বিজিএ আইসি রিবলিং মেশিন

উচ্চ-সম্পূর্ণ এবং সম্পূর্ণ স্বয়ংক্রিয় BGA রিওয়ার্ক মেশিন যারা কর্স-বোর্ডার কোম্পানিগুলির জন্য ব্যবহৃত হয়

নিম্নলিখিত চিপগুলি সহ কিন্তু সীমাবদ্ধ নয়:

চারটি মৌলিক ধরনের বিজিএ তাদের কাঠামোগত বৈশিষ্ট্য এবং অন্যান্য দিকগুলির পরিপ্রেক্ষিতে বর্ণনা করা হয়েছে।

1.1 PBGA (প্লাস্টিক বল গ্রিড অ্যারে) PBGA, সাধারণত OMPAC (Overmolded Plastic Array Carrier) নামে পরিচিত, BGA প্যাকেজের সবচেয়ে সাধারণ প্রকার (চিত্র 1 দেখুন)। PBGA এর ক্যারিয়ার হল একটি সাধারণ প্রিন্টেড বোর্ড সাবস্ট্রেট, যেমন FR-4, BT রজন ইত্যাদি। সিলিকন ওয়েফার ক্যারিয়ারের উপরের পৃষ্ঠের সাথে তারের বন্ধন দ্বারা সংযুক্ত থাকে এবং তারপর প্লাস্টিক এবং একটি সোল্ডার দিয়ে ঢালাই করা হয়। ইউটেটিক কম্পোজিশনের বল অ্যারে (37Pb/63Sn) ক্যারিয়ারের নীচের পৃষ্ঠের সাথে সংযুক্ত। সোল্ডার বল অ্যারেটি ডিভাইসের নীচের পৃষ্ঠে সম্পূর্ণ বা আংশিকভাবে বিতরণ করা যেতে পারে (চিত্র 2 দেখুন)। সাধারণ সোল্ডার বলের আকার প্রায় 0.75 থেকে 0.89 মিমি, এবং সোল্ডার বলের পিচ হল 10মিমি, 1.27মিমি এবং 1.5মিমি।

চিত্র ২

PBGAs বিদ্যমান পৃষ্ঠ মাউন্ট সরঞ্জাম এবং প্রক্রিয়া সঙ্গে একত্রিত করা যেতে পারে. প্রথমে, ইউটেক্টিক কম্পোনেন্ট সোল্ডার পেস্টটি সংশ্লিষ্ট PCB প্যাডে স্টেনসিল প্রিন্টিং পদ্ধতিতে প্রিন্ট করা হয় এবং তারপর PBGA সোল্ডার বলগুলিকে সোল্ডার পেস্টে চেপে রিফ্লো করা হয়। এটি একটি ইউটেটিক সোল্ডার, তাই রিফ্লো প্রক্রিয়া চলাকালীন, সোল্ডার বল এবং সোল্ডার পেস্ট ইউটেটিক হয়। ডিভাইসের ওজন এবং পৃষ্ঠের উত্তেজনার প্রভাবের কারণে, সোল্ডার বলটি ডিভাইসের নীচের অংশ এবং PCB-এর মধ্যে ব্যবধান কমাতে ভেঙে পড়ে এবং দৃঢ়করণের পরে সোল্ডার জয়েন্টটি উপবৃত্তাকার হয়। আজ, PBGA169~313 ব্যাপকভাবে উত্পাদিত হয়েছে, এবং বড় কোম্পানিগুলি ক্রমাগত উচ্চ I/O সংখ্যা সহ PBGA পণ্যগুলি বিকাশ করছে। আশা করা হচ্ছে যে গত দুই বছরে I/O গণনা 600-1000 এ পৌঁছাবে।

PBGA প্যাকেজের প্রধান সুবিধা:

