Når du ser ordet; IC-emballasje, hva er det første som kommer til å tenke på?
selvfølgelig, beskyttelse. Eller kanskje sikkerhet. Uansett hvilket ord du velger er akseptabelt. OG DET er fordi IC-emballasje gjør at halvledere kan vare lenger.
hvis du er ingeniør, bør du vite om dem. Og det ville hjelpe hvis du brukte dem til å gjøre halvlederarbeidet i mange år uten å utvikle feil.
det er greit hvis du ikke vet OM IC-emballasje. Vi vil snakke mye om det senere i dette innlegget.
men hvordan fungerer det?
IC-emballasje gjør hver brikke i ET PCB-kort for å holde seg beskyttet mot mulig stress og elementene.
så, er du klar for noen inngående kunnskap om IC emballasje? Så, la oss hoppe inn i artikkelen.
Hva Er IC-Emballasje?
vi definerer IC-emballasje, også kjent som integrert kretsemballasje, på en enkel måte.
så refererer det til enhver komponent som har en halvlederenhet. Og pakken er en encasement som omgir kretsenheten. I tillegg er hovedformålet å forhindre at enheten fra:
- fysisk svekkelse
- Korrosjon
Men det er ikke alt.
den fungerer også som en plattform som gjør det mulig for elektriske kontakter montert på DEN å koble TIL PCB.
når DET gjelder IC-emballasje, er det forskjellige alternativer å vurdere. Og det er på grunn av de ulike kretsene som er tilgjengelige. Også disse kretsene har andre krav på grunn av deres ytre skall.
Hvilket Stadium Er IC-Emballasjen Viktig?
VANLIGVIS ER IC-emballasje den siste produksjonsfasen av halvlederinnretninger. Derfor blir halvlederkomponenten på dette stadiet beskyttet i et kabinett. Og denne kapslingspakken gjør en ting. Det beskytter IC fra muligens skade de eksterne elementene. I tillegg beskytter den også mot korrosjon.
så, her er avtalen.
kapslingspakken er en encasement. Det er ansvarlig for å beskytte enheten blokk. Og det bidrar også til å fremme viktige komponenter. En av disse er de elektriske kontaktene. Disse komponentene bidrar til å bære signaler TIL PCB av et elektronisk apparat.
HISTORIEN OM IC Emballasje
SIDEN 1970-tallet HAR IC emballasje teknologi opplevd jevn vekst. I utgangspunktet startet de som en ball grid array (BGA) pakke. Og de fleste elektronikkprodusenter brukte det også.
men senere, i begynnelsen av det 21.århundre, overtok nyere varianter pin-grid array-pakkene.
de kalte de nye variantene:
- Plast quad flat pack
- den tynne lille skissepakke
som tiden gikk, noen produserer som Intel brakt land grid array pakker inn i eksistens.
i mellomtiden overgikk flip-chip ball grid arrays (FCBGAs) BGAs. Og det er på Grunn Av FCBGAs huset flere pins enn andre pakke design.
FCBGA har også inngangs-og utgangssignaler over hele dysen, i motsetning til kantene.
De Forskjellige Typene IC-Emballasje
det er omtrent ti forskjellige ic-emballasjetyper. Men i denne artikkelen vil vi liste fire.
2.1 Gjennomgående Hull Monteringspakker
DENNE IC-emballasjen er en monteringsstruktur som brukes til elektroniske deler. Og de inkluderer bruk av bly (pb) på delene som setter INN I PCB ‘ s borede hull.
de blir også bundet til pads på baksiden. Og dette skjer ved hjelp av mekanisert innsetting montere maskiner. Eller ved å bruke manuell montering, som er håndplassering.
emballasjen med gjennomgående hull er ideell for deler som ikke er egnet for utenpåliggende montering. Et eksempel på dette er heatsinked power halvledere og store transformatorer.
