Печатная плата для подложки ИС: Интригующая тема, которую стоит знать

Ключевые слова; Подложки ИС, Подложки ИС Китай

С появлением новых типов ИС, таких как CSP (корпус размером с кристалл) и BGA (массив шариковых выводов), развивалась и подложка ИС. Это потребовало новых носителей для корпусирования. Как по применению, так и по популярности, печатные платы с подложками ИС получили взрывное распространение, причем гибко-жесткие печатные платы с любой слоистостью и печатные платы с высокой плотностью трассировки стали одним из самых передовых видов печатных плат. Они применяются в обновлениях электроники и средств телекоммуникации.

Подложки ИС

Подложка ИС — это тип базовой платы, используемой для корпусирования голых кристаллов интегральных схем. Подложка ИС играет важную роль в соединении печатной платы и кристалла. Будучи промежуточным продуктом, интегральные схемы выполняют функции захвата полупроводникового кристалла ИС, обеспечения трассировки для соединения кристалла с печатной платой, а также укрепления, поддержки и защиты кристалла ИС. Она также обеспечивает канал для рассеивания тепла.

Как соединитель между печатными платами и полупроводниковым кристаллом, подложка интегральной схемы играет ключевую роль. Она выступает в качестве канала. Для обеспечения плотности межсоединений, превосходящей возможности производителей печатных плат, в процессе изготовления подложки ИС требуются ограничения, характерные для производителей ИС. В отношении высокоплотных компоновок производителям потребуются проверенные решения и специализированные химические технологии.

Подложка ИС — это тип базовой платы, используемой для корпусирования голых кристаллов ИС (интегральных схем). ИС является промежуточным продуктом со следующими функциями соединения печатной платы и кристалла:

• Захват полупроводникового кристалла ИС;
• Наличие внутренней трассировки для соединения печатной платы и кристалла;
• Обеспечение канала для теплового рассеивания, поддержки, укрепления и защиты кристалла ИС.

Подложки интегральных схем подразделяются на различные категории и сильно различаются. Мы рассмотрим различные типы в каждой категории и классификации, чтобы лучше понять эту тему в целом.

Классификация подложек ИС

Классификация по атрибутам корпусирования

• Подложка ИС типа BGA: Этот тип подложки ИС демонстрирует хорошие электрические характеристики и теплорассеивание. Это позволяет значительно увеличить количество выводов кристалла. Следовательно, она подходит для корпусов ИС с количеством выводов более 300.
• Подложка ИС типа CSP: CSP — это тип однокристального корпуса малого размера и легкого веса. Его размер сопоставим с размером ИС. Подложка ИС типа CSP в основном используется в электронных изделиях, телекоммуникационном оборудовании и изделиях памяти с небольшим количеством выводов.
• Подложка ИС типа FC: FC (Flip Chip, перевернутый кристалл) — это тип корпусирования методом переворота кристалла, отличающийся совместимым теплорассеиванием, низкими потерями в цепях, низким импедансом сигнала и хорошо выполненными характеристиками.

Подложка ИС типа MCM: Многокристальный модуль (MCM) — это тип подложек ИС из Китая. Кристаллы с различными функциями объединяются в один корпус. Благодаря своим атрибутам, включая миниатюризацию, тонкость, легкость и компактность, изделие может быть идеальным решением. Обычно этот тип подложки не так хорошо проявляет себя в тонкой трассировке, рассеивании тепла, импедансе сигнала и т.д., поскольку множество кристаллов собраны в один корпус.

Классификация по материальным атрибутам

• Жесткая подложка ИС: Изготавливается в основном из смолы ABF, BT-смолы или эпоксидной смолы. Ее коэффициент теплового расширения составляет приблизительно от 13 до 17 ppm/°C.
• Гибкая подложка ИС: Имеет коэффициент теплового расширения от 13 до 27 ppm/°C и изготавливается в основном из PE-смолы или PI.
• Керамическая подложка ИС: Изготавливается в основном из керамических материалов, таких как карбид кремния, нитрид алюминия или оксид алюминия. Имеет довольно низкий коэффициент теплового расширения, составляющий приблизительно от 6 до 8 ppm/°C.

Классификация по инновационным кредитам на удержание

• Удержание FC

• TAB (Роботизированное удержание лентой)

• Проволочное удержание

Применение печатных плат на подложках ИС

На электронных устройствах с расширенными функциями, тонкостью и легкостью, таких как планшетные ПК, ПК, сотовые телефоны, а также в областях медицинского обслуживания, телекоммуникаций, военной, авиационной и современной систем управления, печатные платы на подложках ИС применяются в основном.

От печатных плат, подобных подложке, обычных печатных плат с высокой плотностью трассировки и многослойных печатных плат до печатных плат на подложках ИС, жесткие печатные платы полностью прошли серию усовершенствований. При схожем технологическом процессе, примерно соответствующем полупроводниковому масштабу, SLP является всего лишь одним из видов жестких печатных плат.

Производственный процесс печатной платы на подложке ИС

Между микросхемой ИС и печатной платой подложка интегральной схемы выступает в качестве основного соединения. Это достигается за счет организации проводящих отверстий и дорожек.

Этапы изготовления

• Меднение и гальванизация: В системе сборки это первый шаг. Это включает в себя технологии гальванизации и обработки меди, соответствующие различным механическим аспектам, таким как контроль и технология компенсации цепи, технология изготовления тонких линий и равномерный контроль толщины медного покрытия.

• Паяльная маска: Она следует за циклом меднения и обработки. В паяльной маске для печатной платы на подложке интегральной схемы присутствуют технологии печати паяльной маски и заполнения отверстий. Печатные платы на подложках ИС последовательно допускают разницу уровня подложки между площадкой и паяльной маской менее десяти микрометров. Однако допуск более пятнадцати микрометров не рекомендуется.

• Финишная обработка поверхности: На этом этапе важно обеспечить равномерную толщину финишного покрытия поверхности. Используются финишные покрытия поверхности ENIG и ENEPIG, которые являются удовлетворительными во всех случаях.

• Испытания на надежность и анализ: Это последний этап производства подложки ИС. Здесь подложка интегральной схемы должна быть проверена как на качество, так и на надежность. Однако технология, используемая для проверки и тестирования надежности, отличается от той, что используется в стандартных печатных платах.

Тем не менее, несмотря на указанные выше шаги, важно понимать, что процесс сборки печатной платы на подложке интегральной схемы не является простым.

Корпусирование ИС

Это часто выступает в качестве последнего шага в производстве полупроводниковых приборов. На этом этапе полупроводник получает корпус, защищающий интегральную схему от возрастной деградации или неблагоприятных внешних факторов. Конструкция корпуса защищает кристалл, а также обеспечивает электрические контакты. Это передает сигналы на печатную плату электронного устройства.

Начиная с корпусов BGA 1970-х годов, технология корпусирования ИС развивалась, когда они стали популярны среди производителей электронной упаковки. Однако с начала 21 века более новые варианты и модификации затмили корпуса с матрицей выводов. К таким новшествам относятся пластиковые квадратные плоские корпуса и корпуса с малым тонким профилем. В настоящее время существуют более совершенные технологии корпусирования, такие как FCBGA. Это усовершенствование корпусов с матрицей выводов.

Заключительный штрих

Для соединения микросхемы ИС и печатной платы подложки ИС важны в электронном оборудовании. Когда речь идет об успешном или неудачном проекте ИС для вашего электронного устройства, понимание всех деталей о них может стать решающим фактором. Следовательно, при проектировании ваших подложек ИС для улучшенного результата вы должны учитывать рассмотренные аспекты.