HDI القياسية إلى تقنية لوحات الدوائر المطبوعة الشبيهة بالركيزة (SLP) SMT لـ BGA ذات الخطوة الدقيقة: ما يغطيه هذا الدليل (ولمن هو موجه)
تم تصميم هذا الدليل لمهندسي الأجهزة، وقادة إطلاق المنتجات الجديدة (NPI)، ومديري المشتريات الذين ينتقلون بتصاميمهم من HDI القياسية إلى تقنية لوحات الدوائر المطبوعة الشبيهة بالركيزة (SLP). على وجه التحديد، يتناول تحديات التجميع لـ SLP SMT لمكونات BGA ذات الخطوة الدقيقة — والتي تُعرف عادةً بأنها مصفوفات شبكة كروية (Ball Grid Arrays) بخطوة 0.35 مم أو أصغر. مع تقلص حجم الإلكترونيات الاستهلاكية ووحدات 5G، يخلق تقارب تصنيع لوحات الدوائر المطبوعة (PCB) وتغليف الدوائر المتكاملة (IC) مجموعة جديدة من القواعد لإنتاجية التجميع والموثوقية.
في هذا الدليل، نتجاوز مواصفات ورقة البيانات الأساسية لنتعمق في الحقائق العملية للتصنيع. ستجد منهجًا منظمًا لتحديد المتطلبات، وتحديد المخاطر الخفية التي تسبب توقف خطوط الإنتاج أثناء مرحلة التصعيد، وخطة تحقق لإثبات الموثوقية قبل الإنتاج الضخم. نركز على القيود المحددة لـ SLP —القلوب الأرق، والخطوط الأدق، والحساسية الحرارية الأعلى— وكيف تتفاعل مع عملية SMT للمكونات الدقيقة.
في APTPCB (مصنع APTPCB للوحات الدوائر المطبوعة)، نرى العديد من الفرق لا تواجه صعوبة في التصميم نفسه، بل في ترجمة هذا التصميم إلى عملية تصنيع قابلة للتكرار. يسد هذا الدليل تلك الفجوة. يساعدك على طرح الأسئلة الصحيحة خلال مرحلة طلب عرض الأسعار (RFQ) ويوفر قائمة مرجعية لتدقيق قدرة موردك على التعامل مع الدقة المطلوبة للوصلات البينية من الجيل التالي.
HDI القياسية إلى تقنية لوحات الدوائر المطبوعة الشبيهة بالركيزة (SLP) SMT لـ BGA ذي الخطوة الدقيقة هو النهج الصحيح (ومتى لا يكون كذلك)
يُعد اعتماد تقنية SLP محركًا رئيسيًا للتكلفة والتعقيد. من الأهمية بمكان التحقق من أن متطلبات منتجك تبرر الانتقال من HDI Anylayer القياسي إلى SLP قبل تثبيت البنية.
إنه النهج الصحيح عندما:
- كثافة الإدخال/الإخراج تتجاوز حدود HDI: لديك دوائر متكاملة عالية عدد المسامير (معالجات، مودمات) بخطوات < 0.35 مم حيث لا تستطيع الممرات الليزرية القياسية الهروب من طبقات توجيه الإشارة.
- سلامة الإشارة أمر بالغ الأهمية: تقوم بتصميم وحدات 5G mmWave أو روابط SerDes عالية السرعة حيث يوفر ملف النحاس الأكثر سلاسة لعملية mSAP (العملية شبه الإضافية المعدلة) المستخدمة في SLP فقدان إدخال أقل من النقش الطرحي التقليدي.
- قيود الارتفاع Z حرجة: تحتاج إلى تقليل سمك التراص الكلي بشكل كبير (على سبيل المثال، < 0.6 مم للوحة ذات 10 طبقات) لتناسب الأغلفة فائقة النحافة مثل الهواتف الذكية أو نظارات الواقع المعزز.
- كثافة المكونات شديدة: تتطلب مكونات سلبية بأحجام 01005 أو 008004 توضع مباشرة تحت أو بجوار BGAs الكبيرة.
