Jūs išleidžiate tūkstančius valandų ir milijonus dolerių kurdami nepriekaištingą silicio architektūrą, tačiau jei fizinis korpusas sugenda, visas komponentas yra bevertis. Kliūtis tarp veikiančių elektroninių smegenų ir nulaužto silicio gabalo yra kapsulė. Šis išsamus vadovas suskaido sudėtingą šiuolaikinių elektroninių pakuočių pasaulį. Verta perskaityti, nes suprasdami konkrečias medžiagas, šiluminę dinamiką ir mechaninius įtempius, susijusius su silicio apsauga, drastiškai pagerinsite produkcijos derlių. Nesvarbu, ar valdote didelės apimties surinkimo liniją, ar įsigyjate tikslius įrankius, kad apdirbtumėte pačias formas, įsisavinę šias pagrindines koncepcijas sutaupysite laiko, sumažinsite brangų laužą ir suteiksite didžiulį konkurencinį pranašumą rinkoje.
Kas yra ic paketas ir kodėl puslaidininkių pramonėje svarbi inkapsuliacija?
Jos esmė, an ic paketas yra apsauginis šarvas, kuris supa trapų silicio gabalą. Be šio gyvybiškai svarbaus apsauginio sluoksnio, plikas lustas akimirksniu pasiduotų aplinkos pavojams, tokiems kaip drėgmė, dulkės ir fizinis poveikis. Pagrindinis tikslas inkapsuliavimas yra visiškai užsandarinti subtilias vidines struktūras nuo išorinio pasaulio. Tai garantuoja, kad komponentas patikimai veiks ilgus metus, nesvarbu, ar jis sumontuotas kontroliuojamo klimato serverių patalpoje, ar po vibruojančio automobilio gaubtu.
Pasaulyje puslaidininkių pramonė, fizinis korpusas taip pat tarnauja kaip svarbus tiltas. Jis paverčia mikroskopinius silicio sujungimo taškus į didesnį standartizuotą plotą, kurį iš tikrųjų galima lituoti ant PCB (spausdintinė plokštė). Tai reiškia, kad išrinktasis pakuotės tipas tiesiogiai nusako, kaip komponentas integruojamas į galutinį produktą. Netinkamai parinktas korpusas gali sukelti perkaitimą, signalo pablogėjimą arba mechaninius gedimus standartinio veikimo metu.
The gamybos technologija už šio proceso yra stulbinantis. Mes paimame kažką panašaus į kiaušinio lukštą ir apgauname jį kietomis sintetinėmis medžiagomis. Šiandien dažniausiai lentoje matomi komponentai paviršinis tvirtinimas prietaisai. Nesvarbu, ar kalbama apie paprastą smd komponentas arba sudėtingas kelių branduolių procesorius, galioja lygiai tas pats principas: išorinis apvalkalas turi būti visiškai tobulas.
Kaip pakavimo procesai apsaugo gležną lustą nuo pažeidimų?
Kelionė nuo pliko silicio gabalo iki gatavo, montuojamo gaminio yra labai sudėtinga. Šiuolaikinis gamybos procesas absoliučiam patikimumui užtikrinti naudojami įvairūs sudėtingi metodai. Vienas kritiškiausių pakavimo procesai apima elektros jungčių nustatymą prieš galutinį sandarinimą. Pavyzdžiui, išplėstinėje flip-chip surinkimas, aktyvioji silicio sritis apversta aukštyn kojomis. Jis tiesiogiai jungiasi prie apatinės konstrukcijos naudojant mažyčius metalinius iškilimus.
Šis specifinis flip chip požiūris drastiškai sumažina atstumą, kurį turi nukeliauti elektrinis signalas. Tai užtikrina puikų elektrinį našumą. Tačiau šie mikroskopiniai lituoti nelygumai reikalauja didžiulės apsaugos. Kartą tarpusavio sujungimas yra sėkmingai pagamintas, visas mazgas turi būti saugiai užfiksuotas. Apsauginė medžiaga teka aplink šias mažas jungtis, suteikdama tvirtą mechaninę atramą ir neleisdama joms įtrūkti veikiant apkrovai.
Norint pasiekti tokį tikslumo lygį, reikia neįtikėtinai tikslių fizinių įrankių. Metalinės formos, naudojamos galutiniam apsauginiam apvalkalui formuoti, turi būti apdorotos laikantis griežtų leistinų nuokrypių. Gamindami šias sunkias plienines formas, įrankių gamintojai pasikliauja aukštu našumuKarbido grąžtai švariai nupjauti aušinimo kanalus ir purkštukų angas, nepaliekant įdubimų, galinčių sutrikdyti apsauginio plastiko skysčio tekėjimą.
