Ultra-Fine-Pitch-BGA/CSP-Sockel in Compression Mount Technology

Vor zwei Jahren stellte Yamaichi Electronics die 0,4 mm-Pitch-Serie NP437 für Test- und Burn-in-Anwendungen vor. Für die Adaptierung von Ultra-Fine-Pitch-Halbleiterbausteinen gibt es jetzt eine neue Variante größerer Bauart, die Serie NP481. Das hochpräzise 0,4 mm-Ultra-FinePitch-Kontaktsystem stellt bei gleichzeitig kompakter und modularer Bauform höchste Ansprüche an die Qualität der Kontakte und die Zuverlässigkeit der Kontaktierung. Bezüglich der Schnittstelle zum Printed Circuit Board (PCB) wurde die Compression Mount Technology (CMT) als die beste Lösung identifiziert, da sie im Vergleich zu Through-Hole (TH) oder Surface Mount Technology (SMT) mit minimalstem Aufwand realisiert werden kann. Die federnden Kontakte werden hierbei auf die Kontaktflächen des PCB mittels Verschrauben des Sockels gepresst. Das Unternehmen besitzt jahrzehntelange Erfahrung mit der CMT im Bereich Test und Burn-In. Bei 0,4 mm Pitch sind die Platzverhältnisse jedoch so eng, dass normalerweise ein Fan-out unter Verwendung einer Hilfs-PCB (Interposer) notwendig wird, um die Entflechtbarkeit des PCB zu ermöglichen. Dies würde einen negativen Einfluss auf die elektrische Performance und auf die Produktkosten bedeuten. Die Lösung: Die Entflechtung wurde bereits im Sockel und mit einem PCB-Footpattern von 0,4 x 0,6 mm realisiert. Somit ist sowohl die technologische und kostenoptimierte Herstellbarkeit der PCB als auch eine problemlose Sockelmontage gewährleistet. Der 0,4 mm-Pitch-Sockel kann als direkter CMT-Sockel eingesetzt werden. Die bereits beim 0,5 mm-Pitch (IC398) eingesetzte und zuverlässige Kontakttechnologie wurde für den NP481 weiter skaliert und verfeinert. Zudem entfallen die Kosten für den sonst üblichen Interposer.

Die Kontaktbälle des Bausteins werden über den so genannten Buckling-Beam kontaktiert, der dadurch, dass er vertikal angedrückt wird, platzsparend ist und hervorragende mechanische Eigenschaften vorweist. Eventuelle Auswirkungen der größeren Kontakt-Länge auf die elektrischen Eigenschaften sind unerheblich, da die zu kontaktierenden Halbleiterbausteine im Low-current-Bereich arbeiten und der Burn-in bei Low frequency durchgeführt wird.

Es wäre hier müßig, die Vor- und Nachteile anderer Kontaktsysteme im Einzelnen aufzuzählen, ob Tweezer Style, Spring Probe oder leitende Polymere etc. Es sind jedoch in jedem Fall die zu hohen Kosten (Kontaktfederstifte), der zu große Platzbedarf (Tweezer Style) oder die elektromechanischen Schwächen, die Alternativen (etwa geometrische Ballveränderungen, Abrieb, Koplanaritätsprobleme, Verschmutzung, Ankleben, Oxidation, etc.) als mechanisch nicht realisierbar oder zu unwirtschaftlich ausscheiden lassen.

Der 0,4 mm-Pitch-BGA/CSP-Sockel der Serie NP481 zeigt, dass zuverlässige Ultra-Fine-Pitch-Anwendungen kein Problem mehr im Test and Burn-In darstellen.

EPP 450