إنه ليس النهج الصحيح عندما:
- HDI القياسي يكفي: إذا كانت أضيق خطوة BGA لديك هي 0.4 مم أو 0.5 مم، فإن HDI القياسي من النوع 3 أو النوع 4 أرخص بكثير ولديه سلسلة توريد أوسع.
- التكلفة هي المحرك الأساسي: عوائد تصنيع SLP أقل وتكاليف المواد أعلى من لوحات الدوائر المطبوعة التقليدية. إذا كانت الميزانية محدودة، قم بتحسين التصميم لـ HDI القياسي.
- الأحمال الحرارية شديدة بدون إدارة: مواد SLP رقيقة. إذا كان جهازك يبدد طاقة عالية بدون حل حراري قوي (مثل غرف البخار أو العملات النحاسية الثقيلة)، فقد لا ينشر العازل الرقيق الحرارة بفعالية، مما يؤدي إلى نقاط ساخنة.
المتطلبات التي يجب تحديدها قبل التسعير
لضمان عملية SLP SMT ناجحة لـ BGA ذات الخطوة الدقيقة، يجب عليك تزويد شريك التصنيع الخاص بك بمتطلبات محددة وقابلة للقياس الكمي. الملاحظات الغامضة مثل "IPC Class 2" غير كافية لهذا المستوى من التكنولوجيا.
- خطوة BGA وقطر الكرة: اذكر بوضوح الحد الأدنى للخطوة (على سبيل المثال، 0.3 مم) والقطر الاسمي للكرة. يحدد هذا تصميم فتحة الاستنسل ونوع معجون اللحام.
- تعريف الوسادة (NSMD مقابل SMD): حدد وسادات غير محددة بقناع اللحام (NSMD) لتسجيل BGA أفضل على الخطوات الدقيقة، ولكن حدد قدرة شبكة القناع (عادةً < 50 ميكرومتر لـ SLP).
- مواصفات معجون اللحام: اطلب معجون لحام من النوع 5 (حجم الجسيمات 15-25 ميكرومتر) أو النوع 6 (5-15 ميكرومتر). غالبًا ما يكون النوع 4 القياسي خشنًا جدًا للفتحات المطلوبة بواسطة مكونات ذات خطوة < 0.35 مم.
- تقنية الاستنسل: اطلب استنسلات مشكلة كهربائيًا أو مقطوعة بالليزر ذات حبيبات دقيقة مع طلاء نانوي. حدد نسبة المساحة (> 0.66) لضمان إطلاق متسق للمعجون.
- دقة التوضع (Cpk): حدد Cpk > 1.33 لدقة توضع تبلغ ±15 ميكرومتر أو أفضل. لا تتمتع BGAs ذات الخطوة الدقيقة بقدرة محاذاة ذاتية تقريبًا إذا تم وضعها بشكل كبير خارج اللوحة.
- تحمل الاعوجاج: حدد أقصى اعوجاج مسموح به في درجة حرارة الغرفة وعند درجة حرارة الذروة لإعادة التدفق (على سبيل المثال، < 0.5% من الطول القطري). تكون نوى SLP رفيعة وعرضة "للتحدب" أو "التقعر" أثناء إعادة التدفق.
- قيود ملف تعريف إعادة التدفق: حدد أقصى درجة حرارة للذروة (عادةً 245 درجة مئوية - 250 درجة مئوية لـ SAC305) والوقت فوق درجة الانصهار (TAL). هناك حاجة إلى نوافذ أضيق لمنع التلف الحراري لركيزة SLP الرقيقة.
- متطلبات التعبئة السفلية: اذكر بوضوح ما إذا كانت التعبئة السفلية الشعرية (CUF) أو الربط الزاوي مطلوبًا. إذا كان الأمر كذلك، فحدد "منطقة الحظر" حول BGA للسماح بوصول فوهة التوزيع.
- معايير الفراغات: ضع حدًا أكثر صرامة للفراغات من معيار IPC. بالنسبة لـ BGA ذات الخطوة الدقيقة، فإن مساحة فراغات < 15% هي هدف شائع لضمان موثوقية الوصلة والانتقال الحراري.
- النظافة / بقايا التدفق: إذا كنت تستخدم تدفق "لا يحتاج إلى تنظيف"، فحدد مستويات البقايا المسموح بها. لتطبيقات التردد اللاسلكي، يمكن أن تؤثر بقايا التدفق على الخصائص العازلة؛ قد تكون هناك حاجة إلى خيارات منخفضة البقايا أو قابلة للذوبان في الماء.
