Unatumia maelfu ya saa na mamilioni ya dola kubuni usanifu wa silikoni usio na dosari, lakini ikiwa nyumba halisi itashindwa, sehemu nzima haina thamani. Kizuizi kati ya ubongo wa kielektroniki unaofanya kazi na kipande cha silicon iliyovunjwa ni msisitizo. Mwongozo huu wa kina unavunja ulimwengu mgumu wa ufungaji wa kisasa wa kielektroniki. Inafaa kusoma kwa sababu kuelewa nyenzo mahususi, mienendo ya joto, na mikazo ya kimitambo inayohusika katika kulinda silicon kutaboresha kwa kiasi kikubwa uzalishaji wako. Iwe unadhibiti laini ya sauti ya juu au kutafuta zana za usahihi za kutengeneza ukungu zenyewe, kufahamu dhana hizi za msingi kutakuokoa wakati, kutapunguza chakavu cha gharama kubwa, na kukupa ushindani mkubwa kwenye soko.
Kifurushi cha ic ni nini na kwa nini encapsulation ni muhimu katika tasnia ya semiconductor?
Katika msingi wake, an kifurushi cha ic ni silaha ya kinga ambayo huzunguka kipande dhaifu cha silicon. Bila safu hii muhimu ya kinga, tupu chip inaweza kukabiliwa mara moja na hatari za mazingira kama vile unyevu, vumbi, na athari za kimwili. Lengo la msingi la encapsulation ni kuziba kabisa miundo maridadi ya ndani kutoka kwa ulimwengu wa nje. Hii inahakikisha kwamba kijenzi kitafanya kazi kwa uhakika kwa miaka mingi, iwe kimesakinishwa kwenye chumba cha seva kinachodhibitiwa na hali ya hewa au chini ya kifuniko cha gari linalotetemeka.
Katika ulimwengu sekta ya semiconductor, makazi ya kimwili pia hutumika kama daraja muhimu. Inabadilisha viunganishi vya hadubini kwenye silikoni kuwa alama kubwa, iliyosawazishwa ambayo inaweza kuuzwa kwenye pcb (bodi ya mzunguko iliyochapishwa). Hii ina maana waliochaguliwa aina ya kifurushi inaelekeza moja kwa moja jinsi kijenzi kinavyounganishwa kwenye bidhaa ya mwisho. Nyumba iliyochaguliwa vibaya inaweza kusababisha joto kupita kiasi, uharibifu wa ishara, au kushindwa kwa mitambo wakati wa operesheni ya kawaida.
The teknolojia ya utengenezaji nyuma ya mchakato huu ni ya kushangaza. Tunachukua kitu kisicho na nguvu kama ganda la yai na kukiweka katika nyenzo za usanii za miamba ngumu. Leo, vipengele vya kawaida unavyoona kwenye ubao ni mlima wa uso vifaa. Ikiwa unashughulika na rahisi smd sehemu au processor tata ya msingi nyingi, kanuni sawa inatumika: ganda la nje lazima liwe kamili kabisa.
Michakato ya ufungaji inalindaje chip dhaifu kutokana na uharibifu?
Safari kutoka kwa kipande tupu cha silicon hadi bidhaa iliyokamilishwa, inayoweza kubebeka ni ngumu sana. Ya kisasa mchakato wa utengenezaji hutumia mbinu mbalimbali za kisasa ili kuhakikisha kuegemea kabisa. Moja ya muhimu zaidi michakato ya ufungaji inahusisha kuanzisha miunganisho ya umeme kabla ya kufungwa kwa mwisho kutokea. Kwa mfano, katika hali ya juu mkutano wa flip-chip, eneo la kazi la silicon limepinduliwa chini. Inaunganisha moja kwa moja na muundo wa msingi kwa kutumia vidogo vya chuma.
Hii maalum flip chip mbinu hupunguza sana umbali ambao ishara ya umeme inapaswa kusafiri. Inatoa utendaji bora wa umeme. Hata hivyo, hizi microscopic solder matuta yanahitaji ulinzi mkubwa. Mara moja muunganisho imefanywa kwa ufanisi, mkusanyiko mzima lazima umefungwa kwa usalama mahali pake. Nyenzo za kinga zinapita karibu na viungo hivi vidogo, kutoa msaada wa mitambo ngumu na kuwazuia kutoka kwa ngozi chini ya dhiki.
Kufikia kiwango hiki cha usahihi kunahitaji zana sahihi sana za kimwili. Miundo ya chuma inayotumiwa kuunda ganda la mwisho la kinga lazima ifanyike kwa ustahimilivu mkali. Wakati wa kuunda molds hizi za chuma nzito, watengenezaji wa zana hutegemea utendaji wa juuMazoezi ya Carbide kukata kwa usafi njia za kupoeza na bandari za kuingiza bila kuacha vijiti vinavyoweza kutatiza mtiririko wa maji wa plastiki za kinga.