① PBGA বিদ্যমান সমাবেশ প্রযুক্তি এবং কাঁচামাল ব্যবহার করে তৈরি করা যেতে পারে, এবং সমগ্র প্যাকেজের খরচ তুলনামূলকভাবে কম। ② QFP ডিভাইসের সাথে তুলনা করে, এটি যান্ত্রিক ক্ষতির জন্য কম সংবেদনশীল। ③ ভর ইলেকট্রনিক সমাবেশে প্রযোজ্য. PBGA প্রযুক্তির প্রধান চ্যালেঞ্জগুলি হল প্যাকেজের সমপরিমাণতা নিশ্চিত করা, আর্দ্রতা শোষণ কমানো এবং "পপকর্ন" ঘটনা প্রতিরোধ করা এবং সিলিকন ডাই সাইজ বৃদ্ধির ফলে সৃষ্ট নির্ভরযোগ্যতা সমস্যা সমাধান করা, উচ্চ I/O কাউন্ট প্যাকেজের জন্য, PBGA প্রযুক্তি আরও কঠিন হবে। যেহেতু ক্যারিয়ারের জন্য ব্যবহৃত উপাদানটি মুদ্রিত বোর্ডের সাবস্ট্রেট, তাই সমাবেশে PCB এবং PBGA ক্যারিয়ারগুলির তাপীয় সম্প্রসারণ সহগ (TCE) প্রায় একই, তাই রিফ্লো সোল্ডারিং প্রক্রিয়ার সময়, প্রায় কোনও চাপ থাকে না। ঝাল জয়েন্টগুলোতে, এবং ঝাল জয়েন্টগুলোতে নির্ভরযোগ্যতা প্রভাবও ছোট। PBGA অ্যাপ্লিকেশনগুলি আজ যে সমস্যার সম্মুখীন হয়েছে তা হল PBGA প্যাকেজিংয়ের খরচ কীভাবে কমানো যায়, যাতে PBGA এখনও কম I/O সংখ্যার ক্ষেত্রে QFP থেকে অর্থ সঞ্চয় করতে পারে।