- تغطية الفحص: فرض فحص SPI ثلاثي الأبعاد بنسبة 100% (فحص معجون اللحام) وفحص بالأشعة السينية ثنائي الأبعاد/ثلاثي الأبعاد بنسبة 100% لجميع مكونات BGA.
- مستوى التتبع: يتطلب تتبعًا على مستوى المكونات (ربط دفعات بكرات محددة بأرقام تسلسلية محددة للوحات الدوائر المطبوعة) لتتبع العيوب وصولاً إلى المواد الخام.
المخاطر الخفية التي تعيق التوسع
يؤدي التوسع من عدد قليل من النماذج الأولية إلى الإنتاج الضخم إلى إدخال متغيرات يمكن أن تقلل بشكل كبير من الإنتاجية. يتيح لك فهم هذه المخاطر تطبيق طرق الكشف مبكرًا في عملية SLP SMT لـ BGA ذات الخطوة الدقيقة.
المخاطر: عيوب "الرأس في الوسادة" (HiP)
- لماذا يحدث: يتشوه ركيزة SLP الرقيقة أثناء دورة إعادة التدفق. عندما تنحني اللوحة، ترتفع كرات BGA عن معجون اللحام. يعاد تدفق المعجون، وتُعاد تدفق الكرة، لكنهما لا يندمجان أبدًا، مما يخلق دائرة مفتوحة غالبًا ما تجتاز اختبارات استمرارية التيار المستمر ولكنها تفشل تحت الضغط.
- الكشف: الأشعة السينية ثلاثية الأبعاد (التصوير الطبقي) أو اختبار الصبغ والتقشير (Dye & Pry) على عينات الفشل.
- الوقاية: استخدام مواد SLP عالية Tg، وتحسين ملف تعريف إعادة التدفق (وقت النقع) لموازنة درجات الحرارة، واستخدام معاجين لحام ذات كيمياء تدفق محددة مضادة لـ HiP.
المخاطر: جسر اللحام تحت الخطوة الدقيقة
- لماذا يحدث: عند خطوة 0.3 مم، تكون الفجوة بين الوسادات مجهرية. يمكن أن يؤدي الانحراف الطفيف في الاستنسل، أو حجم المعجون الزائد، أو "ترهل" المعجون أثناء التسخين المسبق إلى تكوين جسر من المعجون.
- الكشف: فحص SPI ثلاثي الأبعاد هو الدفاع الأساسي. يمكن للأشعة السينية بعد إعادة التدفق اكتشافه، لكن إعادة العمل صعبة.
الوقاية: تقليل فتحة الاستنسل بشكل صارم (مثل تقليل بنسبة 10-15%)، تنظيف الجزء السفلي من الاستنسل بشكل متكرر، والتحكم الصارم في بيئة الطباعة (درجة الحرارة/الرطوبة).
المخاطر: فراغات التعبئة السفلية (Underfill Voiding) والتقشير (Delamination)
- لماذا يحدث: إذا كانت عملية التوزيع سريعة جدًا أو لم يتم تسخين اللوحة مسبقًا بشكل صحيح، يحتبس الهواء تحت BGA. يمكن أن تتصاعد الرطوبة في لوحة الدوائر المطبوعة (PCB) أيضًا، مما يسبب التقشير.
- الكشف: المجهر الصوتي الماسح (C-SAM) أو التقطيع المسطح.
- الوقاية: خبز اللوحات قبل التجميع لإزالة الرطوبة. تحسين أنماط تدفق التوزيع (شكل L أو شكل I) وسرعة التدفق.
المخاطر: تشقق الوسادة (Pad Cratering)
- لماذا يحدث: يمكن أن تكون مواد SLP هشة. يمكن أن يؤدي الإجهاد الميكانيكي الناتج عن تركيبات اختبار الدائرة (ICT) أو أحداث السقوط إلى تمزيق الوسادة النحاسية من الراتنج.
- الكشف: تحليل المقطع العرضي أو اختبار الصبغ والرفع (Dye & Pry).
