Þú eyðir þúsundum klukkustunda og milljóna dollara í að hanna gallalausan sílikonarkitektúr, en ef líkamlegt húsnæði bilar er allur íhluturinn einskis virði. Hindrunin á milli starfhæfs rafeindaheila og stykkis af kísilskrúfu er hjúpunin. Þessi yfirgripsmikla handbók brýtur niður flókinn heim nútíma rafrænna umbúða. Það er þess virði að lesa vegna þess að skilningur á sérstökum efnum, hitauppstreymi og vélrænni álagi sem tekur þátt í að vernda sílikon mun verulega bæta framleiðsluávöxtun þína. Hvort sem þú ert að stjórna stóru færibandi eða útvega þér nákvæmnisverkfæri til að vinna mótin sjálf, mun það að ná tökum á þessum grundvallarhugtökum spara þér tíma, draga úr kostnaðarsömu rusli og veita þér gríðarlegt samkeppnisforskot á markaðnum.
Hvað er ic-pakki og hvers vegna skiptir hjúpun máli í hálfleiðaraiðnaðinum?
Í kjarna þess, an ic pakki er hlífðarbrynjan sem umlykur viðkvæmt kísilstykki. Án þessa mikilvæga hlífðarlags, ber flís myndi samstundis lúta í lægra haldi fyrir umhverfisáhættum eins og raka, ryki og líkamlegum áhrifum. Aðalmarkmiðið með hjúpun er að innsigla viðkvæm innri mannvirki algjörlega frá umheiminum. Þetta tryggir að íhluturinn virki áreiðanlega í mörg ár, hvort sem hann er settur upp í loftslagsstýrðu netþjónaherbergi eða undir húddinu á titrandi bifreið.
Í hinu alþjóðlega hálfleiðaraiðnaður, líkamlegt húsnæði þjónar einnig sem mikilvæg brú. Það umbreytir smásæjum tengipunktum kísilsins í stærra, staðlað fótspor sem í raun er hægt að lóða á pcb (prentað hringrás). Þetta þýðir hina útvöldu tegund pakka ræður því beint hvernig íhluturinn fellur inn í lokaafurðina. Illa valið húsnæði getur leitt til ofhitnunar, niðurbrots merkja eða vélrænnar bilunar við venjulega notkun.
The framleiðslutækni á bak við þetta ferli er yfirþyrmandi. Við erum að taka eitthvað eins viðkvæmt og eggjaskurn og hjúpa það í grjótharð gerviefni. Í dag eru algengustu íhlutirnir sem þú sérð á borði yfirborðsfesting tæki. Hvort að takast á við einfalt smd hluti eða flókinn fjölkjarna örgjörva, nákvæmlega sama regla gildir: ytri skelin verður að vera algjörlega fullkomin.
Hvernig vernda pökkunarferli viðkvæma flísina gegn skemmdum?
Ferðin frá beru kísilstykki yfir í fullunna vöru sem hægt er að setja upp er mjög flókið. Hið nútímalega framleiðsluferli notar margs konar háþróaða tækni til að tryggja algeran áreiðanleika. Einn sá gagnrýnasti pökkunarferli felur í sér að koma á rafmagnstengingum áður en endanleg þétting á sér stað. Til dæmis í háþróuðum flip-chip samkoma, virka svæði kísilsins er snúið á hvolf. Það tengist beint við undirliggjandi uppbyggingu með því að nota örlítið málmhögg.
Þetta sérstaka flip flís nálgun dregur verulega úr vegalengdinni sem rafmerkið þarf að ferðast. Það veitir framúrskarandi rafmagnsgetu. Hins vegar eru þessar smásjár lóðmálmur ójöfnur þarfnast gríðarlegrar verndar. Einu sinni sem samtengingu er búið til með góðum árangri, verður að læsa öllu samsetningunni á öruggan hátt. Hlífðarefnið flæðir um þessar örsmáu samskeyti, veitir stífan vélrænan stuðning og kemur í veg fyrir að þau sprungi við álag.
Til að ná þessu nákvæmni krefst ótrúlega nákvæmra líkamlegra tækja. Málmmótin sem notuð eru til að móta endanlega hlífðarskelina verða að vera unnin með nákvæmum vikmörkum. Við framleiðslu þessara þungu stálmóta treysta verkfæraframleiðendur á afkastagetuCarbide borar til að skera hreinlega kælirásir og inndælingarop án þess að skilja eftir burr sem gætu truflað vökvaflæði hlífðarplastsins.