Kas yra epoksidinių formų junginys ir kodėl jis plačiai naudojamas?
Kai kalbame apie juodą plastikinį standartinės mikroschemos korpusą, beveik visada kalbame apie an epoksidinė forma. Ši medžiaga yra specializuota termoreaktingas plastiko. Skirtingai nuo kasdienių plastikų, kuriuos galima išlydyti ir perdaryti, termoreaktingame kaitinant vyksta negrįžtama cheminė reakcija. Kai jis sukietėja, jis sudaro neįtikėtinai kietą, patvarų ir nuolatinį apvalkalą.
An epoksidinis liejimo junginys (dažniausiai vadinamas emc) iš esmės yra sunkiai modifikuotas cheminis kokteilis. Jį sudaro bazinė epoksidinė derva, kietikliai ir didžiulis kiekis silicio dioksido užpildo. Silicio dioksidas yra labai svarbus, nes jis žymiai sumažina medžiagos plėtimosi greitį, kai jis yra veikiamas šilumos. Šios emcs atspindi absoliutų šiuolaikinio stuburą plastiko komponentų korpusas. The panaudotos medžiagos taip pat turi turėti puikų dielektrinis savybės, užtikrinančios, kad jos veiktų kaip tobuli elektros izoliatoriai, apsaugantys nuo vidinių trumpųjų jungimų.
„Jūsų nuoseklumas lipdymas medžiaga tiesiogiai lemia jūsų galutinio produkto konsistenciją. Didelės apimties gamyboje nuspėjamumas yra pelningumas.
Kaip liejimo mišinys sąveikauja su pagrindu ir jungiasi?
Tikrosios injekcijos fazės metu karštas, klampus liejimo mišinys yra priverstas į plieninę ertmę esant didžiuliam slėgiui. Jis turi sklandžiai tekėti per subtilų silicį ir pagrindą substratas. Tai yra smurtinis procesas. Jei skysčio dinamika nėra puikiai valdoma, besiveržiantis skystis gali tiesiogine prasme nušluoti mažyčius auksinius laidus, kurie sudaro sujungti.
Be to, skystis turi visiškai užpildyti kiekvieną mikroskopą ertmė formos viduje. Bet koks įstrigęs oras sukuria tuštumą. Viena tuštuma laikoma katastrofiška defektas. Jei tuštumos viduje kaupiasi drėgmė, standartinės litavimo krosnies karštis pavers tą drėgmę garais, tiesiogine prasme išpučia komponentą iš vidaus (žinomas kaip „spragėsių efektas“).
Norėdami to išvengti, sąsaja tarp apsauginio plastiko ir metalinio švino rėmo turi būti chemiškai tvirti. Tinkamas substrato dizainas čia vaidina didžiulį vaidmenį. Inžinieriai dažnai projektuoja tarpusavyje susietas fizines savybes arba taiko specialius cheminius sukibimo skatiklius, kad plastikas nepriekaištingai sukibtų su metalu.
Kokį vaidmenį atlieka vaflė prieš singuliaciją?
Istoriškai silicis buvo supjaustomas į atskiras dalis prieš pakuojant. Tačiau siekiant maksimaliai padidinti efektyvumą ir optimizuoti pėdsaką, plėtojosi pramonė vaflį- lygio pakuotė. Taikant šią pažangią metodiką visas apvalus silicio diskas apdorojamas ir užsandarinamas vienu metu prieš pjaustant.
Šio etapo metu apsauginės medžiagos sluoksnis dengia visą viršutinį nesulaužyto disko paviršių. Procesas pradedamas tik visiškai sukietėjus apsauginiam sluoksniui singuliavimas pradėti. Singuliavimas yra žiaurus mechaninis procesas, kai didelis, sandarus diskas supjaustomas į tūkstančius atskirų galutinių komponentų.
Šis pjovimo procesas yra žinomas sudėtingas, nes pjūklo diskas turi vienu metu perpjauti ir kietąjį silicį, ir abrazyvinį silicio dioksidu užpildytą plastiką. Tam reikia neįtikėtinai tvirtų ir stabilių pjovimo įrankių. Lygiai taip pat kaip mašinistas naudoja specializuotas Tvirtos volframo karbido strypai Kad ištvertų abrazyvinį CNC grindų susidėvėjimą, pjaustymo peiliukai turi atlaikyti didelę trintį, kad nesuskiltų subtilūs naujai suformuotų komponentų kraštai.