- الوقاية: استخدام رقائق النحاس المقواة بالراتنج إذا كانت متوفرة. تحديد ضغط المسبار أثناء اختبار الدائرة (ICT). ضمان اختبار مقياس الإجهاد الصارم أثناء التحقق من التركيبات.
المخاطر: فتح غير مبلل (NWO)
- لماذا يحدث: تتدهور الطبقة السطحية OSP (مادة حافظة عضوية لقابلية اللحام) على SLP بسبب دورات إعادة التدفق المتعددة أو الأكسدة قبل التجميع.
- الكشف: يُظهر الأشعة السينية أن شكل الكرة كروي ولكنه غير مبلل بالوسادة.
الوقاية: تحكم صارم في مدة صلاحية لوحات الدوائر المطبوعة (PCBs). بيئة إعادة تدفق النيتروجين (N2) لمنع الأكسدة أثناء عملية اللحام.
المخاطر: تناثر كرات اللحام (Solder Ball Splashing)
- لماذا يحدث: تنفجر المواد المتطايرة في التدفق (flux) أثناء التسخين السريع، أو تتحول الرطوبة في اللوحة إلى بخار، مما يؤدي إلى تناثر كرات اللحام على الدوائر المجاورة ذات الخطوة الدقيقة.
- الكشف: الفحص البصري الآلي (AOI) والفحص البصري.
- الوقاية: تحسين معدل ارتفاع درجة حرارة إعادة التدفق (إبقائه < 2 درجة مئوية/ثانية). ضمان الخبز المناسب للوحات الدوائر المطبوعة (PCBs) والمكونات الحساسة للرطوبة (تحكم MSL).
المخاطر: تحول أداء التردد اللاسلكي (RF Performance Shift)
- لماذا يحدث: في تدفقات عملية SMT لوحدات الموجات المليمترية (mmWave module)، يمكن أن تؤدي الاختلافات في حجم اللحام أو بقايا التدفق إلى إخراج الهوائي عن الضبط أو تغيير مقاومة التوصيل البيني.
- الكشف: اختبار التردد اللاسلكي الوظيفي والتحقق من ضبط وتقليم الهوائي.
- الوقاية: تفاوت شديد للغاية في حجم معجون اللحام (حدود التحكم SPI) ومعايير النظافة الصارمة.
المخاطر: ميلان/تكوين الشواهد للمكونات (Component Tiling/Tombstoning)
- لماذا يحدث: يؤدي التسخين غير المتساوي أو أحجام الوسادات غير المتساوية على المكونات السلبية 01005 المحيطة بـ BGA إلى وقوف المكون.
- الكشف: الفحص البصري الآلي (AOI).
- الوقاية: فحوصات DFM للتوازن الحراري على الوسادات. معدات وضع عالية الدقة.
خطة التحقق (ماذا نختبر، متى، وماذا يعني "اجتياز")
لا يمكنك الاعتماد على "الفحص البصري" لـ SLP SMT. تستخدم خطة التحقق القوية اختبارات تدميرية وغير تدميرية لإثبات استقرار نافذة العملية.
ارتباط فحص معجون اللحام (SPI)
- الهدف: التحقق من اتساق الطباعة.
- الطريقة: قياس حجم ومساحة وارتفاع رواسب المعجون لأكثر من 50 لوحة.
- معايير النجاح: Cpk > 1.67 للحجم؛ عدم وجود جسور أو عيوب معجون غير كافية.
فحص المقال الأول (FAI) بالأشعة السينية
- الهدف: تأكيد محاذاة BGA وجودة الوصلة.
- الطريقة: أشعة سينية ثنائية وثلاثية الأبعاد لأول 5-10 لوحات.
- معايير النجاح: < 15% فراغات؛ محاذاة متحدة المركز؛ عدم وجود دوائر قصيرة/مفتوحة؛ شكل كرة متناسق.
تحليل المقطع العرضي (التقطيع المجهري)
- الهدف: التحقق من تكوين المركب المعدني البيني (IMC) وسلامة الفتحات (vias).
- الطريقة: تقطيع صفوف BGA الحرجة والفتحات الدقيقة (micro-vias). تلميع وفحص تحت المجهر.
