Substratos de CI

Como fazer Substratos de CI Da ciência dos materiais à produção em massa

Na eletrônica de hoje, o substrato de CI é o herói desconhecido: não listado no rótulo do produto, mas um que dita o desempenho, a confiabilidade e a extensão da miniaturização. Para embalagens de alta densidade, 5G e tecnologia automotiva, integração MEMS e muito mais, a escolha Substratos de CI fabricante é tão importante quanto todos os outros aspectos do próprio chip.
Neste artigo, você verá o processo de fabricação de Substratos de CI em uma fábrica de última geração e aprenda os recursos, tanto do produto quanto do processo, que distinguem um fornecedor premium em mercados como MEMS, computação de alta velocidade e detecção avançada.

Compreensão Substratos de CI Seu papel em MEMS

Substratos de CI são a interface entre a matriz semicondutora e o PCB Eles permitem a conectividade elétrica, fornecem suporte mecânico, facilitam a gestão térmica e protegem contra o ambiente. Com o aumento da complexidade e integração do dispositivo, especialmente MEMS, o substrato evolui de transportador passivo para um habilitador chave. Um líder substrato de CI O fornecedor deve adaptar seus materiais e estruturas para:
Suporte de roteamento de linha fina para alta densidade de E/S Manter a integridade do sinal em altas frequências Dissipar calor para chips com fome de energia Oferecer proteção mecânica a dispositivos MEMS expostos a vibração, choque e estresse ambiental Para produtos MEMS (sensores inerciais, microfones, sensores de pressão), o substrato também fornece uma plataforma de precisão Não é de admirar que esses sensores sejam considerados o coração de qualquer drone, robô ou até mesmo sua aplicação de armadura em muitos circuitos eletrônicos. Deve ter dimensões estáveis, combinação CTE controlada e metalização robusta para que minúsculas estruturas móveis em dispositivos MEMS permaneçam precisas e confiáveis ao longo da vida útil do produto.
Materiais básicos e engenharia de empilhamento
A base de qualquer substrato de CI é construído sobre seus materiais principais e configuração de empilhamento. Uma visão geral do processo de nível superior neste ponto em um Substratos de CI A linha de equipamentos do fabricante pode consistir em:
Núcleos de alto desempenho: sistema de resina de baixa perda, epoxi BT, alta velocidade, alta frequência, materiais orgânicos avançados compatíveis com MEMS Folhas de cobre: Folhas de cobre ultra-suaves para camadas de sinal com tolerância muito apertada na espessura para manter uma gestão consistente da impedância
Camadas dielétricas: constante dielétrica personalizada e tangente de perda, que é muito importante RF / HC e leitura precisa de MEMS
O empilhamento é projetado para fornecer o compromisso ideal entre desempenho elétrico, rigidez mecânica e capacidade de processo. A atenção especial é focada no controle de deformação e planície para MEMS, já que mesmo quantidades mínimas de variação podem perturbar o alinhamento da estrutura MEMS e reduzir a precisão de detecção.
Imagens e padrões de linha fina
Após os materiais e empilhamento serem estabelecidos, o próximo passo crítico é a imagem de circuito. Aqui está o Substratos de CI produtor converte layouts de circuito para configurações microscópicas de cobre.
Aplicação Photoresist
Espessura uniforme da camada fotoresista para controle preciso da linha
Para obter as melhores linhas e espaços por imagem de alta resolução
Gravação melhorada para traços de cobre nítidos e baixos!
Hoje, em processos críticos como capacidades de linha fina a mícrons de um dígito para aplicações líderes como módulos de sensores MEMS e pacotes de sinal misto, a redução da linha de precisão é mais importante do que nunca. Isso oferece o benefício de contagens de E/S muito maiores e módulos mais compactos sem perder o desempenho ou a robustez.
Via formação e metalização
As conexões verticais são formadas por meio de perfuração mecânica, perfuração a laser ou uma combinação. Um nível superior Substratos de CI fabricante vai desenvolver e investir extensivamente através da tecnologia, pois tem um impacto significativo no desempenho elétrico e confiabilidade a longo prazo! As características essenciais incluem:
Microvias para roteamento HDI e esquemas de interconexão 3D Vias empilhados e escalonados para projetos complexos de várias camadas Vias preenchidas para permitir o roteamento sob almofadas e montagem avançada
Uma vez perfuradas, as paredes são tratadas e chapadas com cobre através de processos avançados de metalização. Via integridade é particularmente importante para embalagem MEMS. Um número substancial de dispositivos MEMS necessitam de caminhos de baixa fuga e resistência estável de acordo com a temperatura. O revestimento perfeito dos vias contribui para um desempenho do sensor estável em vibração e caminhos de sinal uniformes, também em condições de funcionamento severas.
Acabamentos de superfície e soldabilidade
A superfície acaba no estilo de PCBs de um PCB deve ser compatível com solda. Camadas externas de um substrato de CI deve ser a proteção, também eles podem ser otimizados para o processo de montagem. Os acabamentos de superfície típicos incluem ENIG, ENEPIG, prata de imersão entre outros acabamentos soldáveis.

