ركائز IC

كيف تصنع ركائز IC من علم المواد إلى الإنتاج الضخم

في الإلكترونيات اليوم، فإن الركيزة IC هو البطل الغير معروف: غير مدرج على ملصق المنتج، ولكن واحد يملي الأداء، والموثوقية، ومدى الصغر. للتعبئة عالية الكثافة، وتكنولوجيا 5G والسيارات، ودمج MEMS وأكثر من ذلك، اختيار ركائز IC الشركة المصنعة مهمة مثل كل جانب آخر من جوانب الشريحة نفسها.
في هذه المقالة، سوف ترى عملية تصنيع ركائز IC في مصنع حديث وتعلم الميزات ، سواء من الناحية المنتجية أو العملية ، والتي تميز المورد المتميز في أسواق مثل MEMS والحوسبة عالية السرعة والاستشعار المتقدم.

فهم ركائز IC ودورها في MEMS

ركائز IC هي الواجهة بين يموت أشباه الموصلات و لوحة الدوائر المطبوعة . أنها تمكن الاتصال الكهربائي ، وتوفر الدعم الميكانيكي ، وتسهيل الإدارة الحرارية ، وحماية ضد البيئة. مع زيادة تعقيد الجهاز والتكامل ، وخاصة MEMS ، تتطور الركيزة من ناقل سلبي إلى عامل تمكين رئيسي. رائدة الركيزة IC يجب على المزود تخصيص مواده وهياكله من أجل:
دعم توجيه خط دقيق لكثافة الإدخال / الخروج العالية الحفاظ على سلامة الإشارة في الترددات العالية تبديد الحرارة للشرائح العشوائية للطاقة تقديم حماية ميكانيكية لأجهزة MEMS المعرضة للاهتزاز والصدمة والتوتر البيئي لمنتجات MEMS (أجهزة استشعار القصور والميكروفونات وأجهزة استشعار الضغط) ، توفر الركيزة أيضًا منصة دقيقة لا عجب أن تعتبر هذه أجهزة الاستشعار قلب أي طائرة بدون طيار أو روبوت أو حتى تطبيق سلاح في العديد من الدوائر الإلكترونية يجب أن يكون لها أبعاد مستقرة ، ومطابقة CTE مسيطرة عليها ، ومعدنة قوية بحيث تبقى الهياكل المتحركة الصغيرة في أجهزة MEMS دقيقة وموثوقة على مدى عمر المنتج.
المواد الأساسية وهندسة التراكم
قاعدة أي الركيزة IC بنيت على موادها الأساسية وتكوين التراكم. لمحة عامة عن العملية على أعلى مستوى في هذه المرحلة في ركائز IC خط معدات الشركة المصنعة قد يتكون من:
نواة عالية الأداء: نظام الراتنج منخفض الخسارة ، إيبوكسي BT ، سرعة عالية ، تردد عالي ، مواد عضوية متقدمة متوافقة مع MEMS رقائق نحاسية: رقائق نحاسية ناعمة للغاية لطبقات الإشارة مع تسامح ضيق جدا على السمك للحفاظ على إدارة متسقة للمقاومة
طبقات عازلة: ثابتة عازلة مخصصة وخسارة ملموسة ، والتي هي مهمة جدا RF / HC وقراءة MEMS دقيقة
تم تصميم التراكم لتوفير التفاوض الأمثل بين الأداء الكهربائي والصلابة الميكانيكية وقدرة العملية. يركز الاهتمام الخاص على التحكم في التشوه والسطح لـ MEMS ، لأن حتى الكميات الدنيا من الاختلاف يمكن أن تعطل محاذاة هيكل MEMS وتقليل دقة الاستشعار.
التصوير والخط الدقيق والنمط
بعد إنشاء المواد والتراكم ، فإن الخطوة الحاسمة التالية هي التصوير الدائري. هنا ركائز IC المنتج يحول تخطيطات الدوائر إلى تكوينات النحاس المجهرية.
تطبيق Photoresist
سمك موحد من طبقة المقاومة الضوئية للتحكم الدقيق في الخط
لتحقيق أفضل الخطوط والمساحات عن طريق التصوير عالية الدقة
الحفر المحسن لآثار النحاس المنخفضة والحافظة!
اليوم، في مثل هذه العمليات الحرجة مثل قدرات الخط الدقيق إلى ميكرون رقم واحد للتطبيقات الرائدة مثل وحدات استشعار MEMS وحزم الإشارات المختلطة، فإن تقليل خط الدقة أكثر أهمية من أي وقت مضى. هذا يوفر فوائد أعداد أكبر بكثير من إدخال / خروج ووحدات أكثر دمجا دون فقدان الأداء أو القوة.
عن طريق التكوين والتعدين
يتم تشكيل الاتصالات العمودية عن طريق الحفر الميكانيكي أو الحفر بالليزر أو مزيج منه. أعلى مستوى ركائز IC سيقوم الشركة المصنعة بتطوير واستثمار واسع النطاق في التكنولوجيا لأنه له تأثير كبير على الأداء الكهربائي والموثوقية على المدى الطويل! وتشمل الميزات الأساسية:
ميكروفياس لتوجيه HDI ومخططات الاتصال المتبادل ثلاثي الأبعاد أفياس مكدسة ومتدرجة لتصاميم متعددة الطبقات المعقدة أفياس مملوءة لتمكين التوجيه تحت الوسائد والتجميع المتقدم
بمجرد الحفر ، يتم معالجة الجدران وتغطيتها بالنحاس عن طريق عمليات المعادن المتقدمة. عبر النزاهة مهمة بشكل خاص لتغليف MEMS. يحتاج عدد كبير من أجهزة MEMS إلى مسارات تسرب منخفضة ومقاومة مستقرة حسب درجة الحرارة. تساهم الطلاء المثالي للفيا في أداء مستشعر مستقر للاهتزاز ومسارات إشارة موحدة ، أيضًا في ظروف تشغيل قاسية.
التشطيبات السطحية والقدرة على اللحام
السطح ينتهي على أسلوب PCBs من لوحة الدوائر المطبوعة يجب أن تكون متوافقة مع لحام. الطبقات الخارجية من الركيزة IC يجب أن تكون الحماية ، كما يمكن تحسينها لعملية التجميع. تشمل التشطيبات السطحية النموذجية ENIG ، ENEPIG ، والفضة الغمر من بين التشطيبات القابلة لللحام الأخرى.