- معايير النجاح: طبقة IMC مستمرة (بسمك 1-3 ميكرومتر)؛ عدم وجود تشققات في الفتحات؛ زوايا ترطيب جيدة.
اختبار الصبغة والفك
- الهدف: الكشف عن "Head-in-Pillow" (الرأس في الوسادة) وتكوين فوهات في الوسادة التي قد تفوتها الأشعة السينية.
- الطريقة: حقن صبغة حمراء تحت BGA، معالجة، فك المكون، وفحص الواجهات.
- معايير النجاح: عدم اختراق الصبغة لواجهة وصلة اللحام أو فوهة الوسادة.
اختبار الدورة الحرارية (TCT)
- الهدف: التحقق من الموثوقية تحت الإجهاد الحراري (عدم تطابق CTE).
الطريقة: تدوير اللوحات من -40 درجة مئوية إلى +125 درجة مئوية لمدة 500-1000 دورة. مراقبة المقاومة.
معايير النجاح: تغير المقاومة < 10% عن خط الأساس؛ عدم وجود كسور في الوصلات.
اختبار السقوط
- الهدف: محاكاة الصدمات الميكانيكية (الأجهزة المحمولة باليد).
- الطريقة: اختبار السقوط القياسي JEDEC (على سبيل المثال، 1500G، 0.5 مللي ثانية).
- معايير النجاح: عدم وجود أعطال كهربائية بعد العدد المحدد من السقوط (على سبيل المثال، 30 سقوطًا).
اختبار القص والسحب
- الهدف: التحقق من قوة الترابط الميكانيكي للمكونات السلبية المحيطة.
- الطريقة: تطبيق قوة لقص المكونات.
- معايير النجاح: يجب أن يكون نمط الفشل في اللحام الكلي أو المكون، وليس في واجهة اللوحة (رفع اللوحة).
اختبار التلوث الأيوني
- الهدف: ضمان النظافة من أجل الموثوقية وأداء التردد اللاسلكي.
- الطريقة: اختبار ROSE أو كروماتوغرافيا الأيونات.
- معايير النجاح: مستويات التلوث أقل من حدود IPC (على سبيل المثال، < 1.56 ميكروجرام/سم² مكافئ كلوريد الصوديوم).
التحقق الوظيفي للتردد اللاسلكي (RF)
- الهدف: تأكيد نجاح ضبط وتقليم الهوائي.
- الطريقة: قياسات التردد اللاسلكي الموصلة والمشعة.
- معايير النجاح: معلمات التردد اللاسلكي (الكسب، TRP، TIS) ضمن المواصفات؛ عدم وجود تحولات في التردد بسبب التجميع.
قائمة مراجعة المورد (طلب عرض أسعار + أسئلة التدقيق)
استخدم قائمة المراجعة هذه لتقييم الشركاء المحتملين لـ SLP SMT لـ BGA ذات الخطوة الدقيقة. إذا لم يتمكنوا من الإجابة على هذه الأسئلة التفصيلية، فقد لا يكونون مستعدين لمشروعك.
مدخلات طلب عرض الأسعار (ما ترسله)
- ملفات Gerber و ODB++: مجموعة بيانات كاملة تتضمن جميع طبقات النحاس، القناع، والمعجون.
- رسم التراص (Stackup): مواصفات المواد التفصيلية (ثابت العزل الكهربائي، Tg) وتفاوتات السماكة.
- قائمة المواد (BOM) مع أرقام الأجزاء المصنعة (MPNs): قائمة المصنعين المعتمدين (AML) حاسمة للمكونات الدقيقة.
- بيانات الالتقاط والتثبيت XY: ملف النقطة المركزية (Centroid) مع معلومات الدوران والجانب.
- رسم التجميع: يوضح اتجاهات المكونات الهامة، التعليمات الخاصة، ومواقع الملصقات.
- رسم التقطيع إلى لوحات (Panelization): إذا كانت لديك متطلبات لوحات محددة لتجهيزاتك.
- مواصفات الاختبار: تحديد متطلبات اختبار ICT و FCT و RF.
- معايير القبول: الإشارة إلى IPC-A-610 الفئة 2 أو 3، بالإضافة إلى أي قواعد مخصصة للفراغات/المحاذاة.