Kaip tokios sistemos kaip LPKF skatina apdorojimą ir gamybą lazeriu?
Kaip ekstremalaus paklausa miniatiūrizavimas auga, tradiciniai mechaniniai pjovimo pjūklai pasiekia savo absoliučias fizines ribas. Kai kuriate išmaniųjų laikrodžių ar medicininių implantų komponentus, mechaninis peiliukas yra tiesiog per storas ir per grubus. Čia yra pažangios lazerinės sistemos, tokios kaip pradininkės lpkf, įsidėkite ir pakeiskite darbo eigą.
Lazerinis apdorojimas dabar yra esminė modernumo dalis pagaminimas. Užuot šlifuodami medžiagą, didelės galios lazeriai akimirksniu išgaruoja epoksidinis liejimo junginys ir po juo esantis silicis. Šis švarus abliacijos procesas palieka neįtikėtinai lygius kraštus ir leidžia daug mažesnius tarpus tarp gamybos linijos komponentų.
Šis masinis pažanga reiškia, kad konstrukcijas galima pjaustyti ir formuoti vos kelių tikslumu µm (mikrometrai). Derinant pažangią lazerinę abliaciją su tradicine litografija, gamintojai gali sukurti labai sudėtingas, trimačias pakuotės formas, kurių fiziškai buvo neįmanoma pagaminti vos prieš dešimtmetį.
Kodėl didelio tankio IC itin svarbūs perėjimai ir išplėstinis maršruto parinkimas?
Šiuolaikiniai procesoriai nėra tik pavieniai plokšti kvadratai; jie yra sudėtingi, daugiasluoksniai duomenų dangoraižiai. Kai į vieną erdvę sutalpiname daugiau funkcijų, maršruto parinkimas elektros signalai tampa didžiuliu geometriniu iššūkiu. Vidiniai keliai turi būti neįtikėtinai trumpi, kad būtų išlaikytas greitis ir sumažintas energijos suvartojimas.
Norėdami tai pasiekti, inžinieriai naudoja mažas vertikaliai išgręžtas skyles, vadinamas vias. Šie mikroskopiniai tuneliai yra padengti a laidūs metalas, paprastai kub (varis), kad būtų galima sujungti skirtingus sluoksnius substratas arba vidinis perskirstymo sluoksnis. The rdl iš esmės yra mikroskopinė greitkelio sistema, kuri perveda itin smulkias silicio štampo jungtis į didesnius litavimo rutulius išorėje.
Tai didelio tankio išdėstymas yra absoliuti šiuolaikinio kompiuterio būtinybė. Kartais tradicinis atimtinis ofortas negali pasiekti reikiamų smulkių linijų. Šiais atvejais priedas Gamybos metodai naudojami tam, kad lėtai susidarytų tikslūs reikalingi vario pėdsakai.
- Didesnis PIN kodų skaičius: Sudėtingesniems lustams reikia daugiau jungčių.
- Trumpesni signalo keliai: Vertikalios jungtys drastiškai sumažina signalo vėlavimą.
- Sumažintas pėdsakas: Sluoksniavimas leidžia naudoti mažesnius bendrus įrenginio dydžius.
Kokie iššūkiai kyla dėl šiluminio plėtimosi ir deformacijos liejimo metu?
Šiluma yra didžiausias tikslios gamybos priešas. Kietėjimo aukštoje temperatūroje metu visos medžiagos plečiasi. Didelė problema kyla, nes yra didžiulė neatitikimas esančiame šiluminis plėtimasis greitis tarp gryno silicio štampo, varinio švino rėmo ir plastikinio apvalkalo.
Šį išsiplėtimą išmatuojame naudodami koeficientas šiluminio plėtimosi (arba cte). Jei CTE nėra kruopščiai subalansuotas, atvėsus iki kambario temperatūros, visas mazgas deformuosis. Žodžiu, jis lenkia kaip bulvių traškutis. Tai deformacija yra košmaras lentos surinkimui. Jei komponentas nėra visiškai plokščias, litavimo jungtis nepavyks per smt (paviršiaus montavimo technologija) tvirtinimo procesas.
Norėdami su tuo kovoti, inžinieriai naudoja sudėtingas dizaino įrankis programinė įranga, skirta modeliuoti šiluminį įtempį prieš fizinį prototipas kada nors pastatytas. Jie atsargiai reguliuoja silicio dioksido užpildo kiekį epoksidinė forma užtikrinti, kad jo CTE labai atitiktų pagrindinės valdybos CTE. Tai subtilus chemijos ir fizikos balanso veiksmas.