أعلى ركائز IC الشركة المصنعة تخصيص خيارات التشطيب السطحي بشكل موثوق للاحتياجات المحددة:
تطبيقات سلك الذهب الناعم أو ENEPIG و Flip-Chip
وحدات MEMS مع التشطيبات منخفضة التآكل لتطبيقات السيارات والصناعة
يجب على التشطيبات للحفاظ على اللصق والقابلة لللحام بعد التشطيبات السطحية لتجميع MEMS التخزين الموسع أيضًا تقليل انبعاث الغاز وتوليد الجسيمات وخدمة بيئات تصنيع نظيفة مع حماية الميزات الميكانيكية الحساسة.
استقرار الأبعاد، التحكم في التشويه والموثوقية
مع انخفاض أحجام الحزمة ومزيد من الميزات المكتظة في الداخل ، يصبح الاستقرار الميكانيكي عامل تمييز رئيسي. مؤسسة ركائز IC الشركة المصنعة تدير جميع المساهمين المتعلقين بالتشويه وتغيير الأبعاد
صياغة الراتنج واختيار القماش الزجاجي
توزيع النحاس المتماثل بين الطبقات
ملفات تعريف ظروف التصفيح والتصليب
معالجة وتخزين ما بعد التصفيح
بالنسبة لأجهزة MEMS ، هذه ليست مجرد مشكلة ميكانيكية. قد يسبب التشوه والانزهار الأبعاد أن يصبح الهيكل المتحرك أو المسار البصري أو منفذ الضغط غير متوافق بشكل مثالي ، مما لا يؤثر فقط على المعايرة ، ولكن أيضًا على الدقة على المدى الطويل. من خلال هندسة المواد ، والتراكم وعمليات التصفيح بشكل خاص لقيود MEMS ، فإن الركيزة هي منصة مرجعية مستقرة لـ MEMS بدلًا من كونها مصدرًا للاختلاف.
مراقبة المعالجة والبيئة النظيفة وضمان الجودة
إن الأمر يتعلق بانضباط العملية كما يتعلق بالأدوات لإنتاج موثوقية عالية ركائز IC . التكنولوجيا العالية ركائز IC الشركة المصنعة تعمل مع:
رصد دقيق لـ SPC للمعايير الحرجة مثل عرض الخط وعبر المقاومة وتسجيل الطبقة
في خط AOI والأشعة السينية لتحديد العيوب في وقت مبكر.
ترتيب العمليات في الغرف النظيفة في المراحل الحرجة للسماح بالتصنيع المحدد لـ MEMS
اختبار RASS، بما في ذلك ركوب الدراجات الحرارية، HAST، الاهتزاز، والصدمة الميكانيكية
هذه الممارسات نفسها حيوية لأجهزة MEMS المقصودة للاستخدام في التطبيقات الحرجة للسلامة مثل ADAS للسيارات والأتمتة الصناعية والطبية وهلم جرا. تتطلب الركائز دعم الإجهاد البيئي ، مع الحفاظ على الخصائص الكهربائية المستقرة والدعم الميكانيكي لهياكل MEMS.