2.2 Surface Mount Packaging
surface mount IC-emballasjen refererer til en metode der elektriske komponenter er montert direkte på PCB-UTSIDEN.
enhver elektrisk enhet som bruker DENNE metoden FOR IC-emballasje, er en overflatemonteringsenhet (smd).
også, bruk Av Overflaten mount emballasje teknologi svelget gjennomgående hull mount emballasje.
hvorfor var dette slik?
DET var FORDI SMT støttet økt automatisert produksjon. Og det muliggjør kvalitetsforbedring og kostnadsreduksjon.
Men det er ikke alt.
overflatemontert emballasje har en plattform som gjør at flere komponenter kan monteres på et bestemt område.
SMT er også mindre sammenlignet med gjennomhullsfester. Og det er fordi det har fått mindre eller ingen fører. I tillegg har den følgende:
- Flate kontakter
- en ledning av ulike stiler eller korte pinner
- Avslutninger på komponentens eksteriør
- en matrise av loddetinn baller
2.3 Chip-Skala Pakker
Et annet navn For Chip-Skala pakker er chip-størrelse emballasje. Det avledet det navnet fordi det er en av de få pakkene som kommer i chipstørrelse.
Men det er ikke alt.
for at EN ic-pakke skal være kvalifisert som en chip-skala, må den oppfylle disse kriteriene:
- Være en enkelt-dør
- Har en direkte overflate monterbar pakke
- Har et område som er mindre enn 1,2 ganger størrelsen på en dør
I 1993 Foreslo Gen Murakami Av Hitachi Cable og Junichi Kasai Av Fujitsu det ovennevnte konseptet. Mitsubishi Electric utviklet den første konseptdemoen.
Men det er mer.
chip-skala teknologien krever følgende:
først må interposeren hvor baller eller pads blir dannet, holde dysen. Og denne emballasjen ligner teknologien til flip-chip ball grid array emballasje.
For Det Andre kan padsene skrives ut eller etses direkte inn i silisiumskiven. Og dette resulterer i en emballasje som nesten har størrelsen på silisiumdøen. Et perfekt eksempel på en slik emballasje er en vann-nivå chip-skala pakke (WL-CSP) eller en vann-nivå pakke (WLP).
på 1990-tallet startet PRODUKSJONEN AV WL-CSP. Men mange selskaper begynte å masseprodusere det i begynnelsen av 2000-tallet. Avansert Halvlederteknikk Er et utmerket eksempel på et selskap som masseproduserte WL-CSP.
2.4 Ball Grid Array
Ball grid array er en type emballasje som brukes til å montere mikroprosessorer permanent.
Men det er ikke alt.
pakken gir også flere samtrafikkstifter enn en flat eller dobbel in-line pakke.
derfor er den beste delen av denne pakken:
Du kan bruke hele bunnflaten, ikke bare omkretsen. Og sporene som går med i pakken fører til ballene eller ledningene.
Det er mer.
disse ballene eller ledningene forbinder dysen til gjennomsnittlig kortere pakker,som bare er perimeter. Til slutt gir pakken høyere hastighet og bedre ytelse.
som ingeniør trenger du også presis kontroll for å lodde BGA-enheter. Og det er på grunn av sin svært delikat system. Dermed holder de fleste bedrifter seg til automatiserte prosesser for å unngå feil.
Hva Er De Nødvendige Materialene For IC-Pakker Og Modusen For Montering
de nødvendige materialene som brukes til å bygge forskjellige ic-pakker er avgjørende.
Hvorfor?
det er fordi tre faktorer etablerer grunnlaget for en pakke. Og de er:
- Kjemiske egenskaper
- Fysiske egenskaper
- Elektriske egenskaper
Men det er ikke alt.
ytelsen til pakken fungerer også som en begrensende faktor.
Så, la oss dykke inn i de tre primære pakkematerialene.
