Integrált áramkörök (IC-k) 3D mérési alkalmazásai
![Integrált áramkörök (IC-k) 3D mérési alkalmazásai](/huhu/Images/ss_measurement-solutions_integrated-circuit_001_2068371.jpg)
Az 5G mint mobilhálózati szabvány népszerűsége a félvezető eszközök miniatürizálásához vezetett, ami viszont megnövelte a pontos ellenőrzés és elemzés szükségességét. A KEYENCE VK-X sorozatának legújabb funkciói lehetővé teszik ismételt mérések, helyalapú programok, és sablonokon keresztül sikeres/sikertelen eredményű ellenőrzések végrehajtását. Ez a rész műszaki információkat és ellenőrzési alkalmazási példákat mutat be a BGA-val, a huzalkötésekkel, az érintkezőszondákkal és hasonló esetekkel kapcsolatosan, ahol sok ellenőrzést lézermikroszkóppal hajtanak végre.
- Tipikus IC-tokozás
- Tipikus kötés az integrált áramköri chipek felszereléséhez
- Dudorkészítési módszerek flip-chipek kötéséhez
- Huzalkötés folyamata
- Példák a huzalkötés ellenőrzésére
- Példák IC-k ellenőrzésére
- Elektromos vizsgálati módszerek
- Példák az érintkezőszondák ellenőrzésére
Tipikus IC-tokozás
Az IC-k integrálásának növekedésével általánossá vált a felületszereléses technológia (SMT). A mátrix típusú (BGA típusú) tokokat a nagymértékben integrált IC-khez is használják. Az LSI a Large Scale Integration (magyarul: nagymértékű integrálás) rövidítése, de gyakran használják az integrált áramkörök (IC) szinonimájaként is.
Beillesztéses típusú tokozás
- SIP (Single Inline Package)
-
Ezeket a tokokat a NYÁK-okba helyezik be. A kivezetések a tok hosszú oldalától egy sorban nyúlnak ki.
- DIP (kétsoros tokozás)
-
Ezeket a tokokat a NYÁK-okba helyezik be. A kivezetések a tok mindkét oldalából lefelé nyúlnak ki.
Felületszereléses technológia (SMT) kivezetős típusú tokozás
- SOP (Kis metszetű tokozás)
-
Ezekben az SMT-tokokban a kivezetések a tok mindkét oldaláról kinyúlnak, és a kivezetések hegyei szárnyszerűen szétterülnek.
- SOJ (Kis metszetű J-kivezetésű tokozás)
-
Ezekben az SMT-tokokban a kivezetések a tok mindkét oldaláról kinyúlnak, és a kivezetések hegyei befelé vannak hajlítva, mintha lefednék a tokot. Oldalról nézve minden kivezetés úgy néz ki, mint a J betű.
- QFP (négyoldalú lapos tokozás)
-
Ezekben az SMT-csomagokban a kivezetések a csomag mind a 4 oldaláról kinyúlnak, és a kivezetések csúcsai szárnyszerűen szétterülnek.
- QFJ (négyoldalú lapos J-kivezetésű tokozás)
-
Ezekben az SMT-csomagokban a kivezetések a tok mind a 4 oldaláról kinyúlnak, és a kivezetések hegyei befelé hajolnak, mintha lefednék a tokot.
Oldalról nézve minden kivezetés úgy néz ki, mint a J betű.
Felületszereléses technológia (SMT) kivezetés nélküli tokozással
- SON (Kis metszetű kivezetés nélküli tokozással)
-
Ezek az SMT-tokok nem tartalmaznak kivezetést. Csatlakozókapcsokként elektródapárnákat használnak. A SON kétirányú típusokhoz és kis számú csatlakozótűhöz használatos.
- QFN (Négyoldalú lapos, kivezetés nélküli tokozás)
-
Ezek az SMT-tokok nem tartalmaznak kivezetést. Csatlakozókapcsokként elektródapárnákat használnak. A QFN egy négyutas típusú tokozás.
Felületszereléses technológia (SMT) mátrix típusú tokozással
- BGA (Ball Grid Array)
-
A forraszanyag golyói a tokozás alján vannak sorba rendezve, ahol érintkezőként szolgálnak.