1.2 CBGA (সিরামিক বল গ্রিড অ্যারে)

CBGA সাধারণত SBC (সোল্ডার বল ক্যারিয়ার) নামেও পরিচিত এবং এটি BGA প্যাকেজের দ্বিতীয় প্রকার (চিত্র 3 দেখুন)। CBGA এর সিলিকন ওয়েফার মাল্টি-লেয়ার সিরামিক ক্যারিয়ারের উপরের পৃষ্ঠের সাথে সংযুক্ত। সিলিকন ওয়েফার এবং মাল্টি-লেয়ার সিরামিক ক্যারিয়ারের মধ্যে সংযোগ দুটি আকারে হতে পারে। প্রথমটি হল যে সিলিকন ওয়েফারের সার্কিট স্তরটি ঊর্ধ্বমুখী, এবং সংযোগটি ধাতব তারের চাপ ঢালাই দ্বারা উপলব্ধি করা হয়। অন্যটি হল সিলিকন ওয়েফারের সার্কিট স্তরটি নিচের দিকে মুখ করে এবং সিলিকন ওয়েফার এবং ক্যারিয়ারের মধ্যে সংযোগটি একটি ফ্লিপ-চিপ কাঠামো দ্বারা উপলব্ধি করা হয়। সিলিকন ওয়েফার সংযোগ সম্পন্ন হওয়ার পরে, নির্ভরযোগ্যতা উন্নত করতে এবং প্রয়োজনীয় যান্ত্রিক সুরক্ষা প্রদানের জন্য সিলিকন ওয়েফারটিকে একটি ফিলার যেমন ইপোক্সি রজন দিয়ে আবদ্ধ করা হয়। সিরামিক ক্যারিয়ারের নীচের পৃষ্ঠে, একটি 90Pb/10Sn সোল্ডার বল অ্যারে সংযুক্ত রয়েছে৷ সোল্ডার বল অ্যারের বিতরণ সম্পূর্ণরূপে বা আংশিকভাবে বিতরণ করা যেতে পারে। সোল্ডার বলের আকার সাধারণত প্রায় 0.89 মিমি হয় এবং ব্যবধানটি কোম্পানি থেকে কোম্পানিতে পরিবর্তিত হয়। 1.0mm এবং 1.27mm সাধারণ। PBGA ডিভাইসগুলি বিদ্যমান সমাবেশ সরঞ্জাম এবং প্রক্রিয়াগুলির সাথেও একত্রিত করা যেতে পারে, তবে PBGA থেকে বিভিন্ন সোল্ডার বলের উপাদানগুলির কারণে সমগ্র সমাবেশ প্রক্রিয়াটি PBGA থেকে আলাদা। পিবিজিএ অ্যাসেম্বলিতে ব্যবহৃত ইউটেটিক সোল্ডার পেস্টের রিফ্লো তাপমাত্রা 183 ডিগ্রি, যখন সিবিজিএ সোল্ডার বলের গলে যাওয়া তাপমাত্রা প্রায় 300 ডিগ্রি। বিদ্যমান পৃষ্ঠ মাউন্ট রিফ্লো প্রক্রিয়াগুলির বেশিরভাগই 220 ডিগ্রিতে পুনঃপ্রবাহিত হয়। এই রিফ্লো তাপমাত্রায়, শুধুমাত্র সোল্ডার গলে যায়। পেস্ট, কিন্তু সোল্ডার বল গলে না। অতএব, ভাল সোল্ডার জয়েন্টগুলি গঠনের জন্য, প্যাডগুলিতে মিস করা সোল্ডার পেস্টের পরিমাণ PBGA এর চেয়ে বড়। সোল্ডার জয়েন্টগুলোতে। পুনঃপ্রবাহের পরে, ইউটেক্টিক সোল্ডারে সোল্ডার বল ধারণ করে সোল্ডার জয়েন্টগুলি তৈরি করে এবং সোল্ডার বলগুলি একটি অনমনীয় সমর্থন হিসাবে কাজ করে, তাই ডিভাইসের নীচের অংশ এবং PCB-এর মধ্যে ব্যবধান সাধারণত PBGA এর চেয়ে বড় হয়। CBGA এর সোল্ডার জয়েন্ট দুটি ভিন্ন Pb/Sn কম্পোজিশন সোল্ডার দ্বারা গঠিত, কিন্তু ইউটেটিক সোল্ডার এবং সোল্ডার বলের মধ্যে ইন্টারফেস আসলে স্পষ্ট নয়। সাধারণত, সোল্ডার জয়েন্টগুলির মেটালোগ্রাফিক বিশ্লেষণ ইন্টারফেস এলাকায় দেখা যায়। 90Pb/10Sn থেকে 37Pb/63Sn পর্যন্ত একটি রূপান্তর অঞ্চল গঠিত হয়। কিছু পণ্য 196 থেকে 625 I/O কাউন্ট সহ CBGA প্যাকেজড ডিভাইসগুলি গ্রহণ করেছে, কিন্তু CBGA এর প্রয়োগ এখনও ব্যাপক নয়, এবং উচ্চ I/O সংখ্যা সহ CBGA প্যাকেজগুলির বিকাশও স্থবির হয়ে পড়েছে, প্রধানত এর অস্তিত্বের কারণে CBGA সমাবেশ। PCB এবং মাল্টিলেয়ার সিরামিক ক্যারিয়ারের মধ্যে থার্মাল কোফিসিয়েন্ট অফ এক্সপেনশন (TCE) অমিল হল একটি সমস্যা যার কারণে CBGA সোল্ডার জয়েন্টগুলি থার্মাল সাইকেল চালানোর সময় বড় প্যাকেজ মাপের সাথে ব্যর্থ হয়। বিপুল সংখ্যক নির্ভরযোগ্যতা পরীক্ষার মাধ্যমে, এটি নিশ্চিত করা হয়েছে যে 32mm × 32mm-এর চেয়ে ছোট প্যাকেজ আকারের CBGAগুলি শিল্পের মানক তাপচক্র পরীক্ষার বৈশিষ্ট্যগুলি পূরণ করতে পারে৷ CBGA-এর I/Os-এর সংখ্যা 625-এর কম। 32mm×32mm-এর বেশি আকারের সিরামিক প্যাকেজের জন্য, অন্যান্য ধরনের BGAs বিবেচনা করতে হবে।

