인쇄 회로 기판 어셈블리에 하단 충전 기술 적용

바닥 충전 기술의 분류

바닥 충전은 모세관 흐름 이론에 기초한 유동성 바닥 충전과 비유동성 바닥 충전으로 분류할 수 있습니다. 지금까지 BGA, CSP 등의 칩에 적합한 하부 충진 기술은 주로 모세관 하부 충진 기술, SMT 핫멜트 접착 시트 기술, ACA(Anisotropically Conductive Adhesives) 및 ACF(Anisotropically Conductive Films) 기술, ESC(Epoxy Encapsulated)를 포함합니다. 솔더 연결) 기술 등. 모세관 바닥 충전 기술 및 SMT 핫멜트 접착 시트 기술의 경우 솔더링 플럭스와 필러가 서로 독립적이며 ACA 및 ACF 기술과 ESC 기술의 경우 솔더링 플럭스와 필러가 하나로 결합됩니다.

모세관 바닥 충전 기술

모세관 유동성 이론은 다음과 같습니다. BGA와 CSP 칩 주위에 액상의 에폭시수지와 같이 유동성이 우수한 액상이 적하되고 모세관 현상에 의해 액상수지가 칩 바닥과 PCB 사이의 공간으로 빨려들어가게 됩니다. 그런 다음 수지, 납땜 칩 및 PCB를 가열 또는 자외선 경화 방법으로 함께 고정하여 납땜 지점을 보호하고 스트레스로 인한 피해를 줄이며 납땜 지점의 신뢰성을 높입니다.

모세관 바닥 충전 기술은 PCB 칩 바닥 충전 및 플립 칩 패키징 분야에 적용됩니다. 하단 충전 기술을 적용하면 칩 하단의 솔더 볼 포인트가 받는 응력을 분산시켜 전체 PCB의 신뢰성을 높일 수 있습니다. 모세관 바닥 충전 과정은 다음과 같이 구현되어야 합니다. 먼저 BGA, CSP와 같은 표면 실장 칩을 솔더 페이스트가 인쇄된 PCB에 실장합니다. 그런 다음 리플로우 솔더링이 수행되어 합금 연결이 형성됩니다. 칩 솔더링 후, 칩 하단의 하나 또는 두 개의 모서리에 하단 충전재를 채우는 분배 기술이 적용됩니다. 충전재는 칩의 바닥으로 흘러 칩과 PCB 사이의 공간을 채운다. 캐필러리 하부 충진은 신뢰성을 크게 높일 수 있지만 이 공정을 완료하기 위해서는 하부 충진재를 충진하는 장치, 장치 조립을 위한 충분한 공장 공간 및 섬세한 작업을 마칠 수 있는 작업자가 필요합니다. 또한 모세관 바닥 충전 기술은 PCB 조립이 완료될 때까지 구현할 수 없으며 작동이 어렵고 시간과 에너지가 많이 소모되며 충전량 제어가 어렵다는 단점이 있습니다. 따라서 모세관 바닥 충전 기술은 열팽창 계수가 PCB 기판과 매우 다른 일부 주요 칩 또는 칩에만 적용되어 모세관 바닥 충전 기술이 PCB 어셈블리에 대량으로 적용되지 않습니다.

SMT 핫멜트 접착 시트 기술

RoHS 및 WEEE의 규정에 따라 SMT 핫멜트 접착 시트 기술은 무독성, 할로겐 프리, 중금속 잔류물, 우수한 절연성, 표준 및 정확한 크기와 호환되는 경계 치수, 광학 식별 장착에 편리한 장점이 있습니다. SMT 핫멜트 접착 시트는 PCB와 BGA 또는 CSP 사이에 장착할 수 있으며 일반 무연 또는 무연 납땜 기술로 납땜할 수 있습니다. 용융 과정에서 접착 시트는 솔더의 영향을 받지 않으며 용매 증발이 없고 세척이 필요 없다는 특성이 모두 이상적인 PCB 충전재 상태에 기여합니다. SMT 핫멜트 접착 시트 기술의 공정 흐름도는 아래 그림 1과 같습니다.

그림 1

그림 1을 기반으로 SMT 핫멜트 접착 시트 기술의 적용은 실제로 IC 칩 실장 이전에 핫멜트 접착 시트 실장 단계를 추가합니다. 즉, 바닥 충전이 필요한 BGA 및 CSP 칩이 핫멜트 접착 시트로 장착됨 IC 칩 실장 전. 마지막으로 리플로우 솔더링에서 칩 솔더링과 하부 필링이 완료되며, 리필 단계는 생략된다. 소량 생산으로 PCB 바닥 채우기에 매우 적합합니다.

ACA 및 ACF 기술

ACA 및 ACF 기술은 솔더링과 바닥 충전을 동시에 완료하여 절차와 비용을 줄입니다. ACA와 ACF 모두 일반적으로 매트릭스 수지와 전도성 충전재로 구성된 전도성 접착제로 ICA(등방성 전도성 접착제)와 ACA(이방성 전도성 접착제)로 구분됩니다. ACA는 충전용 도전성 접착제의 일종으로 전기 연결이 완료된 바닥 충전물을 마감할 수 있습니다. ACA는 형태의 차이에 따라 젤라틴 형태와 박막 형태로 분류됩니다. 일반적으로 박막 형태의 ACA를 ACF(Anisotropic Conductive Film)라고도 한다. ACA는 Z축 방향을 따라 전도성이고 X 및 Y축 방향을 따라 전도성이 아닙니다. 전도성 입자층 위에 절연층이 놓여 있으며 입자는 서로 전도성이 없습니다. 파티클이 칩 범프와 PCB 기판 패드 사이에 스트레스를 받고 스트레스에 의해 절연층이 부서져야만 Z축을 따라 전도성을 확보할 수 있다.

ESC 기술

ESC 기술은 Epoxy Encapsulated Solder Connection Technology의 줄임말로 ACF 대신 "페이스트 입자 플러스 수지"의 페이스트 재료를 사용하는 새로운 유형의 기술입니다. ESC 기술의 공정 흐름은 PCB 패드에 솔더 페이스트 수지 접착제가 떨어지는 것으로 시작됩니다. 그런 다음 칩 범프를 PCB의 패드와 정렬하여 그 위에 실장합니다. 마지막으로 가열 및 압축을 통해 솔더링 및 수지 응고가 완료됩니다.

바닥 채우기 재작업

현재의 기술로는 공급되는 칩의 양호한 상태를 보장하지 못하여 일부 불량 칩은 PCB 테스트까지 발견되지 않기 때문에 재작업 및 교체가 절실히 필요합니다. PCB 칩의 바닥 충전재가 열 안정성과 불용성이 우수하면 재작업이 더 어려워지고 때로는 전체 PCB가 폐기되는 경우도 있습니다. 하부 충전재의 에폭시 수지에 약한 화학 결합이 유도되면 가열 또는 응고 후 화학 시약을 첨가하여 수지가 분해되어 하부 충전재의 재작업이 훨씬 쉬워집니다.

PCB에 하단 충전 기술을 적용하면 BGA 및 CSP와 같은 일부 칩의 솔더 접합 강도를 높이고 PCB의 낙하 저항, 내열 사이클 성능 및 신뢰성을 향상시킬 수 있습니다. 따라서 향후 PCB 어셈블리에 대량으로 적용될 예정이다.

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