Memilih pendekatan pembungkusan cip akan membentuk hampir semua perkara seterusnya dalam sesuatu projek — saiz papan, kos pemasangan, kebolehujuan ujian, dan sejauh mana reka bentuk boleh dikerjakan semula atau dikemas kini dengan mudah.Cip-pada-Papan (COB), Teknologi Pemasangan Permukaan (SMT) dan Susunan Grid Bebola (BGA) masing-masing menyelesaikan masalah asas yang sama — menyambungkan cip atau komponen kepada PCB — dengan cara yang berbeza, dan setiap satunya mempunyai set komprominya yang tersendiri.
Gambaran Pantas bagi Setiap Kaedah
Cip-atas-Papan (COB)memasang die kosong tanpa pembungkusan terus ke atas substrat PCB, kemudian menyambungkannya ke papan menggunakan pengikatan wayar. Selepas itu die biasanya dimeterai dengan "ketulan" epoksi. COB mempunyai jejak ruang yang sangat kecil dan ketinggian lapisan yang sangat rendah, yang menjadikannya sangat biasa dalam reka bentuk pengguna seperti modul LED, tag RFID dan banyak lagi.
Teknologi Pemasangan Permukaan (SMT)kurang merupakan satu jenis pembungkusan tunggal dan lebih kepada satu kaedah pemasangan: komponen — yang telah sedia dibungkus dalam bentuk seperti QFN, SOIC, atau pasif diskret — diletakkan dan dipateri semula terus pada permukaan papan, tanpa memerlukan lubang tembus. Kebanyakan pemasangan PCB moden bergantung pada SMT, dan merangkumi pelbagai jenis komponen dan saiz yang luas, daripada perintang pasif hinggalah IC padang halus.
Susunan Grid Bebola (BGA)ialah jenis pakej SMT khusus yang dibina untuk komponen dengan kiraan pin yang tinggi. Kaki pada bahagian tepi pakej dibuang dan digantikan dengan corak bebola pateri di bahagian bawah, sekali gus menyediakan lebih banyak I/O dalam kawasan pakej yang lebih kecil berbanding pakej berkaki. Ia digunakan dalam pemproses, FPGA dan modul memori di mana ketumpatan pin menjadi faktor pembatas.
Perbandingan Sisi-ke-Sisi
Pembungkusan die:COB menampilkan cip kosong dan tidak dibungkus yang dipasang terus pada substrat. Komponen SMT datang dalam pakej seperti QFN, SOIC atau diskret. Komponen BGA juga telah diprapakej, tetapi susunan bebola paterinya berada di bahagian bawah dan bukannya di bahagian tepi.
Kaedah sambungan:Dalam COB, pengikatan wayar antara die/substrat digunakan. Untuk komponen SMT umum, pematerian reflow digunakan untuk melekatkannya pada pad permukaan. Komponen BGA juga dipateri dengan pematerian reflow, cuma ia dilakukan di bawah grid bebola pateri, bukan pada pad permukaan atau kaki.
JejakProfil terendah dan jejak terkecil antara ketiga-tiganya ialah COB, kerana tiada pakej di sekeliling die. Jejak SMT umum adalah berubah-ubah dan lazimnya diseragamkan. BGA mempunyai bilangan pin yang sedikit berbanding dengan saiznya, tetapi biasanya lebih besar daripada pelaksanaan COB untuk fungsi yang sama.
Kes penggunaan tipikal:COB paling kerap digunakan dalam susunan LED, tag RFID dan modul pengguna lain yang sangat nipis serta berjumlah tinggi. SMT umum digunakan dalam kebanyakan operasi pemasangan harian bagi hampir semua kategori produk. Oleh kerana ketumpatan I/O adalah faktor pengehad, BGA hanya digunakan untuk IC kiraan pin tinggi, termasuk pemproses, FPGA dan modul memori.
Kesukaran kerja semula:COB sangat sukar untuk dikerjakan semula, dan kebiasaannya ikatan wayar dan die tidak boleh dibaiki selepas dienkapsulasi. Komponen SMT amnya boleh dikerjakan semula pada tahap sederhana, kerana kebanyakannya boleh direflow dan diganti menggunakan peralatan standard. Kerja semula BGA juga mencabar kerana stesen kerja semula BGA khusus danPemeriksaan sinar-Xdiperlukan untuk memastikan kualiti sambungan pateri di bahagian belakang pakej.