إثبات القدرة (ما يجب عليهم إظهاره)
- قدرة الحد الأدنى للمسافة البينية (Pitch): هل يمكنهم إثبات الإنتاج الضخم الناجح لـ BGAs بمسافة بينية 0.3 مم أو 0.35 مم؟
- معدات التثبيت: هل لديهم آلات تثبيت عالية الدقة (مثل Fuji, Panasonic, ASM) قادرة على دقة ±15 ميكرومتر؟
- SPI و AOI: هل لديهم SPI ثلاثي الأبعاد و AOI ثلاثي الأبعاد على الخط؟ (ثنائي الأبعاد غير كافٍ لـ SLP).
- قدرة الأشعة السينية: هل لديهم قدرة مسح بالأشعة السينية/التصوير المقطعي ثلاثي الأبعاد على الخط أو خارج الخط لتحليل BGA؟
- أفران إعادة التدفق (Reflow): هل يستخدمون أفرانًا بأكثر من 10 مناطق وقدرة النيتروجين (N2)؟
- عملية التعبئة السفلية (Underfill): هل لديهم أنظمة توزيع آلية مع التحكم في الوزن ومحاذاة الرؤية؟
- تصنيع الاستنسل: هل يحصلون على الاستنسل من موردين رفيعي المستوى باستخدام التشكيل الكهربائي أو القطع بالليزر الدقيق؟
- بيئة الغرفة النظيفة: هل منطقة SMT من الفئة 100,000 أو أفضل لمنع تلوث الغبار على الوسادات الدقيقة؟
نظام الجودة والتتبع
- الشهادات: ISO 9001، ISO 13485 (طبية)، أو IATF 16949 (للسيارات) حسب الاقتضاء.
- نظام MES: هل لديهم نظام تنفيذ التصنيع (MES) الذي يفرض خطوات العملية؟
- التتبع: هل يمكنهم ربط رقم تسلسلي محدد للوحة الدوائر المطبوعة (PCB) بدفعة معجون اللحام، وملف تعريف إعادة التدفق، وبكرات المكونات المستخدمة؟
- التحكم في MSD: هل لديهم برنامج قوي للتحكم في الأجهزة الحساسة للرطوبة (MSD) (خزائن جافة، سجلات الخبز)؟
- التحكم في ESD: هل يتم تدقيق الامتثال لمعايير التفريغ الكهروستاتيكي (ESD) بانتظام (الأرضيات، أحزمة المعصم، المؤينات)؟
- إدارة الإنتاجية: كيف يتتبعون ويبلغون عن إنتاجية المرور الأول (FPY)؟ وما هو هدفهم؟
التحكم في التغيير والتسليم
- عملية PCN: هل لديهم عملية رسمية لإشعار تغيير المنتج (PCN) لأي تغييرات في المواد أو الآلات؟
- تخطيط القدرة: هل لديهم قدرة خط إنتاج كافية لتلبية جدول زيادة الإنتاج الخاص بك دون اختناقات؟
- ملاحظات DFA: هل سيقدمون تقرير تصميم مفصل للتجميع (DFA) قبل بدء الإنتاج؟
- قدرة إعادة العمل: هل لديهم عملية ومعدات محكمة لإعادة عمل BGA (إذا كان مسموحًا بذلك)؟
- اللوجستيات: هل يمكنهم التعامل مع التعبئة والتغليف الفراغي وبطاقات مؤشر الرطوبة لشحن لوحات الدوائر المطبوعة المكتملة (PCBA)؟
- المخزون الاحتياطي: هل هم على استعداد للاحتفاظ بمخزون احتياطي من المكونات ذات فترات التسليم الطويلة؟
إرشادات القرار (المقايضات التي يمكنك اختيارها بالفعل)
الهندسة تدور حول التنازلات. فيما يلي المقايضات الشائعة في مشاريع SLP SMT لـ BGA ذات الخطوة الدقيقة وكيفية التعامل معها.