- PGA (Pin Grid Array)
-
A lábak a tokozás alján vannak sorba rendezve, ahol érintkezőként szolgálnak.
- LGA (Land Grid Array)
-
Az elektródalapok (pl. rézlapok) a tokozás alján vannak sorba rendezve, ahol érintkezőként szolgálnak.
Tipikus kötés az integrált áramköri chipek felszereléséhez
- Huzalkötés
-
A huzalkötés a félvezető chipek elektródáit és a kivezető keretek vagy lemezek elektromos vezetőit vékony arany-, alumínium- vagy rézhuzalokkal köti össze.
- Flip-chip kötés
-
Az IC chipeket közvetlenül a NYÁK-ra rögzítik. Ezt a módszert FC-BGA-nak (Flip Chip-BGA) nevezik. Egy IC chip elektródáin kiemelkedéseket készítenek, amelyeket a NYÁK elektródáihoz kapcsolnak. Ezzel a módszerrel a huzalkötéshez képest helyet takarítanak meg.
- A
- Félvezető chip
- B
- Flip (lefelé fordítva)
Dudorkészítési módszerek flip-chipek kötéséhez
- Forrasztógolyók rögzítése
- Az (előre elkészített) forrasztógolyókat az elektródákra helyezik, és újraömlesztik, hogy kiemelkedéseket hozzanak létre. A pasztanyomtatáshoz képest nagyobb kiemelkedéseket lehet létrehozni. Ezenkívül a forrasztógolyó méretének szabványosítása megakadályozza a végső kiemelkedések magasságbeli különbségeit.
- Pasztanyomtatás
- A forrasztópasztát az elektródákra nyomtatják, és újraömlesztik, hogy kiemelkedések keletkezzenek. Az áteresztőképesség nagy, de nehéz egységes magasságú kiemelkedéseket létrehozni.
- Galvanizálás
- A forraszanyag kiemelkedéseit galvanizálással hozzák létre. Finom kiemelkedéseket lehet létrehozni, de az áteresztőképesség alacsony.
Huzalkötés folyamata
-
Egy (injekciós tűhöz hasonló) cső alakú kapillárist használnak, amelyen fémhuzalok futnak keresztül. A huzal végét nagy feszültséggel szikrákkal kerekítik. Ezután a kerek részt az elektródához kötik és rögzítik. Ezt nevezik golyós kötésnek vagy 1. kötésnek. A kapilláris terhelése, az ultrahanghullámok és a kötési szakasz hője lehetővé teszik a kötés létrejöttét.
-
A kapilláris a 2. kötési ponthoz mozgatásához a kötéshez használt huzalt folyamatos hurok alakban kell húzni.
-
Az elektródakivezetéshez való csatlakoztatásakor nincs szükség golyóra, és a huzalt a kapilláris összenyomja. Ezt nevezik varratkötésnek vagy 2. kötésnek.
-
A drótvágó bezáródik, lecsípi a fémhuzalt, majd a kapilláris felemelkedik, hogy huzal elvágása megtörténik.
A kapillárishegy részei
![](/huhu/Images/ss_measurement-solutions_integrated-circuit_018_2068388.png)
- A
- Kapilláris
- B
- Kötés helye
![](/huhu/Images/ss_measurement-solutions_integrated-circuit_019_2068389.png)
- A
- Kapilláris
- B
- Kötés helye
![](/huhu/Images/ss_measurement-solutions_integrated-circuit_020_2068390.png)
- A
- Kúpszög
- B
- Homlokszög
- C
- Ferdeszög
- D
- Ferde átmérő
- E
- Furat átmérője
- F
- Hegy átmérője
Példák a huzalkötés ellenőrzésére
![](/huhu/Images/ss_measurement-solutions_integrated-circuit_021_2068391.jpg)
![](/huhu/Images/ss_measurement-solutions_integrated-circuit_022_2068392.jpg)
![](/huhu/Images/ss_measurement-solutions_integrated-circuit_023_2068393.jpg)
Példák IC-k ellenőrzésére
![](/huhu/Images/ss_measurement-solutions_integrated-circuit_024_2068394.jpg)
![](/huhu/Images/ss_measurement-solutions_integrated-circuit_025_2068395.jpg)
![](/huhu/Images/ss_measurement-solutions_integrated-circuit_026_2068396.jpg)
![](/huhu/Images/ss_measurement-solutions_integrated-circuit_027_2068397.jpg)
![](/huhu/Images/ss_measurement-solutions_integrated-circuit_028_2068398.jpg)
![](/huhu/Images/ss_measurement-solutions_integrated-circuit_029_2068399.jpg)
![](/huhu/Images/ss_measurement-solutions_integrated-circuit_030_2068400.jpg)
![](/huhu/Images/ss_measurement-solutions_integrated-circuit_031_2068401.jpg)
![](/huhu/Images/ss_measurement-solutions_integrated-circuit_032_2068402.jpg)
Elektromos vizsgálati módszerek
Ez a rész az elektronikus alkatrészek tipikus elektromos ellenőrzési módszereit mutatja be. Az alkatrész egyszerű nyitásán vagy rövidre zárásán túlmenően az is lehetséges, hogy áramot áramoltassunk át az alkatrészen.
