Garantia de suporte a componentes de longo prazo com montagem BGA nos EUA
Na primeira parte de nossa exploração do quebra-cabeça da fabricação, analisamos o histórico de como as montagens de semicondutores se afastaram da montagem clássica de arranjo de terminais. Em resumo, o investimento significativo em ferramentas para encapsulamentos de arranjo de terminais, como PDIP, PLCC, PQUAD ou PGA, gera custos mais altos e está levando o mercado a adotar montagens do tipo BGA (Matriz de grade de esferas), QFN (Encapsulamento quadrado fino sem terminais) ou DFN (Encapsulamento duplo fino sem terminais) com base em substratos.
Na segunda parte, analisamos a transição para as tecnologias QFN e DFN e os benefícios que elas proporcionam para produtos com menor contagem de pinos. O investimentos de alto custo do setor em encapsulamentos de arranjo de terminais e a complexidade de processamento são os principais fatores que direcionam o setor para as tecnologias QFN e DFN.
Na terceira parte da série, abordamos o silício, processos de fabricação e armazenamento de wafers, bem como eles atuam no quebra-cabeça da fabricação para mitigar a obsolescência.
Agora, na parte 4, concluiremos a nossa série com uma discussão sobre a migração para encapsulamentos BGA à base de substratos para produtos com alta contagem de pinos.
Por que encapsulamentos BGA à base de substratos?
Encapsulamentos de matriz, introduzidos inicialmente com PGA e agora comumente realizados com BGA, são os principais facilitadores de produtos que precisam de um alto número de sinais que entram e saem do encapsulamento. Ao se conectar à PCB (Placa de circuito impresso) com uma matriz de conexões sob o corpo do encapsulamento, em vez de uma fileira de conexões ao longo de cada lado do encapsulamento, a área do encapsulamento por sinal é significativamente reduzida. Encapsulamentos de matriz conectam com sucesso centenas de sinais do CI à PCB.
Tendo estabelecido o benefício de densidade de sinal de encapsulamentos de matriz ante encapsulamentos DIP (duplo em linha) ou QFP (quadrado fino), vamos falar sobre a migração de PGA para BGA. A principal diferença mecânica é que BGA está conectada à PCB com tecnologia de montagem em superfície, enquanto PGA está conectada à PCB com tecnologia de furos passantes. Os custos de fabricação, devido à automação e à complexidade, favorecem a tecnologia de montagem em superfície. Além disso, o processo de montagem do componente BGA é mais simples e, portanto, tem custo mais baixo. A BGA se baseia em um substrato no qual o chip do CI é montado e projetado para rotear sinais do pad de ligação do CI para conexões de esferas soldadas na matriz. O encapsulamento BGA pode acomodar um chip de fio de ligação ou chip virado, conforme o necessário para cada produto específico. No caso de chip virado, grande parte do roteamento é realizado no chip com a camada de redistribuição para os bumps, com roteamento mínimo necessário dentro do substrato de BGA para alcançar as esferas soldadas do encapsulamento. Isso elimina os fios de ligação no encapsulamento, o que permite um desempenho melhor. Esses substratos são fabricados na forma de painel que engloba uma grade de substratos. Isso permite que diversas unidades sejam processadas em paralelo com operações de montagem. Quando essas operações são concluídas, o painel é serrado para se obter os componentes finais. A parte inferior do encapsulamento é a matriz das esferas soldadas que conectam o CI à PCB com a tecnologia de montagem em superfície. Essas esferas soldadas substituem os pinos elétricos da PGA.
A Rochester investiu em recursos de montagem de BGA em nossa instalação de fabricação de Newburyport, Massachusetts, EUA, para atender a essa necessidade do setor. Estamos posicionados para oferecer suporte a uma ampla gama de tamanhos de encapsulamento e a encapsulamentos BGA com contagem de esferas. Podemos ajudar os clientes que desejam migrar seu produto de um dos formatos de encapsulamento PGA ou QFP antigos para BGA. Isso é feito com a montagem do chip do cliente em um encapsulamento BGA e com testes desses componentes. Essa migração de PGA ou QFP pode ser feita em uma BGA personalizada na Rochester, o que permite ao cliente preservar mais análises de integridade de sinal no nível de placa, mas mantendo as mesmas rotas de sinais. Essa é outra forma de manter o envio dos sistemas de nossos clientes com o mínimo ou nenhuma alteração no hardware e sem mudanças no software.
Replicação de encapsulamentos, substratos e arranjos de terminais
O setor abandonou montagens de arranjos de terminais principalmente porque o desempenho da tecnologia exigia zero fio de ligação e os custos para continuar com montagens de arranjos de terminais de volume mais baixo eram enormes.
A Rochester Electronics ciente disso antecipou-se a essas tendências e investiu simultaneamente em montagens de arranjos de terminais, bem como em montagens QFN e BGA com base em substratos. Com bilhões de chips e wafers em armazenamento e a maioria deles exigindo montagens de arranjos de terminais, certamente foi uma decisão lógica fazer isso. A Rochester não só está investindo em opções caras de recorte e forma para encapsulamentos PLCC não mais disponibilizadas pela maior empresa de montagem do mundo, que está desistindo de muitas outras opções, mas também montamos uma fábrica de montagem para longo prazo nos EUA que pode suportar quase todos os tipos de montagem existentes.
Os recursos de replicação de encapsulamentos, substratos e arranjos de terminais da Rochester incluem:
- Capacidade de reintroduzir a maioria das tecnologias de encapsulamento
- Acabamentos de terminais com ROHS/SnPb disponíveis
- Esquemas de encapsulamento JEDEC e personalizados
- Serviços de projeto de substratos e arranjos de terminais estão disponíveis
- Serviços de qualificação disponíveis
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