المقايضة: معجون اللحام من النوع 4 مقابل النوع 5
- القرار: إذا كانت أدق خطوة لديك هي 0.4 مم، فإن النوع 4 أرخص وأكثر استقرارًا. إذا كانت لديك خطوة 0.35 مم أو 0.3 مم، يجب عليك اختيار النوع 5 (أو النوع 6) لضمان تحرير الفتحة بشكل صحيح، على الرغم من أنه أغلى وله عمر استنسل أقصر.
المقايضة: التعبئة السفلية (Underfill) مقابل عدم التعبئة السفلية
- القرار: إذا كان جهازك سيصمد أمام اختبارات السقوط بدونه (تم التحقق من ذلك بالاختبار)، فتجاوز التعبئة السفلية لتوفير التكلفة وقابلية إعادة العمل. إذا كان لديك BGA كبير (>10x10 مم) على SLP رفيع في جهاز محمول باليد، فاختر التعبئة السفلية (أو الربط الزاوي) لمنع كسر اللحامات، مع قبول أن إعادة العمل تصبح مستحيلة أو صعبة للغاية.
المقايضة: إعادة التدفق بالنيتروجين مقابل إعادة التدفق بالهواء
- القرار: إذا كنت تستخدم تشطيب OSP و BGAs ذات الخطوة الدقيقة، فاختر النيتروجين. فهو يوسع نافذة العملية ويحسن الترطيب. إذا كنت تستخدم ENIG وخطوة قياسية، فإن إعادة التدفق بالهواء كافية وتوفر تكاليف التشغيل.
المقايضة: فحص بالأشعة السينية بنسبة 100% مقابل أخذ العينات
القرار: خلال مرحلة NPI والتصعيد، أعطِ الأولوية للفحص بالأشعة السينية بنسبة 100% لاكتشاف انحرافات العملية. بمجرد أن تصبح العملية مستقرة (Cpk > 1.33) ويكون العائد مرتفعًا، انتقل إلى أخذ عينات AQL لزيادة الإنتاجية وتقليل التكلفة.
المفاضلة: وسادات NSMD مقابل SMD
- القرار: أعطِ الأولوية لـ NSMD لـ BGAs ذات الخطوة الدقيقة لزيادة مساحة هبوط النحاس للكرة. اختر SMD فقط إذا كان تشقق الوسادة هو نمط فشل مثبت في اختبارات السقوط الخاصة بك، حيث توفر SMD تثبيتًا ميكانيكيًا أفضل.
المفاضلة: سمك الاستنسل (80 ميكرومتر مقابل 100 ميكرومتر)
- القرار: إذا كان لديك مكونات بخطوة 0.3 مم، فمن المحتمل أنك تحتاج إلى استنسل بسمك 80 ميكرومتر (أو حتى 70 ميكرومتر) للحصول على نسبة العرض إلى الارتفاع الصحيحة. هذا يقلل من حجم اللحام للمكونات الأكبر. قد تحتاج إلى استنسل "متدرج" (أكثر سمكًا في بعض المناطق) لتوفير ما يكفي من المعجون للأجزاء الأكبر، مما يزيد من تكلفة الأدوات ولكنه يحل تعارض الحجم.
الأسئلة الشائعة
س: ما هو الحد الأدنى لخطوة BGA التي يمكن لـ APTPCB التعامل معها لـ SLP؟ ج: نتعامل بشكل روتيني مع خطوة 0.35 مم في الإنتاج الضخم ويمكننا دعم خطوة 0.3 مم بمشاركة هندسية متقدمة ومعجون من النوع 5/6.
س: هل يمكن إعادة عمل BGAs ذات الخطوة الدقيقة على SLP؟ ج: هذا ممكن ولكنه محفوف بالمخاطر بسبب الركيزة الرقيقة واحتمال تلف الوسادة. نوصي بتقليل الاعتماد على إعادة العمل؛ إذا تم استخدام الحشوة السفلية (underfill)، فلا يُنصح بإعادة العمل بشكل عام.
س: كيف تختلف عملية SMT لوحدة mmWave عن SMT القياسية؟ A: يتطلب ذلك تحكمًا أكثر صرامة في حجم اللحام وبقايا التدفق، حيث يمكن أن يؤدي ذلك إلى إزالة ضبط الهوائي. غالبًا ما نستخدم لحامات متخصصة منخفضة الفقد وعمليات تنظيف صارمة.