ফিঙ্গার 3

CBGA প্যাকেজিংয়ের প্রধান সুবিধাগুলি হল: (1) এটির চমৎকার বৈদ্যুতিক এবং তাপীয় বৈশিষ্ট্য রয়েছে। (2) এটা ভাল sealing কর্মক্ষমতা আছে. (3) QFP ডিভাইসের সাথে তুলনা করে, CBGA গুলি যান্ত্রিক ক্ষতির জন্য কম সংবেদনশীল। (4) 250-এর বেশি I/O নম্বর সহ ইলেকট্রনিক সমাবেশ অ্যাপ্লিকেশনের জন্য উপযুক্ত। উপরন্তু, যেহেতু CBGA-এর সিলিকন ওয়েফার এবং মাল্টি-লেয়ার সিরামিকের মধ্যে সংযোগ ফ্লিপ-চিপ দ্বারা সংযুক্ত করা যেতে পারে, তাই এটি উচ্চতর আন্তঃসংযোগ ঘনত্ব অর্জন করতে পারে। তারের বন্ধন সংযোগের চেয়ে। অনেক ক্ষেত্রে, বিশেষ করে উচ্চ I/O সংখ্যা সহ অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে, ASIC-এর সিলিকন আকার তারের বন্ধন প্যাডের আকার দ্বারা সীমাবদ্ধ। কার্যকারিতা ত্যাগ না করে আকার আরও কমানো যেতে পারে, যার ফলে খরচ কমানো যায়। CBGA প্রযুক্তির বিকাশ খুব কঠিন নয় এবং এর প্রধান চ্যালেঞ্জ হল কিভাবে CBGA কে ইলেকট্রনিক সমাবেশ শিল্পের বিভিন্ন ক্ষেত্রে ব্যাপকভাবে ব্যবহার করা যায়। প্রথমত, ব্যাপক উৎপাদন শিল্প পরিবেশে CBGA প্যাকেজের নির্ভরযোগ্যতা নিশ্চিত করতে হবে। দ্বিতীয়ত, CBGA প্যাকেজের খরচ অন্যান্য BGA প্যাকেজের সাথে তুলনীয় হতে হবে। জটিলতা এবং CBGA প্যাকেজিংয়ের তুলনামূলকভাবে উচ্চ খরচের কারণে, CBGA উচ্চ কার্যকারিতা এবং উচ্চ I/O গণনার প্রয়োজনীয়তা সহ ইলেকট্রনিক পণ্যগুলিতে সীমাবদ্ধ। এছাড়াও, অন্যান্য ধরণের বিজিএ প্যাকেজের তুলনায় সিবিজিএ প্যাকেজের ওজন বেশি হওয়ার কারণে, বহনযোগ্য ইলেকট্রনিক পণ্যগুলিতে তাদের প্রয়োগও সীমিত।

1.3 CCGA (সিরামিক ক্লোম গ্রিড অ্যারে) CCGA, SCC (সোল্ডার কলাম ক্যারিয়ার) নামেও পরিচিত, CBGA এর আরেকটি রূপ যখন সিরামিক বডির আকার 32mm × 32mm (চিত্র 4 দেখুন) থেকে বেশি হয়। সিরামিক ক্যারিয়ারের নীচের পৃষ্ঠটি সোল্ডার বলের সাথে সংযুক্ত নয় বরং 90Pb/10Sn সোল্ডার পিলারের সাথে সংযুক্ত। সোল্ডার পিলার অ্যারে সম্পূর্ণরূপে বিতরণ বা আংশিকভাবে বিতরণ করা যেতে পারে। সাধারণ সোল্ডার পিলারের ব্যাস প্রায় 0.5 মিমি এবং উচ্চতা প্রায় 2.21 মিমি। 1.27 মিমি পিলার অ্যারেগুলির মধ্যে সাধারণ ব্যবধান। CCGA এর দুটি রূপ রয়েছে, একটি হল সোল্ডার কলাম এবং সিরামিকের নীচের অংশ ইউটেটিক সোল্ডার দ্বারা সংযুক্ত এবং অন্যটি হল একটি কাস্ট-টাইপ স্থির কাঠামো। CCGA এর সোল্ডার কলাম PCB এবং সিরামিক ক্যারিয়ারের তাপীয় সম্প্রসারণ সহগ TCE এর অমিলের কারণে সৃষ্ট চাপ সহ্য করতে পারে। বিপুল সংখ্যক নির্ভরযোগ্যতা পরীক্ষা নিশ্চিত করেছে যে 44 মিমি × 44 মিমি থেকে কম প্যাকেজ সাইজ সহ CCGA শিল্পের মানক তাপ চক্র পরীক্ষার স্পেসিফিকেশন পূরণ করতে পারে। CCGA এবং CBGA-এর সুবিধা এবং অসুবিধাগুলি খুব একই রকম, শুধুমাত্র স্পষ্ট পার্থক্য হল যে CCGA-এর সোল্ডার পিলারগুলি CBGA-এর সোল্ডার বলের তুলনায় সমাবেশ প্রক্রিয়ার সময় যান্ত্রিক ক্ষতির জন্য বেশি সংবেদনশীল। কিছু ইলেকট্রনিক পণ্য CCGA প্যাকেজ ব্যবহার করা শুরু করেছে, কিন্তু 626 এবং 1225 এর মধ্যে I/O নম্বর সহ CCGA প্যাকেজগুলি এখনও ব্যাপকভাবে উত্পাদিত হয়নি, এবং 2000-এর বেশি I/O নম্বর সহ CCGA প্যাকেজগুলি এখনও বিকাশাধীন।