3.1 For Leadframe Materialer
bly ramme materialer er dominerende IC pakke materialer. Derfor bruker ingeniører dem mest for wire-bondable finish og wire-bond sammenkoblet dør. Og et perfekt eksempel er gull eller sølv.
disse finishene blir belagt i det indre bond-landområdet via en spot-plating metode. Ved å gjøre det, sparer du massevis av kostnader. Og det er fordi edle metaller ikke går med til innkapslingsmidler med letthet.
3.2 For Keramiske Pakker
Inconel eller Legering 42 er et vanlig valg for keramiske pakker. Hvorfor? Det er fordi det er en sammenheng mellom legeringene og CTE. Den nære kampen er en viktig funksjon på grunn av keramikkens brittleness.
men den lave CTE kan ha en skadelig effekt. Og det er verre hvis du installerer den endelige samlingen av overflatemonterte enheter. Størrelsen på CTE spiller imidlertid en betydelig rolle. Og vi kan koble alt til mismatch av de fleste vanlige PCB underlag.
Vi må også merke seg at lavere cte metaller har et utmerket rykte for å fungere godt som blyrammer. Og de fungerer perfekt for PLAST DIP-type og keramiske pakker.
kobberblyrammematerialer er imidlertid vanligvis et ideelt valg for overflatemonterte plastpakker. Og det er fordi de har kapasitet og overholdelse for å sikre loddefuger.
Men det er ikke alt.
Kobber har også en høyere ledningsevne, noe som er et stort pluss.
3.3 Laminat Materialer
FOR IC emballasje, kan du erstatte bly rammer for laminat materialer. Og de kommer til nytte når du har høye i / O-teller. Eller kanskje du leter etter høy ytelse nivåer.
Men her er hva du bør vite.
siden slutten av 1970-tallet har laminater eksistert. Og så brukte de dem til chip-on-board-systemer. Derfor, hvis du tar en god titt på chip-on-board, vil du legge merke til noe. Den leveres med alle nødvendige elementer som kreves i en pakke.
I Tillegg har den en pakke som ligger på det opprinnelige stedet.
Bortsett fra det tjener laminatpakker som kostnadseffektive alternativer. Det er enda rimeligere enn de tynne og tykke keramiske substratene. Dermed bruker de fleste ingeniører det mye på grunn av sin økonomiske verdi.
ingeniører foretrekker også nyere organiske laminater med høyere temperaturer. Og det er ikke bare fordi det er kostnadseffektivt. Men de har mer foretrukne elektriske egenskaper. Et godt eksempel er den nedre dielektriske konstanten.
Die-Feste Materialer
Die-feste materialer er utmerket for liming dør til underlaget. Prosessen kan virke lett først, men den har ulike krav. Og det avhenger av søknaden.
men de fleste ganger er dysen festet ideelt for montering med forsiden opp. Så det er termisk ledende. Men i noen tilfeller er det elektrisk ledende.
dessuten må die-feste prosessen har ingen støvsugere i vedlagte materialet. På den måten kan du unngå hot spots på terningen. Og som chip-kraften i die-feste materialet stiger, det blir mer verdi.
Encapsulants
en innkapsling er mer som det siste stykket av EN IC-pakke. Derfor har den en primær funksjon av beskyttelse. Og innkapslingene beskytter de delikate bindingstrådene og brikken mot miljøet og fysisk skade.
så, du må bruke den med presisjon og omsorg. På den måten vil du forhindre wire sweep, noe som kan føre til kortslutning av ledninger til hverandre.
Men det er ikke alt.
når DET gjelder IC-emballasje, er det tre grunnleggende typer innkapslingsmaterialer som er nyttige:
5.1 Epoxy og Epoxy blander
Epoxy og epoxy blanding er ganske populær blant produsenter. Tross alt er organiske harpikser de vanligste i strukturelle applikasjoner. I tillegg er det en gunstig blanding av termisk ytelse og egenskaper til en lav pris.