Topo Substratos de CI fabricante personaliza de forma confiável opções de acabamento de superfície para necessidades específicas:
Aplicações de fio de ouro macio ou ENEPIG e flip-chip
Módulos MEMS com acabamentos de baixa corrosão para aplicações automotivas e industriais
Acabamentos para manter ligados e soldados após os acabamentos de superfície de montagem de MEMS de armazenamento estendido também devem minimizar a extração de gás, a geração de partículas e servir ambientes de fabricação limpos, protegendo características mecânicas sensíveis.
Estabilidade dimensional, controle de deformação e confiabilidade
À medida que os tamanhos dos pacotes diminuem e mais recursos estão lotados dentro, a estabilidade mecânica se torna um diferenciador chave. Um estabelecido Substratos de CI fabricante gerencia todos os contribuintes relacionados à deformação e mudança dimensional
Formulação de resina e seleção de pano de vidro
Distribuição simétrica de cobre entre camadas
Perfis de laminação e condições de curagem
Manipulação e armazenamento pós-laminação
Para dispositivos MEMS, isso não é apenas um problema mecânico. A deformação e a deriva dimensional podem causar que uma estrutura móvel, caminho óptico ou porta de pressão perfeitamente construída fiquem mal alinhadas, o que não só afeta a calibração, mas também a precisão a longo prazo. Por engenharia de materiais, empilhamentos e processos de laminação especificamente para restrições MEMS, o substrato é uma plataforma de referência estável para MEMS em vez de ser uma fonte de variação.
Controle de processamento, ambiente limpo e QA
Trata-se tanto da disciplina do processo quanto das ferramentas para produzir alta confiabilidade. Substratos de CI . Uma alta tecnologia Substratos de CI fabricante faz negócios com:
Monitoramento rigoroso do SPC de parâmetros críticos, como largura da linha e via resistência, registro da camada
AOI e raios-X em linha para identificar defeitos cedo.
Ordem de operações de sala limpa em estágios críticos para permitir a fabricação específica de MEMS
Testes RASS, incluindo ciclismo térmico, HAST, vibração e choque mecânico
Essas mesmas práticas são vitais para dispositivos MEMS destinados para uso em aplicações críticas de segurança, como ADAS automotivo, automação industrial, médico, e assim por diante. Os substratos são necessários para suportar o estresse ambiental, mantendo características elétricas estáveis e suporte mecânico para as estruturas MEMS.

Características do produto a serem consideradas

Além de listas indiscriminadas de recursos, os clientes desejam certos recursos do produto que tornem o design do sistema mais simples e o tempo de comercialização mais curto. Os diferenciadores genéricos incluem:
Capacidade de linha fina para interconexão de alta densidade em módulos de pequeno tamanho
Materiais compatíveis com RF de alto desempenho, baixa perda e baixa deformação, digitais de alta velocidade e MEMS
Empilhamentos personalizados para sinal misto, potência, MEMS e até mesmo múltiplas tecnologias MEMS em um único substrato
Excelente planicidade e estabilidade dimensional para alinhamento e precisão na ligação MEMS
Acabamentos de superfície fortes e metalização para suportar ambientes duros e vida prolongada.
Na prática, esses recursos permitem que os clientes coloquem processadores, chips RF, gerenciamento de energia e sensores MEMS em um substrato altamente projetado - para que possam reduzir o tamanho e a complexidade sem desistir do desempenho.

Resumo: Abrir o caminho para a eletrônica de próxima geração

O processamento de Substratos de CI avalia um campo de ciência dos materiais, imagem de precisão, perfuração avançada e rigorosa garantia de qualidade. Quando um Substratos de CI fornecedor traz essas técnicas para suportar os requisitos únicos de MEMS e embalagem de alta densidade, o substrato torna-se mais do que um interposer passivo, torna-se uma plataforma estratégica. De eletrônica de consumo a sistemas automotivos e industriais, o fornecedor de substrato que você escolher afeta sutilmente a integridade do sinal, a confiabilidade e a miniaturização do sistema. Para engenheiros que estão empurrando o envelope da integração MEMS e embalagem avançada, parceria com um fabricante com uma verdadeira compreensão de Substratos de CI é uma das melhores maneiras de garantir o desempenho de hoje e a preparação para a tecnologia de amanhã.

MEMS ( Micro Sistema Electromecânico ) Sensores Aplicação