Standartiniai pakavimo būdai yra visiškai netinkami ekstremaliems reikalavimams 5g ryšių ir pažangios radarų sistemos. Esant šiems itin aukštiems dažniams, pats fizinis korpusas gali labai trukdyti radijo signalams. Turime nenumaldomai siekti pagerintas našumas naudojant specialias medžiagas.
Dėl a aukšto dažnio jutiklis arba antena, elektrines savybes iš liejimo mišinys yra kruopščiai tikrinami. Jei medžiaga sugeria per daug elektromagnetinės energijos, signalas miršta. Todėl specializuotos mažo nuostolio dervos yra specialiai sukurtos taip, kad šie didelės spartos signalai praeitų be degradacijos.
Be to, matome augimą išplėstinis ic architektūra. Sąvokos kaip nevienalytis integracija ir pakuotė ant pakuotės leisti skirtingus specializuotus komponentus, pvz., atmintį ir apdorojimo logiką, sudėti vertikaliai. Dėl to signalo keliai yra neįtikėtinai trumpi, o tai drastiškai pagerina bendrą vaizdą elektrinės ir šiluminės charakteristikos. Kai svarbu tikslumas, naudokite aukštos kokybės įrankius, tokius kaip aTrijų ašmenų (3 fleitų) galinis frezas užtikrina, kad bandymo įtaisai, laikantys šiuos didelės spartos įrenginius, būtų idealiai lygūs ir teisingi.
Ar kieto polimero termoreaktingas tikrai gali apsaugoti nuo korozijos ir defektų?
absoliučiai. Pirminė gynyba nuo atšiaurių fizinio pasaulio realijų yra jo vientisumas polimeras apvalkalas. Nesvarbu, ar tai paprasta diskretiškas galios tranzistorius arba labai sudėtingas keturkampis butas be švino (qfn) mikrovaldiklis, galutinis tikslas yra nulinis drėgmės patekimas. Vandens garai yra pagrindinė vidinių ligų priežastis korozija ir priešlaikinis dislokuotos elektronikos gedimas.
Norėdami pasiekti šį tobulą sandarumą didelės apimties gamyba, gamintojai pasirenka skirtingus metodus pagal griežtą paraiškos reikalavimai. Skystas liejimas gali būti naudojamas neįtikėtinai subtiliems, ploniems mazgams, kai žemas įpurškimo slėgis yra privalomas, kad būtų išvengta vielos šlavimo. Ir atvirkščiai, tvirtas suspaudimas lipdymas dažnai naudojamas didelėms plokščioms plokštėms, nes užtikrina puikų vienodumą ir didelį pralaidumą.
Kiekvienas žingsnis projektavimas ir gamyba fazė reikalauja griežto metodika. Visada yra a kompromisas tarp kainos, greičio ir absoliutaus patikimumo. Tačiau reikalaujant griežtos medžiagų kontrolės ir panaudojimo naujoviškus sprendimus, pramonė ir toliau kasmet gamina milijardus nepriekaištingų įrenginių. The tinkamumas medžiagų naudojamas ic Gamyba galiausiai nulemia technologijos, kuria kasdien pasitikime, tarnavimo laiką.
Pagrindinių ištraukų santrauka:
- The ic paketas suteikia gyvybiškai svarbią fizinę apsaugą ir esminį trapaus silicio elektros maršrutą.
- Epoksidinis liejimo mišinys veikia kaip pagrindinė apsauga nuo drėgmės, smūgių ir vidaus korozija.
- Išplėstinė pakavimo procesai reikalauti nesugadintos sujungti vientisumas, kad būtų užtikrintas tvirtumas elektrines savybes.
- Valdydamas šiluminis plėtimasis (cte) labai svarbu užkirsti kelią deformacija ir užtikrinti tobulą smt lentos montavimas.
- Siekimas didelio našumo in 5g programos visiškai priklauso nuo abiejų pakuotės dizainas ir konkretus lipdymas chemija.
- Sėkmingai surinkimas ir bandymas priklauso nuo tikslių įrankių, griežtos skysčių dinaminės kontrolės ir pažangios ic technologija.
- Iš tradicinių flip chip dizaino iki modernumo nevienalytis krovimas, universalumas iš paketo veikimas varo visą technologijų industriją į priekį.
- A puslaidininkis negali veikti realiame pasaulyje be tobulai sukonstruotos, termiškai stabilios plastiko būstą.