5.2 Silikonmaterialer
Silikonmaterialer er de nest mest populære innkapslingene. Og de kommer til nytte for IC-chips. Ingen tvil, behandling og herding regimer av silisium materialer er lik organiske harpikser.
men dette materialet er ikke en organisk harpiks.
det finnes to grunnleggende typer silikonharpikser:
- Romtemperatur-vulkaniserbar (RTV)
- Løsemiddelbasert
du kan også oppnå herding (konvertere silikon til solid) med forskjellige mekanismer. Og det avhenger av hvilken type silikonmateriale du velger.
når det gjelder romtemperaturen-vulkaniserbar, kan du kurere det enten ved:
- Katalysatortilsetning
- Eksponering for fuktighet (romfuktighet)
På den annen side er den vanligste måten du kan kurere løsemiddelbaserte harpikser på, termisk. Men du kan bare fikse løsemiddelbaserte harpikser etter fordampning av løsningsmidlet.
Silikonharpikser er et populært valg for Csp-er som søker overholdelse. Og det er fordi disse harpiksene er fleksible over en rekke temperaturer (-650 TIL 1500C).
5.3 Polyimid (Pi)
denne innkapslingen er ikke så populær som de forrige på denne listen. Det er også sjelden å finne det i die-feste limformuleringer. Men det er ganske vanlig når det gjelder fleksible Pcb. Og det gjør et fantastisk valg takket være sine fordelaktige funksjoner som:
- Bemerkelsesverdig motstand mot kjemikalier
- Imponerende elektriske egenskaper
- Ekstrem holdbarhet
- Utmerket strekkstyrke
- Stabilitet over et bredt temperaturområde
- Stor varmebestandighet
- Stort driftstemperaturområde fra -2000 til 3000c
wire bonding
wire bonding er en prosess nyttig for halvleder enhet fabrikasjon. Det innebærer også å lage sammenkoblinger mellom EN ic eller annen halvlederinnretning og emballasjen.
Wire bonding kommer også til nytte hvis du planlegger å koble en IC til annen elektronikk. Eller hvis du vil opprette en forbindelse mellom to Pcb. Metoden er den mest kostnadseffektive. Og du kan bruke den på frekvenser over 100Hz.
følgende materialer utgjør bond ledninger:
- Sølv
- Aluminium
- Gull
- Kobber
Gulltråd er ganske vanlig i trådbinding. Men hvis du har et nitrogenrikt monteringsmiljø, er kobbertråd et godt alternativ.
hvis du vil ha et økonomisk alternativ, kan du kile bindingen med aluminiumtråd.
Samlinger i trådbinding kommer i tre formater:
- Romtemperatur ultralyd kilebinding
- Termokompresjonsbinding
- Termosonisk ballbinding
Ultralydbinding inkluderer en dør og substratbinding. I tillegg starter det ved å bruke et hull i overflaten av en komponentenhet for å mate ledningen.
hvis du vil koble silisium ICs til datamaskiner, er det ideelt å bruke termosonisk binding. Og prosedyren bidrar til å samle komponenter Av Cpuene. Følgelig integrerer den kretsen av bærbare datamaskiner og Pcer.
Termokompresjonsbinding innebærer sammenføyning av to metaller med en blanding av varme og kraft. Prosessen bidrar til å beskytte enhetspakker og elektriske konstruksjoner mot overflatemontering.
Wafer bonding
Wafer bonding opererer på wafer-nivå. Og det er nyttig for fabrikasjon:
- Optoelektronikk
- Mikroelektromekaniske systemer (MEMS)
- Mikroelektronikk
- Nanoelektromekaniske systemer (NEMS)
denne pakketeknologien sikrer at det er en mekanisk stabil og hermetisk forseglet innkapsling. I tillegg er diameteren 12-tommers for produksjon av mikroelektronikk enheter. I kontrast HAR MEMS / NEMS et diameterområde på 4 til 8-tommers.