Q: هل التعبئة السفلية (underfill) مطلوبة دائمًا لتجميعات SLP؟ A: ليس دائمًا، ولكن يوصى بها بشدة للأجهزة المحمولة حيث يوفر قلب SLP الرقيق دعمًا ميكانيكيًا أقل ضد صدمات السقوط مقارنة بلوحة HDI الصلبة.
Q: ما هو تأثير "ضبط وتقليم الهوائي" على خط التجميع؟ A: يتضمن هذا عادةً اختبارًا بعد التجميع حيث يتم قص الليزر أو اختيار المكونات لضبط التردد بدقة. يجب أن يدعم خط SMT عمليات "الاختيار بناءً على الاختبار" هذه.
Q: لماذا يعتبر الانحناء (warpage) مشكلة كبيرة مع SLP؟ A: يلغي SLP القلب السميك المقوى بالزجاج للوحات الدوائر المطبوعة القياسية. بدون هذا "العمود الفقري"، تتمدد المادة وتنكمش بشكل أكثر دراماتيكية أثناء التغيرات الحرارية.
Q: هل أحتاج إلى تشطيب سطحي خاص لـ SLP؟ A: OSP شائع لرقائق الفليب-تشيب ذات الأعمدة النحاسية، ولكن غالبًا ما يُفضل ENIG أو ENEPIG لـ SMT لضمان وسادات مسطحة ومقاومة للأكسدة لوضع المكونات ذات الخطوة الدقيقة.
Q: كيف تتعاملون مع المكونات السلبية 01005 بجانب BGAs الكبيرة؟ A: نستخدم فوهات عالية الدقة وربما استنسلات متدرجة لإدارة متطلبات حجم المعجون المتباينة، مما يضمن عدم طفو الأجزاء الصغيرة أو حدوث تأثير "شاهد القبر" (tombstone).
صفحات وأدوات ذات صلة
- تصنيع لوحات الدوائر المطبوعة HDI – فهم التكنولوجيا الأساسية التي تطورت منها SLP، بما في ذلك هياكل الثقوب الدقيقة.
- تجميع BGA و QFN ذو الخطوة الدقيقة – تعمق في تحديات التجميع المحددة للمكونات ذات الخطوة الدقيقة، والمطبقة على SLP.
- خدمات فحص الأشعة السينية – تعرف على طرق الاختبار غير المدمرة الضرورية للتحقق من وصلات لحام BGA المخفية.
- خدمات تجميع NPI – اكتشف كيف نتعامل مع مرحلة النماذج الأولية الحاسمة للتحقق من تصميم SLP الخاص بك قبل التوسع.
- إرشادات DFM – احصل على قواعد التصميم التي تساعدك على تحسين تخطيطك لزيادة إنتاجية التصنيع.
- تجميع SMT و THT – نظرة عامة على قدرات التجميع العامة ومعايير الجودة لدينا.
طلب عرض أسعار
هل أنت مستعد للتحقق من تصميمك؟ اطلب عرض أسعار اليوم لإجراء مراجعة شاملة لـ DFM وتحليل الأسعار.
للحصول على أدق DFM وعرض أسعار، يرجى تقديم:
- ملفات Gerber (RS-274X أو ODB++)
- قائمة المواد (BOM) مع البائعين المعتمدين
- ملف Pick & Place (XY)
- متطلبات التراص والمقاومة
- متطلبات الاختبار (ICT/FCT/RF)
- الحجم السنوي المقدر (EAU)
الخلاصة
إن إتقان SLP SMT لـ BGA ذات الخطوة الدقيقة لا يقتصر على شراء أحدث المعدات فحسب؛ بل يتعلق بالتحكم الصارم في العمليات وفهم علم المواد للركائز الرقيقة. من خلال تحديد متطلبات واضحة للمعجون، والاستنسل، والفحص، ومن خلال الإدارة الاستباقية للمخاطر مثل التواء السطح والفراغات، يمكنك الاستفادة من مزايا الكثافة لـ SLP دون التضحية بالموثوقية. APTPCB مستعدة لتكون شريكك في هذا المشهد التصنيعي المتقدم، مرشدة إياك من النموذج الأولي الأول إلى الإنتاج الضخم المستقر.