설명
각종 칩 보수용 자동 BGA 재작업기 DH-A2
1. C4(Collapse Chip 연결 제어 Collapse 칩 연결)
C4는 초미세 피치 BGA와 유사한 형태입니다(그림 1 참조). 실리콘 웨이퍼에 연결된 솔더 볼 어레이의 일반적인 피치는 0.203-0.254mm이고, 솔더 볼의 직경은 0.102-0.127mm이고, 솔더 볼 조성은 97Pb/3Sn입니다. 이러한 솔더 볼은 실리콘 웨이퍼에 완전히 또는 부분적으로 분포될 수 있습니다. 세라믹은 더 높은 리플로우 온도를 견딜 수 있기 때문에 세라믹은 C4 연결을 위한 기판으로 사용됩니다. 일반적으로 Au 또는 Sn 도금된 연결 패드는 세라믹 표면에 미리 분포된 다음 C4 형태의 플립 칩 연결이 수행됩니다. C4 연결을 사용할 수 없고, 97Pb/3Sn 솔더 볼의 용융 온도가 320도이고 C4 연결을 사용한 인터커넥트 구조에 솔더의 다른 조성이 없기 때문에 기존 조립 장비 및 공정을 조립에 사용할 수 있습니다. . C4 연결에서는 솔더 페이스트 누출 대신 인쇄 고온 플럭스가 사용됩니다. 먼저 기판의 패드 또는 실리콘 웨이퍼의 솔더볼에 고온의 플럭스를 인쇄한 후 실리콘 웨이퍼의 솔더볼과 기판의 해당 패드를 정밀하게 정렬하여 충분한 접착력을 제공한다. 리플 로우 솔더링이 완료 될 때까지 상대 위치를 유지하기 위해 플럭스. C4 연결에 사용된 리플로 온도는 360도입니다. 이 온도에서 솔더 볼이 녹고 실리콘 웨이퍼는 "부유" 상태에 있습니다. 솔더의 표면 장력으로 인해 실리콘 웨이퍼는 솔더 볼과 패드의 상대적 위치를 자동으로 수정하고 결국 솔더는 붕괴됩니다. 연결 지점을 형성하기 위해 특정 높이까지. C4 연결 방법은 주로 CBGA 및 CCGA 패키지에서 사용됩니다. 또한 일부 제조업체는 세라믹 다중 칩 모듈(MCM-C) 애플리케이션에서도 이 기술을 사용합니다. 오늘날 C4 연결을 사용하는 I/O의 수는 1500개 미만이며 일부 회사에서는 3000개를 초과하는 I/O를 개발할 것으로 예상합니다. C4 연결의 장점은 다음과 같습니다. (1) 우수한 전기적 및 열적 특성이 있습니다. (2) 중간 볼 피치의 경우 I/O 횟수가 매우 높을 수 있습니다. (3) 패드 크기에 제한이 없습니다. (4) 대량 생산에 적합할 수 있다. (5) 크기와 무게를 크게 줄일 수 있습니다. 또한 C4 연결은 실리콘 웨이퍼와 기판 사이에 인터커넥트 인터페이스가 하나만 있어 가장 짧고 간섭이 적은 신호 전송 경로를 제공할 수 있으며 인터페이스 수가 줄어들어 구조가 더 간단하고 신뢰할 수 있습니다. C4 연결은 아직 기술적인 문제가 많고, 전자제품에 실제로 적용하기는 어렵다. C4 연결은 세라믹 기판에만 적용할 수 있으며 CBGA, CCGA 및 MCM-C와 같은 고성능, 높은 I/O 개수 제품에 널리 사용될 것입니다.