Wafer bonding bidrar til å beskytte sensitive interne strukturer AV NEMS og MEMS fra miljømessige påvirkninger. Eksempler på miljøpåvirkninger er:
- Oksiderende arter
- Temperatur
- Fuktighet
- Høytrykk
så pakken skal oppfylle følgende krav:
- Varmespredning
- Optimal vedlikehold av energi-og informasjonsflyt
- Inkorporering av elementer med forskjellige teknologier
- Beskyttelse mot miljøpåvirkninger
- Kompatibilitet med den omkringliggende periferien
IC-Emballasjedesign
Neste generasjons ic-emballasjedesign er den beste måten å oppnå følgende:
- Funksjonell tetthet
- Heterogen integrasjon
- Silisiumskalering
Pluss, for mange applikasjoner, er den ideell for å redusere den totale pakkestørrelsen.
derfor gir homogen og heterogen IC-emballasje en bane til følgende:
- Raskere time-to-market
- silicon yield resiliency
- Forbedret enhetsfunksjonalitet
i Dag har ulike IC-teknologiplattformer dukket opp, og de oppfyller følgende:
- Høy ytelse
- Strømoptimaliseringer
- Kostnadseffektivitet
og de tilfredsstiller behovene til ulike bransjer som:
- Kunstig intelligens (AI)
- databehandling Med høy ytelse (HPC)
- Luftfart
- Medisinsk
- IoT
- Mobil Databehandling
- Bilindustrien
- 5g
- Virtuell virkelighet (VR)
- utvidet virkelighet (ar)
Men vi må merke seg en ting om de nye ic-emballasjeteknologiene.
de gir unike flaskehalser for utdaterte pakkemetoder og designverktøy.
Så, hvis designteamet ditt må bruke disse nye IC-pakkene, må de gjøre en ting.
De må jobbe for å optimalisere og verifisere hele ingeniørsystemet. Det betyr at du ikke kan stoppe ved de enkelte elementene-du må kjøre alt.
du bør også vite dette faktum:
Småskala laminat eller oppbyggingsbasert PCB er ganske lik tradisjonell ic-emballasjesubstratdesign. Og tradisjonelle PCB-produsenter kan designe og bygge de gamle IC-pakkene med modifiserte PCB-verktøy.
Men Det Er et annet ballspill med de moderne avanserte pakkene som er tilgjengelige i dag. De bruker de nyeste produksjonsmetodene, prosessene og materialene. I tillegg er de ganske lik silisiumstøpeprosesser.
De krever også en frisk og innovativ tilnærming til design og verifisering på alle nivåer.
En IC—Pakkeutfordring Hver Ingeniør Må Unngå
når det gjelder den nyeste ic-pakketeknologien, må ingeniører unngå følgende:
en nøyaktig aggregering av underlag-siden den kan være passiv og aktiv samtidig.
fordi substratene og enhetene kommer fra forskjellige kilder, er en ting sikkert. IC-pakkedesignene kommer i forskjellige formater, noe som er vanskelig.
Løsning
det vil hjelpe hvis du holder deg oppdatert med de nyeste IC-pakkene. Og design må støtte og inkludere:
- multi-domene integrasjon
- Golden signoff
- Digital prototyping
- Skalerbarhet og rekkevidde
- Precision production handoff
Innpakning
Vi kan ikke understreke viktigheten av å velge riktig IC-emballasje nok. Derfor, med den perfekte emballasjen, vil du ikke bekymre deg for korrosjon eller skade PÅ PCB.
Derfor tok vi oss tid til å forklare IC-emballasje i detalj.
så, før du bestemmer deg for HVILKEN TYPE IC-emballasje du trenger, bør du vurdere disse faktorene:
- Tilkobling
- Kostnad
- Strøm
- Monteringskapasitet
På den måten kan du begrense alternativene til det minste minimum.
så, vennligst gi oss beskjed om hvilken IC-emballasje du tror vil passe dine behov. Du er også velkommen til å dele dine tanker og forslag ved å kontakte oss.