চিত্র 4

1.4 TBGA (টেপ বল গ্রিড অ্যারে)

TBGA, ATAB (Araay Tape Automated Bonding) নামেও পরিচিত, BGA এর একটি অপেক্ষাকৃত নতুন প্যাকেজ প্রকার (চিত্র 6 দেখুন)। TBGA এর বাহক হল একটি তামা/পলিমাইড/কপার ডাবল মেটাল লেয়ার টেপ। ক্যারিয়ারের উপরের পৃষ্ঠটি সিগন্যাল ট্রান্সমিশনের জন্য তামার তারের সাথে বিতরণ করা হয় এবং অন্য দিকটি স্থল স্তর হিসাবে ব্যবহৃত হয়। সিলিকন ওয়েফার এবং ক্যারিয়ারের মধ্যে সংযোগটি ফ্লিপ-চিপ প্রযুক্তি দ্বারা উপলব্ধি করা যেতে পারে। সিলিকন ওয়েফার এবং ক্যারিয়ারের মধ্যে সংযোগ সম্পন্ন হওয়ার পরে, যান্ত্রিক ক্ষতি রোধ করতে সিলিকন ওয়েফারটি এনক্যাপসুলেট করা হয়। ক্যারিয়ারের ভিয়াস দুটি পৃষ্ঠকে সংযুক্ত করতে এবং সিগন্যাল ট্রান্সমিশন উপলব্ধি করার ভূমিকা পালন করে এবং সোল্ডার বলগুলি একটি সোল্ডার বল অ্যারে তৈরি করার জন্য তারের বন্ধনের অনুরূপ একটি মাইক্রো-ওয়েল্ডিং প্রক্রিয়ার মাধ্যমে প্যাডের সাথে সংযুক্ত থাকে। প্যাকেজটিকে অনমনীয়তা প্রদান করতে এবং প্যাকেজের সমতুল্যতা নিশ্চিত করতে ক্যারিয়ারের উপরের পৃষ্ঠে একটি শক্তিবৃদ্ধি স্তর আঠালো করা হয়। প্যাকেজটিতে ভাল তাপীয় বৈশিষ্ট্য সরবরাহ করতে তাপ সিঙ্কটি সাধারণত তাপীয় পরিবাহী আঠালো দিয়ে ফ্লিপ চিপের পিছনের দিকে সংযুক্ত থাকে। TBGA-এর সোল্ডার বলের গঠন হল 90Pb/10Sn, সোল্ডার বলের ব্যাস প্রায় 0.65 মিমি, এবং সাধারণ সোল্ডার বলের অ্যারে পিচগুলি হল 1.0 মিমি, 1.27 মিমি এবং 1.5 মিমি TBGA এবং PCB এর মধ্যে সমাবেশ হল 63Sn/ 37Pb ইউটেটিক সোল্ডার। বিদ্যমান পৃষ্ঠ মাউন্ট সরঞ্জাম এবং CBGA-এর অনুরূপ সমাবেশ পদ্ধতি ব্যবহার করে প্রক্রিয়াগুলি ব্যবহার করেও TBGA গুলি একত্রিত করা যেতে পারে। আজকাল, সাধারণভাবে ব্যবহৃত TBGA প্যাকেজে I/Os-এর সংখ্যা 448-এর কম। TBGA736-এর মতো পণ্যগুলি চালু করা হয়েছে, এবং কিছু বড় বিদেশী কোম্পানি 1000-এর বেশি I/O-এর সংখ্যা সহ TBGA তৈরি