Hvað er epoxý mótefnasamband og hvers vegna er það mikið notað?
Þegar við tölum um svartan plasthluta venjulegs örflögu erum við næstum alltaf að tala um epoxýmót. Þetta efni er sérhæft hitastillir plasti. Ólíkt hversdagsplasti sem hægt er að bræða og endurmóta, fer hitastilltur undir óafturkræf efnahvörf við upphitun. Þegar það hefur læknað myndar það ótrúlega harða, endingargóða og varanlega skel.
An epoxý mótefnasamband (almennt nefnt emc) er í meginatriðum mjög hannaður efnakokteill. Það samanstendur af grunn epoxý plastefni, herðandi efnum og gríðarlegu magni af kísilfylliefni. Kísillinn er mikilvægur vegna þess að hann dregur verulega úr þensluhraða efnisins þegar það verður fyrir hita. Þessar emcs tákna algjöran burðarás nútímans plasti íhluta húsnæði. The efni sem notuð eru verður einnig að hafa framúrskarandi rafvirki eiginleika, sem tryggir að þeir virki sem fullkomnir rafmagns einangrunarefni til að koma í veg fyrir innri skammhlaup.
„Samkvæmni þín mótun efni ræður beint samræmi lokaafurðarinnar þinnar. Í framleiðslu með mikla áhættu er fyrirsjáanleiki arðsemi.“
Hvernig tengist mótunarefnið við undirlagið og tengist það?
Á raunverulegum inndælingarfasa, heitt, seigfljótandi mótunarefni er þvingaður inn í stálhol undir gífurlegum þrýstingi. Það verður að flæða vel yfir viðkvæma sílikonið og undirliggjandi undirlag. Þetta er ofbeldisfullt ferli. Ef vökvahreyfingunni er ekki fullkomlega stjórnað, getur þjótandi vökvinn bókstaflega sópað burt litlu gullvírana sem mynda samtengja.
Ennfremur verður vökvinn að fylla alveg hverja smásjá holrými innan mótsins. Allt loft sem er innilokað skapar tóm. Eitt tómarúm er talið stórslys galla. Ef raki safnast fyrir inni í tómarúmi mun hiti venjulegs endurrennslislóðunarofns breyta þeim raka í gufu, bókstaflega blása íhlutinn í sundur innan frá (þekktur sem „poppkornsáhrif“).
Til að koma í veg fyrir þetta hefur viðmót milli hlífðarplastsins og málmblýgrindarinnar verður að vera efnafræðilega sterkur. Alveg rétt undirlagshönnun gegnir stóru hlutverki hér. Verkfræðingar hanna oft samtengda eðliseiginleika eða nota sérhæfða efnaviðloðun til að tryggja að plastið grípi um málminn gallalaust.
Hvaða hlutverki gegnir oblátið fyrir einingu?
Sögulega var sílikon skorið í teninga í einstaka bita áður en það var pakkað. Hins vegar til að hámarka skilvirkni og hagræða fótsporið, iðnaðurinn þróaðist obláta-stig umbúðir. Í þessari háþróuðu aðferðafræði er allur hringlaga kísilskífan unnin og innsigluð samtímis áður en skurður fer fram.
Á þessu stigi þekur lag af hlífðarefni yfir allt yfirborð óslitins disks. Aðeins eftir að hlífðarlagið hefur fullkomlega læknað fer ferlið af eintal byrja. Singulation er hið hrottalega vélræna ferli að sneiða stóra, innsiglaða diskinn í þúsundir einstakra, lokahluta.
Þetta skurðarferli er alræmt erfitt vegna þess að sagarblaðið verður að skera í gegnum bæði harða sílikonið og slípiefnisfyllt plastið samtímis. Það þarf ótrúlega sterk og stöðug skurðarverkfæri. Rétt eins og vélstjóri notar sérhæfða Solid Volfram Carbide stangir Til að þola slit á CNC gólfinu verða sneiðblöðin að þola mikinn núning til að koma í veg fyrir að viðkvæmar brúnir nýmyndaðra íhlutana klippist.
