Industria dei dispositivi elettronici

Osservazione e misurazione di Ball Grid Arrays (BGA) con un microscopio digitale

La diffusione dei sistemi di comunicazione mobile di quinta generazione (5G) ha fatto sì che i dispositivi a semiconduttore diventassero sempre più piccoli e integrati, aumentando anche la domanda di ispezione e analisi dei prodotti.
Questa sezione introduce esempi di osservazione e misurazione delle protuberanze dei BGA, che sono comuni bersagli di osservazione per i microscopi digitali.

Pacchetti IC tipici
Saldatura tipica per il montaggio di chip di circuiti integrati
Metodi di creazione di protuberanze per l'incollaggio di flip chip
Esempi di osservazione e misurazione delle BGA (protuberanze) con un microscopio digitale

Pacchetti IC tipici

Man mano che i circuiti integrati diventano sempre più integrati, la tecnologia di montaggio superficiale (SMT) è diventata mainstream. I pacchetti di tipo matrice (tipo BGA) sono utilizzati per circuiti integrati altamente integrati.
Questa sezione presenta i seguenti pacchetti IC tipici.

Tecnologia di montaggio superficiale (SMT): pacchetto di tipo no-lead

Pacchetto SON (small outline no-lead): Si tratta di pacchetti SMT di tipo no-lead. Gli elettrodi adesivi vengono utilizzati come terminali di collegamento. I SON sono pacchetti di tipo bidirezionale utilizzati per un numero ridotto di pin.
Pacchetto QFN (quad flat no-lead): Si tratta di pacchetti SMT di tipo no-lead. Gli elettrodi adesivi vengono utilizzati come terminali di collegamento. I QFN sono pacchetti a quattro vie.

Tecnologia di montaggio superficiale (SMT): pacchetto a matrice

BGA (ball grid array): Le sfere di saldatura sono disposte sul fondo del pacchetto per essere utilizzate come terminali.
PGA (pin grid array): I pin sono disposti sul fondo del pacchetto per essere utilizzati come terminali.
LGA (land grid array): I pad degli elettrodi (compresi quelle in rame) sono disposti sul fondo del pacchetto per essere utilizzati come terminali.

Saldatura tipica per il montaggio di chip di circuiti integrati

Saldatura dei fili

Il wire bonding viene utilizzato per collegare gli elettrodi dei chip dei semiconduttori ai conduttori elettrici dei lead frame o delle schede con fili sottili di oro, alluminio o rame.

Saldatura di flip-chip

Il metodo in cui i chip di circuiti integrati vengono fissati direttamente a una PCB è chiamato FC-BGA (Flip Chip-BGA). Le protuberanze vengono realizzate sugli elettrodi di un chip IC e poi collegate agli elettrodi di un PCB. In questo modo si risparmia spazio rispetto al wire bonding.

A sinistra: chip di circuiti integrati

A destra: capovolgimento (a faccia in giù)

Metodi di creazione di protuberanze per l'incollaggio di flip chip

Montaggio della sfera a saldare: Le sfere di saldatura vengono realizzate in anticipo, posizionate sugli elettrodi e quindi sottoposte a rifusione per ottenere le protuberanze. È possibile realizzare protuberanze più alte di quelle possibili con la stampa in pasta. Unificando le dimensioni delle sfere di saldatura si evitano anche le differenze di altezza delle protuberanze.
Stampa in pasta: La pasta saldante viene stampata sugli elettrodi e poi rifusa per creare le protuberanze. La produttività è elevata, ma è difficile unificare l'altezza delle protuberanze.
Placcatura: L'elettroplaccatura viene utilizzata per realizzare le protuberanze di saldatura. È possibile realizzare protuberanze fini, ma la produttività è bassa.

Esempi di osservazione e misurazione delle BGA (protuberanze) con un microscopio digitale

Di seguito vengono presentati gli ultimi esempi di immagini di osservazione e misurazione di BGA (protuberanze) utilizzando il microscopio digitale 4K della Serie VHX di KEYENCE.