- Szondakártya
-
Az LSI-áramkörök gyártásának részeként a szilíciumlapka tetején kialakított LSI (nagyméretű integrációs) chipek elektromos ellenőrzése során a lapkaellenőrzési eljárás (előfeldolgozás) során használt ülék.
- Érintkezőszonda
-
Ez a különböző elektronikus alkatrészek ellenőrzése során használatos ülék. Ez az ellenőrzés az alkatrészek széles skálájára irányul, beleértve a félvezetőket, az LCD paneleket, a nyers NYÁK-okat, a szerelt NYÁK-okat, csatlakozókat, kondenzátorokat és érzékelőket.
Szondakártyatípusok
- Függőleges szondakártya
-
Ezzel a szondakártyával egy függőlegesen rögzített szondával rendelkező blokkot illesztenek a NYÁK-ra.
- [Előnyök]
- Felhasználó által definiált szondaelrendezés (négyzettömb típusú, több komponens mérésére is alkalmas)
- Könnyű karbantartás (Egyetlen szonda cseréje lehetséges.)
- Apró karcok
- Nincs sérülés a forrasztáson
- [Hátrányok]
- Magas ár
- Alumínium betétekkel nehéz használni
- Konzolos szondakártya
-
Ezzel a szondakártyával a volfrámból vagy hasonló anyagból készült tűket közvetlenül a NYÁK-ra rögzítik.
- [Előnyök]
- Alacsony ár
- A függőleges szondakártyákhoz képest szűkebb dőlésszöget tesz lehetővé
- Alumínium betétekkel könnyen használható
- [Hátrányok]
- Korlátozott tűelrendezés
- A karbantartás nehézkes (magasságállítás és egyéb javítások szükségesek)
- Nagy karcok
Az érintkezőszonda szerkezete és csúcsformái
Az érintkezőszonda dugattyúból, hengerből és rugóból épül fel, és egy gyantaülékbe nyomják bele.
![](/huhu/Images/ss_measurement-solutions_integrated-circuit_037_2068407.png)
- A
- Érintkezőszonda
- a
- Henger
- b
- Rugó
- c
- Dugattyú
- B
- Vizsgálandó tárgy
- Ív
-
Rugalmas NYÁK-okkal és más olyan helyzetekben használható, ahol meg kell akadályozni az elektródák károsodását.
- Tű
-
Főleg NYÁK lapokkal és hasonló célpontokkal használható.
- Lapos és fordított kúp
-
A lapos hegyek az elektródák sérülése nélkül érintkeznek a felülettel. A fordított kúpos hegyek az érintkezők és hasonló célpontok fogadására szolgálnak.
- Háromszög alakú piramis
-
NYÁK átmenőfuratokhoz és hasonló célpontokhoz használható.
- Korona
-
Például több ponttal való érintkezés vagy a beépített alkatrészek kivezetéseinek fogadására használható.
Példák az érintkezőszondák ellenőrzésére
![](/huhu/Images/ss_measurement-solutions_integrated-circuit_043_2068413.jpg)
![](/huhu/Images/ss_measurement-solutions_integrated-circuit_045_2068414.jpg)