Mchanganyiko wa epoxy mold ni nini na kwa nini hutumiwa sana?
Tunapozungumza juu ya mwili wa plastiki nyeusi wa microchip ya kawaida, karibu kila wakati tunazungumza juu ya mold ya epoxy. Nyenzo hii ni maalum thermoset plastiki. Tofauti na plastiki za kila siku ambazo zinaweza kuyeyushwa na kutengenezwa upya, thermoset hupata mmenyuko wa kemikali usioweza kurekebishwa inapokanzwa. Mara tu inapoponya, huunda ganda gumu sana, la kudumu na la kudumu.
An kiwanja cha ukungu wa epoxy (inayojulikana kama emc) kimsingi ni cocktail ya kemikali iliyobuniwa sana. Inajumuisha resin ya msingi ya epoxy, mawakala wa ugumu, na kiasi kikubwa cha kichungi cha silika. Silika ni muhimu kwa sababu inapunguza sana kiwango cha upanuzi wa nyenzo inapowekwa kwenye joto. Haya emcs kuwakilisha uti wa mgongo kabisa wa kisasa plastiki makazi ya sehemu. The vifaa vinavyotumika lazima pia kuwa na bora dielectric mali, kuhakikisha wanafanya kama vihami kamilifu vya umeme ili kuzuia mizunguko fupi ya ndani.
"Uthabiti wako ukingo nyenzo huamuru moja kwa moja uthabiti wa bidhaa yako ya mwisho. Katika utengenezaji wa viwango vya juu, kutabirika ni faida.
Je, kiolesura cha kiwanja cha ukingo na substrate na kuunganishwa?
Wakati wa awamu ya sindano halisi, moto, viscous kiwanja cha ukingo inalazimishwa ndani ya shimo la chuma chini ya shinikizo kubwa. Lazima inapita vizuri juu ya silicon dhaifu na msingi substrate. Huu ni mchakato wa vurugu. Ikiwa mienendo ya umajimaji haitadhibitiwa kikamilifu, umajimaji unaotiririka unaweza kufagia kihalisi zile nyaya ndogo za dhahabu zinazounda kuunganisha.
Zaidi ya hayo, maji lazima yajaze kabisa kila microscopic moja cavity ndani ya ukungu. Hewa yoyote iliyonaswa hutengeneza utupu. Utupu mmoja unachukuliwa kuwa janga kasoro. Unyevu ukirundikana ndani ya tupu, joto la oveni ya kawaida ya kutengenezea maji itageuza unyevu huo kuwa mvuke, na kupuliza kijenzi hicho kando na ndani (inayojulikana kama "athari ya popcorn").
Ili kuzuia hili, kiolesura kati ya plastiki ya kinga na sura ya risasi ya chuma lazima iwe na nguvu za kemikali. Sahihi muundo wa substrate ina jukumu kubwa hapa. Wahandisi mara nyingi hubuni vipengele vya kimwili vinavyounganishwa au kutumia vikuzaji maalum vya kushikamana na kemikali ili kuhakikisha plastiki inashika chuma bila dosari.
Je! kaki ina jukumu gani kabla ya kukatwa?
Kihistoria, silicon ilikatwa vipande vipande kabla ya kufungwa. Hata hivyo, ili kuongeza ufanisi na boresha nyayo, sekta ya maendeleo kaki- ufungaji wa kiwango. Katika mbinu hii ya hali ya juu, diski nzima ya silicon inachakatwa na kufungwa wakati huo huo kabla ya kukata yoyote kufanyika.
Katika hatua hii, safu ya nyenzo za kinga hufunika uso mzima wa juu wa diski isiyovunjika. Tu baada ya safu ya kinga kuponywa kikamilifu hufanya mchakato wa singulation kuanza. Utengano ni mchakato wa kikatili wa kimitambo wa kukata diski kubwa, iliyotiwa muhuri katika maelfu ya vipengee vya kibinafsi, vya mwisho.
Mchakato huu wa kukata ni mgumu sana kwa sababu blade ya msumeno lazima ikate silicon ngumu na plastiki iliyojazwa na silika ya abrasive kwa wakati mmoja. Inahitaji zana ngumu sana na thabiti za kukata. Kama vile machinist hutumia maalum Vijiti Imara vya Tungsten Carbide ili kustahimili uvaaji wa abrasive kwenye sakafu ya CNC, vile vile vya kupiga dicing lazima zihimili msuguano mkali ili kuzuia kutoboa kingo laini za vijenzi vipya vilivyoundwa.