Hvernig keyra kerfi eins og LPKF áfram leysivinnslu og framleiðslu?
Eins og krafan um öfga smækkun vex, eru hefðbundnar vélrænar skurðarsagir að ná algjörum líkamlegum mörkum. Þegar þú ert að smíða íhluti fyrir snjallúr eða lækningaígræðslu er vélrænt blað einfaldlega of þykkt og of gróft. Þetta er þar sem háþróuð leysikerfi, eins og þau voru brautryðjandi af lpkf, grípa inn til að gjörbylta verkflæðinu.
Laservinnsla er nú grundvallarþáttur nútímans tilbúningur. Í stað þess að mala í gegnum efnið, gufa kraftmiklir leysir upp samstundis epoxý mótefnasamband og sílikonið undir því. Þetta hreina brottnámsferli skilur eftir sig ótrúlega sléttar brúnir og gerir miklu þéttara bil á milli íhluta í framleiðslulínunni.
Þetta stórfellda framfarir þýðir að hægt er að skera og móta mannvirki með örfáum nákvæmni µm (míkrómetrar). Með því að sameina háþróaða lasereyðingu og hefðbundna steinþrykk, framleiðendur geta búið til mjög flóknar, þrívíddar pakkaform sem var líkamlega ómögulegt að framleiða fyrir aðeins áratug síðan.
Af hverju skipta tengingar og háþróuð leið sköpum fyrir háþéttni ICs?
Nútíma örgjörvar eru ekki bara einir flatir ferningar; þeir eru flóknir, marglaga skýjakljúfar gagna. Eftir því sem við pökkum fleiri aðgerðum í eitt rými, þá mun leiðsögn rafmerkjanna verður stórkostleg geometrísk áskorun. Innri leiðir verða að vera ótrúlega stuttar til að viðhalda hraða og draga úr orkunotkun.
Til að ná þessu nota verkfræðingar örsmá, lóðrétt boraðar holur sem kallast vias. Þessi smásæju göng eru húðuð með a leiðandi málmur, venjulega cu (kopar), til að tengja saman mismunandi lög undirlag eða hið innra endurdreifingarlag. The rdl er í meginatriðum smásjárlegt þjóðvegakerfi sem endurleiðir ofurfínu tengingarnar á kísildúningunni yfir í stærri lóðmálskúlurnar að utan.
Þetta hárþéttleiki skipulag er algjör nauðsyn fyrir nútíma tölvumál. Stundum getur hefðbundin frádráttaræting ekki náð nauðsynlegum fínum línum. Í þessum tilvikum, aukefni Framleiðsluaðferðir eru notaðar til að hægt sé að byggja upp nákvæm koparspor sem þarf.
- Hærri pinnafjöldi: Flóknari flísar þurfa fleiri tengingar.
- Styttri merkjaleiðir: Lóðréttar tengingar draga verulega úr seinkun merkja.
- Minnkað fótspor: Lagskipting gerir ráð fyrir minni heildarstærðum tækja.
Hver eru áskoranirnar við varmaþenslu og skekkju við mótun?
Hiti er fullkominn óvinur nákvæmni framleiðslu. Á meðan á háhitameðferð stendur stækka öll efni. Hið alvarlega vandamál kemur upp vegna þess að það er gríðarlegt misræmi í hitauppstreymi hraða á milli hreins kísildeyja, kopar blý ramma og plastskeljar.
Við mælum þessa stækkun með því að nota stuðull hitauppstreymis (eða cte). Ef CTE er ekki vandlega jafnvægið mun öll samsetningin skekkjast þegar hún kólnar niður í stofuhita. Það bókstaflega bognar eins og kartöfluflögur. Þetta stríðni er martröð fyrir stjórnarsamkomu. Ef íhluturinn er ekki fullkomlega flatur, lóðmálmur mun mistakast á meðan smt (yfirborðsfestingartækni) festingarferli.
Til að berjast gegn þessu nota verkfræðingar háþróuð hönnunartæki hugbúnaður til að líkja eftir varmaálagi fyrir líkamlega frumgerð er nokkurn tíma byggt. Þeir stilla vandlega innihald kísilfylliefnisins í epoxýmót til að tryggja að CTE þess passi náið við undirliggjandi borð. Það er viðkvæmt jafnvægisverk efnafræði og eðlisfræði.
