PCBA-Technologie - Diskussion über Flip Chip und SMT Montageprozess

Verschiedene elektronische Konsumgüter wie Mobiltelefone, personal digital assistants (PDAs), und Digitalkameras sind allmählich kleiner geworden, Reaktionsfähiger, und intelligenter. Daher, Elektronische Verpackungs- und Montageprozesse müssen mit dieser rasanten Entwicklung Schritt halten. Mit der kontinuierlichen Verbesserung der Materialleistung, Ausrüstung und Prozessebene, more and more electronic manufacturing service companies (EMS) are no longer satisfied with the conventional SMT-Platzierung Prozess, und ständig versuchen, neue Montageverfahren einzusetzen, including Flip chip (FC).

Um der Nachfrage des Marktes nach "Allround-Lösungen" gerecht zu werden, neigen EMS-Unternehmen und Halbleiterverpackungsunternehmen dazu, sich technologisch und geschäftlich schrittweise näher zueinander zu bewegen, was jedoch keine kleinen Herausforderungen für beide Seiten darstellt. Wenn elektronische Produkte von der Baugruppenmontage zur Baugruppenmontage (wie FCBGA oder SIP) übergehen, werden viele neue Probleme auftreten, darunter Spannungen, die während der Verbindung entstehen, Materialinkompatibilität und Veränderungen in der Verarbeitungstechnologie.

Unabhängig davon, ob Sie die FC-Technologie in einem neuen Produkt verwenden möchten oder ob Sie den besten Zeitpunkt für den Einsatz der FC-Technologie in Betracht ziehen, ist es notwendig, die FC-Technologie zu verstehen und die verschiedenen Probleme, die sich aus ihrer Verwendung ergeben können, vollständig zu verstehen.

1. Einführung in die FC-Technologie

FC bezieht sich auf ein Verfahren zur direkten Montage und Verbindung von Chip und Substrat. Im Vergleich zu den anderen beiden weit verbreiteten Chip-Level-Verbindungsmethoden, WB und TAB, der FC-Chip zeigt nach unten, und die Pads auf dem Chip sind direkt mit den Pads auf dem Substrat verbunden. Zur gleichen Zeit, FC ist nicht nur eine hochdichte Chip-Verbindungstechnologie, Es ist auch eine ideale Chip Bonding Technologie, und deshalb, FC wurde in PGA weit verbreitet, BGA und CSP. Weil die Verbindungsleitung des FC sehr kurz ist, und das Ich/O-Klemmen sind auf der gesamten Chipoberfläche verteilt, und FC ist auch für die Massenproduktion mit smt-Technologie, So wird FC die endgültige Entwicklung der Verpackung und der High-Density-Montagetechnologie Richtung sein.

Streng genommen ist FC keine neue Technologie. Um die Unzulänglichkeiten der mangelhaften manuellen Klebezuverlässigkeit und der geringen Produktivität zu überwinden, setzte IBM in seinem 360-System erstmals die Hybridkomponente der Solid State Logic Technology (SLT) ein. Die Technologie. Aber von den 1960er bis 1980er Jahren wurden keine größeren Durchbrüche erzielt. Bis in die letzten zehn Jahre hat FC mit der kontinuierlichen Entwicklung von Materialien, Geräten und Verarbeitungstechnologie und mit dem zunehmenden Trend der Miniaturisierung, Hochgeschwindigkeit und Multifunktion elektronischer Produkte wieder breite Aufmerksamkeit erhalten.

FC hat eine Geschichte von mehr als 40 Jahren, seit es erstmals von IBM Bell Labs entwickelt wurde, und es gibt viele Arten. Wenn das Substrat keramische oder PCR-Bumps wählen kann, kann es in zwei Kategorien unterteilt werden: Lötbuffs und Nicht-Lötbuffs. Nicht lötende Bumps umfassen Gold Bumps und Polymer Bumps. Die Herstellung von Lötbumpen kann Galvanik, Verdampfungs-/Sputterverfahren, Jet Bumping-Methode usw. verwenden. Verschiedene Arten von FC haben ihre eigenen Vor- und Nachteile. Unter ihnen kann der Lötbummel-Flip-Chip oder die steuerbare Kollapschip-Technologie (C4) direkt auf der Leiterplatte montiert und Flip-Chip durch smt gelötet werden, wodurch der FC-Herstellungsprozess realisiert werden kann. Die effektive Kombination mit smt ist zur beliebtesten und potenzialsten FC-Technologie der Welt geworden, worüber es in diesem Artikel hauptsächlich geht.

Die C4-Technologie verwendete zuerst Keramik ähnlich dem CTE von Silizium als Substratmaterial. Aufgrund des hohen Preises von Keramik und der hohen Dielektrizitätskonstante ist es jedoch leicht, Signalverzögerungen zu verursachen. Zu diesem Zeitpunkt beginnen organische PCB-Substrate in das Sichtfeld der Menschen zu gelangen. Der CTE-Unterschied zwischen Leiterplatte und Silizium ist jedoch zu groß, und es ist leicht, Ermüdungsschäden an den Lötstellen aufgrund übermäßiger interner Belastung während des Temperaturzyklus zu verursachen. Daher wurde FC bis in die 1980er Jahre, also vor der Erfindung der Unterfülltechnik, nicht in die Praxis umgesetzt.

Die Ermüdungslebensdauer der Lötstellen wird nach Verwendung des unteren Füllstoffs um 10- bis 100-mal erhöht. Allerdings, in der SMT Patch Proofing oder Verarbeitungsproduktion, auf der einen Seite, der Abfüllprozess ist sehr zeitaufwendig, und auf der anderen Seite, es bringt auch gewisse Schwierigkeiten bei der Reparatur. Dies ist in der aktuellen Forschung zu zwei wichtigen Richtungen der Abfülltechnik geworden. Zusätzlich zur oben genannten Unterfülltechnik, Vorbereitung der "Rewiring Layer" auf dem Chip und Kompatibilität mit bestehenden SMT-Ausrüstung sind die beiden Schlüssel, die die Förderung und Anwendung des FC beeinflussen.