Mifumo kama LPKF inaendeshaje usindikaji wa laser na uundaji mbele?
Kama mahitaji ya uliokithiri miniaturization hukua, saw za jadi za kukata mitambo zinafikia mipaka yao kamili ya kimwili. Unapounda vipengee vya saa mahiri au vipandikizi vya matibabu, blade ya mitambo ni mnene sana na mbaya sana. Hapa ndipo mifumo ya juu ya leza, kama ile iliyoanzishwa na lpkf, ingilia kati ili kuleta mapinduzi katika utendakazi.
Usindikaji wa laser sasa ni sehemu ya msingi ya kisasa utengenezaji. Badala ya kusaga kupitia nyenzo, leza zenye nguvu nyingi huvukiza papo hapo kiwanja cha ukungu wa epoxy na silicon chini yake. Mchakato huu safi wa utoaji huacha kingo laini sana na huruhusu nafasi iliyobana zaidi kati ya vipengele kwenye njia ya uzalishaji.
Hii kubwa maendeleo ina maana kwamba miundo inaweza kukatwa na umbo kwa usahihi wa wachache tu µm (micrometers). Kwa kuchanganya uondoaji wa juu wa laser na wa jadi lithografia, watengenezaji wanaweza kuunda maumbo changamano ya pande tatu za kifurushi ambazo hazikuwezekana kuzalisha miaka kumi iliyopita.
Kwa nini vias na uelekezaji wa hali ya juu ni muhimu kwa IC zenye msongamano mkubwa?
Wasindikaji wa kisasa sio tu mraba moja ya gorofa; ni skyscrapers tata, zenye safu nyingi za data. Tunapopakia vitendaji zaidi katika nafasi moja, the uelekezaji ya ishara za umeme inakuwa changamoto kubwa ya kijiometri. Njia za ndani lazima ziwe fupi sana ili kudumisha kasi na kupunguza matumizi ya nishati.
Ili kufanikisha hili, wahandisi hutumia mashimo madogo yaliyochimbwa wima yanayoitwa kupitia. Haya vichuguu hadubini ni plated na conductive chuma, kawaida cu (shaba), kuunganisha tabaka tofauti za substrate au ya ndani safu ya ugawaji. The rdl kimsingi ni mfumo hadubini wa barabara kuu ambao hupitisha miunganisho ya hali ya juu kwenye silicon kufa kwa mipira mikubwa ya solder kwenye sehemu ya nje.
Hii high-wiani mpangilio ni hitaji kabisa kwa kompyuta ya kisasa. Wakati mwingine, etching ya jadi ya kupunguza haiwezi kufikia mistari inayofaa. Katika kesi hizi, nyongeza mbinu za utengenezaji hutumika ili kujenga polepole alama halisi za shaba zinazohitajika.
- Hesabu za Pini za Juu: Chips ngumu zaidi zinahitaji miunganisho zaidi.
- Njia fupi za Mawimbi: Miunganisho ya wima hupunguza kwa kiasi kikubwa ucheleweshaji wa mawimbi.
- Alama iliyopunguzwa: Uwekaji tabaka huruhusu ukubwa mdogo wa kifaa kwa ujumla.
Je, ni changamoto gani za upanuzi wa mafuta na vita wakati wa ukingo?
Joto ni adui wa mwisho wa utengenezaji wa usahihi. Wakati wa awamu ya kuponya joto la juu, vifaa vyote vinapanua. Tatizo kubwa hutokea kwa sababu kuna kubwa kutolingana katika upanuzi wa joto viwango kati ya kufa kwa silicon safi, sura ya shaba ya risasi, na ganda la plastiki.
Tunapima upanuzi huu kwa kutumia mgawo upanuzi wa joto (au cte) Ikiwa CTE haijasawazishwa kwa uangalifu, mkusanyiko mzima utazunguka wakati inapoa hadi joto la kawaida. Inainama kama chipu cha viazi. Hii ukurasa wa vita ni jinamizi kwa mkutano wa bodi. Ikiwa sehemu sio gorofa kabisa, basi solder pamoja itashindwa wakati wa smt (teknolojia ya kuinua uso) mchakato wa kiambatisho.
Ili kukabiliana na hili, wahandisi hutumia kisasa chombo cha kubuni programu ya kuiga mikazo ya joto kabla ya kimwili mfano huwa inajengwa. Wanarekebisha kwa uangalifu yaliyomo kwenye kichungi cha silika kwenye mold ya epoxy ili kuhakikisha CTE yake inalingana kwa karibu na ile ya bodi ya msingi. Ni tendo nyeti la kusawazisha la kemia na fizikia.
