တွင် ကွဲပြားသောအကွာအဝေးသို့ ပြောင်းလဲပါ။

2. 0.8mm BGA

• ကပ်လျက်လမ်းကြောင်းများကြားရှိ ခြေရာတစ်ခုသာ- ယေဘုယျအားဖြင့် 8-18 mil မှတစ်ဆင့်၊ 5 mil trace width, 4 mil trace-to-trace, 4.24 mil trace-to-clearance ကိုအသုံးပြုသည်။

3. 0.65mm BGA

• 8-16 mil မှတစ်ဆင့် ကပ်လျက် လမ်းကြောင်းများကြား ခြေရာမရှိ၊ fanout ကို ချိန်ညှိပါ။
• 8-16 mil မှတဆင့်၊ ကပ်လျက်လမ်းကြောင်းများကြားခြေရာများ၊ အတွင်းအလွှာ pad လျှော့ချရေး၊ 4 mil trace width၊ 5.3 mil trace-to-via clearance (မှတ်ချက်- leads ဖြင့် တူညီသောအလွှာတွင် ခြေရာမပေါက်ပါ)။
• 8-14 mil မှတဆင့် ၊ 3.5 mil trace width , 4 mil spacing , 4 mil trace-to- clearance ကိုသုံးပါ။ ဤနည်းလမ်းသည် စံ BGA လမ်းကြောင်းအတိုင်း လုပ်ဆောင်နိုင်သော်လည်း ထုတ်လုပ်ရန် ခက်ခဲသည်။