করছে। এর সুবিধাগুলি TBGA প্যাকেজ হল: ① এটি অন্যান্য BGA প্যাকেজ প্রকারের তুলনায় হালকা এবং ছোট (বিশেষ করে উচ্চ I/O কাউন্ট সহ প্যাকেজ)। ②এটির QFP এবং PBGA প্যাকেজের চেয়ে ভাল বৈদ্যুতিক বৈশিষ্ট্য রয়েছে। ③ ভর ইলেকট্রনিক সমাবেশ জন্য উপযুক্ত. উপরন্তু, এই প্যাকেজটি সিলিকন চিপ এবং ক্যারিয়ারের মধ্যে সংযোগ উপলব্ধি করতে একটি উচ্চ-ঘনত্বের ফ্লিপ-চিপ ফর্ম ব্যবহার করে, যাতে TBGA-এর অনেক সুবিধা রয়েছে যেমন কম সংকেত নয়েজ, কারণ মুদ্রিত বোর্ডের তাপ সম্প্রসারণ সহগ TCE এবং টিবিজিএ প্যাকেজে শক্তিবৃদ্ধি স্তর মূলত একে অপরের সাথে মেলে। অতএব, সমাবেশের পরে TBGA সোল্ডার জয়েন্টগুলির নির্ভরযোগ্যতার উপর প্রভাব বড় নয়। টিবিজিএ প্যাকেজিংয়ে প্রধান সমস্যাটি হল প্যাকেজিংয়ে আর্দ্রতা শোষণের প্রভাব। TBGA অ্যাপ্লিকেশনগুলির সম্মুখীন হওয়া সমস্যাটি হল কীভাবে ইলেকট্রনিক সমাবেশের ক্ষেত্রে একটি জায়গা নেওয়া যায়। প্রথমত, TBGA এর নির্ভরযোগ্যতা অবশ্যই একটি ভর উৎপাদন পরিবেশে প্রমাণিত হতে হবে এবং দ্বিতীয়ত, TBGA প্যাকেজিংয়ের খরচ PBGA প্যাকেজিংয়ের সাথে তুলনীয় হতে হবে। জটিলতা এবং টিবিজিএ-এর তুলনামূলকভাবে উচ্চ প্যাকেজিং খরচের কারণে, টিবিজিএগুলি প্রধানত উচ্চ-কর্মক্ষমতা, উচ্চ-আই/ও-গণনা ইলেকট্রনিক পণ্যগুলিতে ব্যবহৃত হয়। 2 ফ্লিপ চিপ: অন্যান্য সারফেস মাউন্ট ডিভাইসের মত, ফ্লিপ চিপের কোন প্যাকেজ নেই, এবং ইন্টারকানেক্ট অ্যারেটি সিলিকন চিপের পৃষ্ঠে বিতরণ করা হয়, তারের বন্ধন সংযোগ ফর্মটি প্রতিস্থাপন করে, এবং সিলিকন চিপটি সরাসরি PCB-তে মাউন্ট করা হয়। উল্টানো পদ্ধতি ফ্লিপ চিপকে আর I/O টার্মিনালগুলিকে সিলিকন চিপ থেকে আশেপাশের দিকে নিয়ে যাওয়ার দরকার নেই, আন্তঃসংযোগের দৈর্ঘ্য অনেক ছোট হয়ে গেছে, RC বিলম্ব হ্রাস করা হয়েছে, এবং বৈদ্যুতিক কর্মক্ষমতা কার্যকরভাবে উন্নত হয়েছে। তিনটি প্রধান ধরনের ফ্লিপ-চিপ সংযোগ রয়েছে: C4, DC4 এবংFCAA।