그림 1
2 DCA(직접 칩 부착)
C4와 유사하게 DCA는 초미세 피치 연결입니다(그림 2 참조). DCA의 실리콘 웨이퍼와 C4 연결의 실리콘 웨이퍼는 동일한 구조를 가지고 있습니다. 이 둘의 차이점은 기판 선택에 있습니다. DCA에 사용되는 기판은 대표적인 인쇄재료이다. DCA의 솔더 볼 조성은 97Pb/3Sn이며, 연결 패드의 솔더는 공융 솔더(37Pb/63Sn)입니다. DCA의 경우 간격이 0.203-0.254mm에 불과하기 때문에 공융 솔더가 연결 패드로 누출되기가 상당히 어렵기 때문에 솔더 페이스트 인쇄 대신 납-주석 솔더가 표면에 도금됩니다. 조립하기 전에 연결 패드의 상단. 패드의 솔더 양은 매우 엄격하며 일반적으로 다른 초미세 피치 구성 요소보다 더 많은 솔더입니다. 연결 패드의 두께가 0.{14}}.102mm인 솔더는 사전 도금되어 있기 때문에 일반적으로 약간 돔 모양입니다. 패치 전에 수평을 맞춰야 합니다. 그렇지 않으면 솔더 볼과 패드의 안정적인 정렬에 영향을 미칩니다.
그림 2
이러한 유형의 연결은 기존 표면 실장 장비 및 프로세스로 달성할 수 있습니다. 먼저 플럭스를 인쇄하여 실리콘 웨이퍼에 분사한 다음 웨이퍼를 장착하고 최종적으로 리플로우합니다. DCA 어셈블리에 사용되는 리플로 온도는 약 220도이며, 이는 솔더 볼의 융점보다 낮지만 연결 패드의 공융 솔더 융점보다 높습니다. 실리콘 칩의 솔더 볼은 단단한 지지대 역할을 합니다. 볼과 패드 사이에 솔더 조인트 연결이 형성됩니다. 두 개의 서로 다른 Pb/Sn 조성으로 형성된 솔더 조인트의 경우 두 솔더 사이의 계면은 솔더 조인트에서 실제로 명확하지 않지만 97Pb/3Sn에서 37Pb/63Sn으로의 부드러운 전이 영역이 형성됩니다. 솔더 볼의 단단한 지지로 인해 솔더 볼은 DCA 어셈블리에서 "붕괴"되지 않지만 자체 수정 속성도 있습니다. DCA가 적용되기 시작했고 I/O의 수는 주로 350개 미만이며 일부 회사는 500개 이상의 I/O를 개발할 계획입니다. 이 기술 개발의 원동력은 더 많은 I/O 수가 아니라 주로 크기, 무게 및 비용의 감소입니다. DCA의 특성은 C4와 매우 유사합니다. DCA는 기존의 표면 실장 기술을 사용하여 PCB와의 연결을 실현할 수 있기 때문에 이 기술을 사용할 수 있는 응용 프로그램이 많이 있습니다. 특히 휴대용 전자 제품의 응용 프로그램에서 그렇습니다. 그러나 DCA 기술의 장점은 아무리 강조해도 지나치지 않습니다. DCA 기술의 개발에는 여전히 많은 기술적 과제가 있습니다. 실제 생산에서 이 기술을 사용하는 어셈블러는 많지 않으며, 모두 DCA의 적용을 확대하기 위해 기술 수준을 향상시키려고 노력하고 있습니다. DCA 연결은 이러한 고밀도 관련 복잡성을 PCB로 전달하기 때문에 PCB 제조의 어려움을 증가시킵니다. 또한 솔더 볼이 있는 실리콘 웨이퍼 생산을 전문으로 하는 제조업체는 거의 없습니다. 여전히 주목해야 할 문제가 많으며, 이러한 문제를 해결해야만 DCA 기술의 발전을 도모할 수 있다.
3. FCAA(Flip Chip Adhesive Attachment) FCAA 연결 방식은 여러 가지가 있으며 아직 개발 초기 단계입니다. 실리콘 웨이퍼와 기판 사이의 연결은 솔더를 사용하지 않고 대신 접착제를 사용합니다. 이 연결에서 실리콘 칩의 바닥은 솔더 볼 또는 솔더 범프와 같은 구조를 가질 수 있습니다. FCAA에 사용되는 접착제는 실제 적용되는 연결 조건에 따라 등방성 및 이방성 유형이 있습니다. 또한 기판 선택에는 일반적으로 세라믹, 인쇄 기판 재료 및 연성 회로 기판이 포함됩니다. 이 기술은 아직 성숙하지 않았으므로 여기에서 더 자세히 설명하지 않습니다.
