Langfristige Komponentenunterstützung mit BGA-Bestückung vor Ort sicherstellen
Im ersten Teil unserer Serie zum Herstellungspuzzle ging es darum, wie und warum sich die Halbleitermontage in der Vergangenheit von der klassischen Leadframe-Montage weg bewegt. Die erheblichen Investitionen in Lead-Frame-Gehäuse wie PDIP, PLCC, PQUAD oder PGA treiben die Kosten in die Höhe und führten dazu, dass die Nachfrage nach Substrat-Ball-Grid-Array (BGA), Quad Flat No-Lead Package (QFN) und Dual Flat No-Lead Package (DFN) steigt.
Im zweiten Teil haben wir uns mit der Entwicklung der QFN- und DFN-Technologien und den damit verbundenen Vorteilen für Produkte mit geringerer Pinzahl befasst. Die Kosten für die Herstellung von Lead-Frame-Gehäusen und die Komplexität der Verarbeitung sind die Hauptfaktoren für die forcierte Entwicklung der QFN- und DFN-Technologien.
Im dritten Teil der Serie haben wir erläutert, welche Rolle Silizium sowie die Herstellung und Lagerung von Wafern bei der Vermeidung von Obsoleszenz in der Fertigung spielen.
In Teil 4 unsere Serie sprechen wir abschließend über die Umstellung auf BGA-Substrat-Gehäuse bei Produkten mit hoher Pinzahl.
Warum BGA-Substrat-Gehäuse?
Array-Gehäuse, die ursprünglich mit PGA eingeführt wurden und jetzt üblicherweise mit BGA hergestellt werden, sind der Schlüssel zu Produkten mit vielen eingehenden und ausgehenden Signalen. Anschlüsse an der Leiterplatte (PCB) unter dem Gehäuse statt an jeder Seite des Gehäuses verringern die Fläche des Gehäuses pro Signal erheblich. An die Array-Gehäuse können hunderte Signale vom Halbleiter mit der Leiterplatte verbunden werden.
Diese Gehäuse haben also gegenüber Dual In-Line (DIP) oder Quad Flatpack (QFP) in Bezug auf die Signaldichte viele Vorteile. Jetzt aber zur Migration von PGA zu BGA. Der wesentliche mechanische Unterschied besteht darin, dass BGA mithilfe der Technik der Oberflächenmontage mit der Leiterplatte verbunden werden, während bei PGA die Durchstecktechnik verwendet wird. Die Herstellungskosten von PGA sind aufgrund der Automatisierung und Komplexität günstiger als eine Oberflächenmontage. Außerdem ist der Montageprozess einer BGA-Komponente einfacher und damit preiswerter. Das BGA basiert auf einem Substrat, auf das der Halbleiter montiert wird und das dazu dient, die Signale des Halbleiter-Bondpads zu den Lötkugelanschlüssen im Array zu leiten. Das BGA-Gehäuse kann je nach Produkt entweder mit drahtgebundenen oder Flip-Chip-Dies bestückt werden. Beim Flip-Chip findet die Entflechtung in einer Umverteilungsschicht zu den Bumps statt, und es ist nur eine minimale Entflechtung innerhalb des BGA-Substrats erforderlich, um die Lötkugeln des Gehäuses zu erreichen. Dadurch werden Drahtbindungen in diesem Gehäuse vermieden, was eine höhere Leistung ermöglicht. Die Substrate werden in Form von Platten hergestellt, die aus einem Gitter aus Substraten bestehen. Auf diese Weise können in den Montagevorgängen mehrere Einheiten parallel bearbeitet werden. Nach diesen Vorgängen wird die Platte in ihre endgültigen Teile gesägt. Die Unterseite des Gehäuses besteht aus einer Reihe von Lötkugeln, die den Halbleiter mithilfe der Oberflächenmontage mit der Leiterplatte verbinden. Diese Lötkugeln ersetzen die elektrischen Stifte des PGA.
Rochester hat in seiner Produktionsstätte in Newburyport, Massachusetts, in BGA-Bestückungskapazitäten investiert, um diesen Bedarf der Branche zu decken. Wir unterstützen eine breite Palette von Gehäusegrößen und BGA-Gehäusen mit unterschiedlicher Kugelzahl. Zudem bieten wir die Migration von einem der älteren PGA- oder QFP-Gehäuseformate auf das BGA an. Dazu wird das Kunden-Die in einem BGA-Gehäuse montiert und geprüft. Rochester migriert PGA oder QFP in ein benutzerdefiniertes BGA, dadurch kann der Kunde mehr Signalintegritätsanalysen auf Leiterplattenebene beibehalten, da die Signalwege gleich bleiben. Das wiederum bedeutet, dass die Systeme unserer Kunden mit minimalen oder ohne Änderungen der Hardware und der Software geliefert werden können.
Replikation von Gehäuse, Substrat und Leadframe
Die Branche hat sich von der Leadframe-Montage weg bewegt, da die höhere Leistung eine Technologie ohne Drahtbonds verlangte und die Kosten für die Herstellung der geringen Leadframe-Stückzahlen nicht mehr zu bewältigen waren.
Rochester Electronics ist sich dessen bewusst und hat diese Trend vorhergesehen. Deshalb hat das Unternehmen sowohl in Leadframe-Montage als auch in die substratbasierte QFN- und BGA-Montage investiert. Das war ein logischer Schritt angesichts der Milliarden vorrätiger Dies und Wafer, von denen die meisten Leadframe-Montagen sind. Rochester investiert nicht nur in teure Zuschnitt- und Formgebungswerkzeuge für PLCC-Gehäuse, die vom größten Montagehaus der Welt nicht mehr hergestellt werden, sondern wir haben auch ein langfristiges Montagewerk in den USA für fast alle Montagetypen, die es gibt.
Rochesters Replikationsmöglichkeiten für Gehäuse, Substrate und Leadframes umfassen Folgendes:
- Neueinführung der meisten Gehäusetechnologien
- ROHS/SnPb-Bleiausführungen
- JEDEC- und kundenspezifische Gehäusekonturen
- Dienstleistungen zur Entwicklung von Substraten und Leadframes
Qualifizierungsdienstleistungen
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Sehen Sie sich Rochesters Montagedienstleistungen und -lösungen an
Lesen Sie Teil 1: Eindämmung der Folgen veralteter Lieferketten: Das Puzzle der Halbleiterherstellung
Lesen Sie Teil 2: Eindämmung der Folgen veralteter Lieferketten: Die Halbleiterherstellung bewegt sich in Richtung QFN- und DFN-Montage
Lesen Sie Teil 3: Eindämmung der Folgen veralteter Lieferketten: Silikon, Fertigungsprozesse und Wafer