ميزات المنتج التي يجب النظر فيها

بالإضافة إلى القوائم العشوائية من القدرات، يرغب العملاء في بعض ميزات المنتج التي تجعل تصميم النظام أبسط ووقت التسويق أقصر. تشمل المميزات العامة:
قدرة خط دقيق للاتصالات ذات الكثافة العالية في وحدات صغيرة الحجم
عالية الأداء، منخفضة الخسارة وانخفاض التشويه RF، عالية السرعة الرقمية ومواد متوافقة MEMS
تراكم مخصص للإشارة المختلطة والطاقة و MEMS وحتى تقنيات MEMS متعددة في ركيزة واحدة
مسطحة ممتازة واستقرار الأبعاد للمواءمة والدقة في ربط MEMS
التشطيبات السطحية القوية والمعادنة لتتحمل البيئات القاسية وعمر طويل.
في الممارسة العملية، تمكن هذه الميزات العملاء من وضع المعالجات وشرائح RF وإدارة الطاقة وأجهزة استشعار MEMS على ركيزة واحدة مهندسة للغاية - حتى يتمكنوا من تقليل الحجم والتعقيد دون التخلي عن الأداء.

ملخص: تمهد الطريق للجيل القادم من الإلكترونيات

معالجة ركائز IC يقيم مجال علوم المواد والتصوير الدقيق والحفر المتقدم وضمان الجودة الصارم. عندما ركائز IC المورد يجلب هذه التقنيات لتحمل على متطلبات فريدة من نوعها من MEMS والتغليف عالية الكثافة ، تصبح الركيزة أكثر من تداخل سلبي ، تصبح منصة استراتيجية. من الإلكترونيات الاستهلاكية إلى أنظمة السيارات والصناعة ، يؤثر بائع الركيزة الذي تختاره بشكل خفيف على سلامة الإشارة وموثوقيتها وتصغير النظام. للمهندسين الذين يدفعون مظروف دمج MEMS والتغليف المتقدم ، والشراكة مع الشركة المصنعة مع فهم حقيقي ركائز IC هي واحدة من أفضل الطرق لضمان الأداء اليوم والاستعداد لتكنولوجيا الغد.

MEMS ( النظام الكهروميكانيكي الصغير ) استشعارات التطبيق