Hefðbundin pökkunartækni er algjörlega ófullnægjandi fyrir miklar kröfur 5g fjarskipta- og háþróuð ratsjárkerfi. Á þessum ofurháu tíðnum getur líkamlegt húsnæði sjálft truflað útvarpsmerkin alvarlega. Við verðum að elta án afláts bætt frammistöðu með því að nota sérhæfð efni.
Fyrir a hátíðni skynjari eða loftnet, the rafeiginleikar af mótunarefni eru vandlega skoðaðir. Ef efnið gleypir of mikla rafsegulorku deyr merkið. Þess vegna eru sérhæfð kvoða með lágt tap samsett sérstaklega til að hleypa þessum háhraðamerkjum í gegn án þess að brotna niður.
Ennfremur sjáum við hækkun á háþróaður ic byggingarlist. Hugtök eins og ólíkur sameining og pakki á pakka leyfa mismunandi sérhæfðum hlutum - eins og minni og vinnslurökfræði - að stafla lóðrétt. Þetta heldur merkjaleiðunum ótrúlega stuttum, sem eykur heildina verulega raf- og hitauppstreymi. Þegar nákvæmni skiptir máli, nota hágæða verkfæri eins og aÞriggja blaða (3 flautu) endamylla tryggir að prófunarbúnaðurinn sem geymir þessi háhraðatæki sé fullkomlega flatur og sannur.
Getur solid fjölliða hitastilltur virkilega komið í veg fyrir tæringu og galla?
Algjörlega. Aðal vörnin gegn hörðum veruleika efnisheimsins er heilindi fjölliða skel. Hvort það sé einfalt stakur krafttransistor eða mjög flókinn fjögurra íbúð engin leiða (qfn) örstýring, lokamarkmiðið er núll innstreymi raka. Vatnsgufa er helsta orsök innri tæringu og ótímabæra bilun í rafeindatækni.
Til að ná þessu fullkomna innsigli framleiðslu í miklu magni, Framleiðendur velja mismunandi aðferðir byggðar á ströngum umsóknarkröfur. Fljótandi mótun gæti verið notað fyrir ótrúlega viðkvæmar, þunnar samsetningar þar sem lágur innspýtingarþrýstingur er nauðsynlegur til að koma í veg fyrir vírsóp. Aftur á móti, solid þjöppun mótun er oft ákjósanlegt fyrir stórar flatar plötur vegna þess að það veitir framúrskarandi einsleitni og mikið afköst.
Hvert einasta skref í hönnun og framleiðslu áfanga krefst strangrar aðferðafræði. Það er alltaf a málamiðlun á milli kostnaðar, hraða og algerrar áreiðanleika. Hins vegar með því að krefjast strangs efniseftirlits og nýtingar nýstárlegar lausnir, iðnaðurinn heldur áfram að framleiða milljarða gallalausra tækja á hverju ári. The hæfi af efnunum notað í ic tilbúningur ákvarðar að lokum líftíma tækninnar sem við treystum á daglega.
Yfirlit yfir helstu veitingar:
- The ic pakki veitir mikilvæga líkamlega vernd og nauðsynlega rafleiðingu fyrir viðkvæman sílikon.
- Epoxý mótefnasamband virkar sem aðal vörn gegn raka, losti og innri tæringu.
- Ítarlegri pökkunarferli krefjast óspilltur samtengja heilindi til að tryggja sterka rafeiginleikar.
- Stjórna hitauppstreymi (cte) er mikilvægt að koma í veg fyrir stríðni og tryggja fullkomið smt uppsetning borðs.
- Leitin að afkastamikil inn 5g forrit treysta algjörlega á að hagræða bæði pakkahönnun og hið sérstaka mótun efnafræði.
- Vel heppnað samsetningu og prófun fer eftir nákvæmni verkfæra, ströngu vökva dynamic stjórn og háþróaður ic tækni.
- Frá hefðbundnu flip flís hönnun til nútíma ólíkur stöflun, the fjölhæfni af frammistöðu pakkans knýr allan tækniiðnaðinn áfram.
- A hálfleiðari getur ekki virkað í hinum raunverulega heimi án fullkomlega hannaðs, hitastöðugleika plasti húsnæði.
