Industria de dispositivos electrónicos

Observación y medición de matrices de rejilla de bolas (BGA) utilizando un Microscopio Digital

La difusión de los sistemas de comunicación móvil de 5ª generación (5G) ha hecho que los dispositivos semiconductores sean cada vez más pequeños e integrados, y también ha aumentado la demanda de inspección y análisis de productos.
En esta sección se presentan ejemplos de observación y medición de las bolas de los BGAs, que son objetivos de observación habituales para los microscopios digitales.

Encapsulados de CI típicos
Unión típica para el montaje de chips de CI
Métodos de fabricación de bolas para la unión flip-chip
Ejemplos de observación y medición de BGAs (bolas) utilizando un Microscopio Digital

Encapsulados de CI típicos

A medida que los circuitos integrados se convierten en CIs más integrados, la tecnología de montaje en superficie (SMT) se ha generalizado. Los encapsulados de tipo matriz (tipo BGA) se utilizan para CIs altamente integrados.
En esta sección se presentan los siguientes encapsulados de CI típicos.

Tecnología de montaje en superficie (SMT): encapsulado de tipo sin cables

Encapsulado SON (small outline no-leaded = contorno pequeño sin cables): Estos son encapsulados SMT sin cables. Los electrodos se utilizan como terminales de conexión. Los SON son encapsulados de dos vías que se utilizan para un número reducido de pines.
Encapsulado QFN (quad flat no-leaded: cuádruple plano sin cables): Estos son encapsulados SMT sin cables. Los electrodos se utilizan como terminales de conexión. Los QFN son encapsulados de tipo de cuatro vías.

Tecnología de montaje en superficie (SMT): Encapsulado tipo matriz

BGA (ball grid array = matriz de rejilla de bolas): Las bolas de soldadura (con forma de esfera) se disponen en la parte inferior del encapsulado para utilizarlas como terminales.
PGA (pin grid array = matriz de rejilla de pines): Los pines están dispuestos en la parte inferior del encapsulado para utilizarlos como terminales.
LGA (land grid array = matriz de contactos en rejilla): Las almohadillas de electrodos (incluidas las almohadillas de cobre) están dispuestas en la parte inferior del encapsulado para utilizarlas como terminales.

Unión típica para el montaje de chips de CI

Unión por cable

La unión por cable se utiliza para conectar los electrodos de los chips semiconductores a los conductores eléctricos de los marcos o placas de cables con hilos finos de oro, aluminio o cobre.

Unión por flip-chip

El método en el que los chips de CI se unen directamente a una PCB se denomina FC-BGA (Flip Chip-BGA). Se fabrican bolas en los electrodos de un chip de CI y luego se conectan a los electrodos de una PCB. Esto ahorra espacio, en comparación con la unión por cable.

Izquierda: chip de CI

Derecha: Flip (boca abajo)

Métodos de fabricación de bolas para la unión flip-chip

Montaje de bolas de soldadura: Las bolas de soldadura se fabrican con anticipación, se colocan en los electrodos y luego se vuelven a fluir para formar bolas. Se pueden hacer bolas más altas de lo que es posible con la impresión en pasta. La unificación del tamaño de las bolas de soldadura también evita las diferencias de altura de las bolas.
Impresión de pasta: La pasta de soldadura se imprime en los electrodos y luego se somete a reflujo para hacer las bolas. El rendimiento es alto, pero es difícil unificar la altura de las bolas.
Galvanoplastia: La galvanoplastia se utiliza para fabricar bolas de soldadura. Se pueden producir bolas finas, pero el rendimiento es bajo.

Ejemplos de observación y medición de BGAs (bolas) utilizando un Microscopio Digital

A continuación, se presentan los últimos ejemplos de imágenes de observación y medición de BGAs (bolas) utilizando el Microscopio Digital 4K Serie VHX de KEYENCE.