29.Корпуса bga. Перспективные направления разработки корпусов микросхем для тпм

Многие производители электронных компонентов и разработчики аппаратуры возлагают большие надежды на корпуса с матрицей шариковых выводов (BGA). Эти корпуса хорошо согласуются с существующими в ТМП сборочными линиями. В отличие от корпусов, которые имеют выводы, расположенные по периметру с весьма малым шагом, паянные соединения в BGA расположены достаточно свободно с шагом 1,27 или же даже 1,52 мм. В отличие от ТАВ, шариковые выводы в BGA до сборки полностью контролепригодны и не требуют специальной аппаратуры.

Основой корпуса BGA является миниатюрная печатная плата, изготавливаемая из эпоксидного стеклопластика. Этот материал применяется вместо универсального, поскольку имеет более высокую теплостойкость. Для изготовления печатной платы используют двухсторонний фольгированный диэлектрик толщиной 0,2 мм с фольгой толщиной 0,18 мм. Припойная маска толщиной 50 мкм закрывает все переходные отверстия на печатной плате.

Кристалл устанавливается на верхнюю сторону платы на эпоксидный компаунд с серебряным наполнением для лучшего теплоотвода. Затем кристалл разваривают термокомпрессией с использованием золотой проволоки на контактные площадки платы. Печатные проводники соединяют контактные площадки с переходными отверстиями, к которым на противоположной стороне печатной платы прикреплены шариковые выводы. Эти выводы расположены в узлах прямоугольной сетки с шагом 1, 1,27 или 1,5 мм. Разваренный на печатную плату кристалл заливают компаундом, обеспечивая надежную герметизацию всей конструкции.

Шариковые выводы изготавливают отдельно из эвтектического сплава и устанавливают в углублениях на нижней стороне платы на пастообразный флюс. Распайку выводов на плату производят в конвекционной печи в среде защитного газа.

Корпуса BGA по сравнению с QFP обладают следующими преимуществами:

1. отсутствие выводов устраняет требования по компланарности и все связанные с этим дефекты;

2. значительно снижена вероятность появления перемычек, поскольку контактные площадки расположены на значительном (не менее 1 мм) расстоянии;

3. в процессе оплавления силы поверхностного натяжения способствуют точной центровке корпуса, в результате допуск на установку корпусов типа BGA может лежать в пределах ± 0,3 мм, что позволяет использовать типовые монтажные автоматы;

4. наличие большого количества контактных площадок непосредственно под корпусом улучшает условия отвода тепла за счет кондукции;

5. корпуса BGA могут быть сконструированы с меньшей длиной соединений, т.е. с меньшей индуктивностью выводов.

Как следует из таблиц, конструктивные преимущества налицо, однако корпусам данного типа присущи технологические проблемы, главная из которых – контроль качества паяных соединений, которые находятся под корпусом и практически недоступны для визуального контроля.

На сегодняшний день разработано четыре основных типа матричных корпусов:

PBGA – Plastic Ball Grid Array – пластмассовые корпуса с матрицей шариковых выводов;

CBGA – Ceramic Ball Grid Array – керамические корпуса с матрицей шариковых выводов;