Mbinu za ufungashaji za kawaida hazitoshi kabisa kwa mahitaji makubwa ya 5g mawasiliano na mifumo ya hali ya juu ya rada. Katika masafa haya ya juu-juu, nyumba ya kimwili yenyewe inaweza kuingilia kati kwa ukali ishara za redio. Ni lazima tufuatilie bila kuchoka utendaji ulioboreshwa kwa kutumia nyenzo maalum.
Kwa a high-frequency sensor au antena, mali ya umeme ya kiwanja cha ukingo yanachunguzwa kwa uzito. Ikiwa nyenzo inachukua nishati nyingi za umeme, ishara hufa. Kwa hiyo, resini maalumu za hasara ya chini zimeundwa mahsusi ili kuruhusu ishara hizi za kasi kupita bila uharibifu.
Zaidi ya hayo, tunaona kuongezeka kwa ic ya juu usanifu. Dhana kama isiyo ya asili ushirikiano na kifurushi-kwenye-kifurushi ruhusu vipengee tofauti maalum—kama vile kumbukumbu na mantiki ya uchakataji—virundikwe wima. Hii huweka njia za mawimbi fupi sana, na hivyo kuimarisha jumla utendaji wa umeme na joto. Wakati usahihi ni muhimu, kutumia zana za hali ya juu kama vile aKinu cha Ubabe Tatu (Flute-3) huhakikisha kuwa vidhibiti vya majaribio vinavyoshikilia vifaa hivi vya kasi ya juu ni tambarare na kweli.
Je, thermoset imara ya polima inaweza kuzuia kutu na kasoro?
Kabisa. Kinga ya msingi dhidi ya ukweli mbaya wa ulimwengu wa mwili ni uadilifu wa polima ganda. Ikiwa ni rahisi tofauti transistor ya nguvu au ngumu sana gorofa ya nne hakuna risasi (qfn) microcontroller, lengo la mwisho ni ingress ya unyevu wa sifuri. Mvuke wa maji ni sababu kuu ya ndani kutu na kushindwa mapema katika vifaa vya kielektroniki vilivyotumika.
Ili kufikia muhuri huu kamili ndani uzalishaji wa kiwango cha juu, wazalishaji huchagua njia tofauti kulingana na kali mahitaji ya maombi. Ukingo wa kioevu inaweza kutumika kwa mikusanyiko dhaifu sana, nyembamba ambapo shinikizo la chini la sindano ni lazima ili kuzuia kufagia kwa waya. Kinyume chake, imara mgandamizo ukingo mara nyingi hupendekezwa kwa paneli kubwa, gorofa kwa sababu hutoa usawa bora na upitishaji wa juu.
Kila hatua katika kubuni na kutengeneza awamu inahitaji kali mbinu. Daima kuna a biashara kati ya gharama, kasi, na kutegemewa kabisa. Walakini, kwa kudai udhibiti mkali wa nyenzo na utumiaji ufumbuzi wa ubunifu, sekta hiyo inaendelea kuzalisha mabilioni ya vifaa visivyo na dosari kila mwaka. The kufaa ya nyenzo kutumika katika ic utengenezaji hatimaye huamua maisha ya teknolojia tunayotegemea kila siku.
Muhtasari wa Mambo Muhimu ya Kuchukuliwa:
- The kifurushi cha ic hutoa ulinzi muhimu wa kimwili na njia muhimu ya umeme kwa silicon dhaifu.
- Mchanganyiko wa mold ya epoxy hufanya kama ulinzi wa msingi dhidi ya unyevu, mshtuko, na ndani kutu.
- Advanced michakato ya ufungaji zinahitaji safi kuunganisha uadilifu ili kuhakikisha nguvu mali ya umeme.
- Kusimamia upanuzi wa joto (cte) ni muhimu kuzuia ukurasa wa vita na kuhakikisha kamilifu smt ufungaji wa bodi.
- Kufuatia utendaji wa juu katika 5g maombi hutegemea kabisa uboreshaji wa faili zote mbili muundo wa kifurushi na maalum ukingo kemia.
- Imefanikiwa mkusanyiko na upimaji inategemea uwekaji zana kwa usahihi, udhibiti mkali wa kiowevu, na hali ya juu teknolojia ya ic.
- Kutoka kwa jadi flip chip miundo ya kisasa isiyo ya asili stacking, the uwezo mwingi ya utendaji wa kifurushi inasukuma tasnia nzima ya teknolojia mbele.
- A semicondukta haiwezi kufanya kazi katika ulimwengu wa kweli bila uhandisi kamili, thabiti wa joto plastiki makazi.