Pertimbangan kos:COB cenderung lebih menjimatkan kos pada volum tinggi, dengan langkah proses tambahan untuk enkapsulasi dan pengendalian die terdedah. Dalam talian pengeluaran standard terdapat skala kos SMT am yang utama berkaitan dengan bilangan komponen dan kerumitan kedudukan komponen tersebut. Pelaburan awal dalam stensil, pemprofilan reflow, dan pemeriksaan adalah lebih tinggi dengan BGA, tetapi boleh diimbangi oleh penjimatan ruang hasil daripada peningkatan ketumpatan I/O.
Ini adalah generalisasi yang luas dan keputusan sebenar mengenai kos dan kerja semula berbeza secara meluas berdasarkan volum, kerumitan papan dan jenis komponen.
Cara Membuat Keputusan
Adalah penting untuk ambil perhatian bahawa tiada penyelesaian “terbaik” antara COB, SMT atau BGA — ia bergantung pada projek sebenar dan keperluannya. Berikut ialah beberapa soalan untuk membantu mengecilkan pilihan:
Apakah sekatan saiz dan ketinggian papan anda?Apabila reka bentuk memerlukan jejak dan profil yang paling kecil, COB wajar dipertimbangkan, namun bagi pelbagai jenis komponen, SMT umum lazimnya merupakan asas yang lebih praktikal untuk dipertimbangkan.
Berapa unit yang anda merancang untuk dibuat?Apabila volum meningkat, COB berkemungkinan menjadi lebih berdaya maju, kerana peringkat pengkapsulan dan pengendalian die terdedah boleh diagihkan merentasi lebih banyak die. Komponen yang telah dipakej selalunya lebih mudah diperoleh dan dikelayak semula, yang mana adalah ideal untukpengeluaran volum rendah atau prototaip.
Apakah tahap toleransi kerja semula anda?Secara umumnya, komponen SMT yang dibungkus secara standard lebih mudah diganti berbanding die berikat wayar atau BGA yang memerlukan peralatan kerja semula khas jika reka bentuk akan diubah berkali-kali, atau jika pembaikan di lapangan adalah mungkin.
Bajet anda adalah berdasarkan apa, kos seunit atau NRE?Pakej BGA mungkin mempunyai perbelanjaan pemeriksaan dan perkakasan yang lebih tinggi pada peringkat awal, tetapi boleh menjimatkan saiz papan dan bilangan lapisan untuk komponen I/O tinggi, yang berpotensi menghasilkan kos papan per unit yang lebih rendah dalam jangka masa panjang.
Adalah lebih baik untuk menjawab soalan-soalan ini dengan jujur, sebelum satu skematik disiapkan, untukelakkan reka bentuk semula kemudian.
COB dioptimumkan untuk saiz dan ketinggian yang kecil dalam produk volum tinggi, SMT dioptimumkan untuk kepelbagaian komponen yang besar dan keupayaan kerja semula yang sederhana bagi kebanyakan barisan produk, dan BGA dioptimumkan untuk komponen dengan bilangan pin yang tinggi; walaupun jejak BGA lebih mudah diurus, ia mempunyai keperluan kerja semula dan pemeriksaan yang lebih ketat. Yang mana satu terbaik ditentukan oleh keperluan saiz papan, jangkaan penggunaan, keperluan kerja semula, dan bajet, bukan oleh kaedah mana yang lebih unggul.
Jika anda sedang menimbang pemasangan COB atau peringkat die berbanding alternatif berbungkus untuk reka bentuk akan datang, pasukan kami boleh membantu menjelaskan pertukaran yang terlibat untuk papan khusus anda.Hubungi PCBCartuntuk membincangkan projek anda dengan lebih terperinci.
Sumber Berguna
•Perakitan Volum Tinggi
•Pemasangan PCB Volum Rendah (HMLV)
•Pemasangan PCB Lanjutan
•Pemasangan Pakej ke atas Pakej
•Empat Langkah untuk Mengenali BGA
•Pengenalan Teknologi Pembungkusan BGA
•Faktor-faktor yang Mempengaruhi Kualiti Pemasangan BGA
