Análisis de pcb, sustratos IC y SLP
(1) Resumen de la industria de PCB
¿(1) ¿ qué es un pcb?
La placa de circuito impreso (pcb) es un producto terminado diseñado y fabricado en un circuito impreso a partir de un sustrato aislante y un conductor como material. El elemento impreso o la combinación de patrones conductores de acuerdo con el esquema del circuito preestablecido. la función principal de la placa es aislar la capa conductora de cobre de la superficie con un material aislante a base de placa para lograr la interconexión y la transmisión de retransmisión entre los componentes electrónicos, Ampliar la corriente a lo largo de la línea preestablecida en varios componentes electrónicos, con funciones de atenuación, modulación, decodificación y codificación, para lograr la interconexión y transmisión de retransmisión entre los componentes electrónicos.
Los PCB son uno de los componentes importantes de los productos electrónicos, desde electrodomésticos y teléfonos móviles hasta la exploración de productos como el Océano y el UNIVERSO. Siempre que haya componentes electrónicos, la placa de circuito impreso se utiliza para soportar e interconectar. Se llama "la madre de los productos electrónicos". si comparas los productos electrónicos con los vivos, la placa de circuito impreso es el esqueleto que conecta el ciclo del circuito.
(2) historia del desarrollo de PCB
Ya en 1903, el Sr. Albert Hanson fue el primero en aplicar el concepto de "línea" a los sistemas de conmutación telefónica. Se corta de la lámina metálica en un alambre y se pega al papel de parafina con una capa de papel de cera de piedra. este es el prototipo de la estructura actual del pcb. En 1925, Charles docas imprimió el patrón del Circuito en un sustrato aislante y luego logró construir el conductor para el cableado a través de la galvanoplastia. Hasta 1936, el Dr. Paul esner inventó la tecnología de película de aluminio. La "tecnología de transmisión gráfica" de hoy es seguir su invención, que puede considerarse como el comienzo de la verdadera tecnología de pcb. En 1948, Estados Unidos reconoció oficialmente que la invención podría usarse con fines comerciales. En la década de 1950, el grabado de cobre se convirtió en la corriente principal de la tecnología de PCB y comenzó a ser ampliamente utilizado. La placa de circuito impreso de doble cara metálica de agujero comenzó la producción a gran escala en la década de 1960. En la década de 1970, las placas multicapa se desarrollaron rápidamente. En la década de 1980, las placas de circuito impreso de montaje de superficie (smb) reemplazaron gradualmente a los PCB enchufables. En la década de 1990, las pequeñas y medianas empresas se desarrollaron de qfpa a bga. Al mismo tiempo, los PCB para envases multichip basados en placas impresas CSP y laminados orgánicos se han desarrollado rápidamente.
Más tarde, la placa de PCB se desarrolló gradualmente en una dirección de alta densidad. Desde las primeras placas individuales, dobles y multicapa hasta los PCB HDI microvia, los PCB HDI anylayer y las placas de carga populares actuales, sus principales características son la disminución gradual del ancho de línea y el espaciamiento de líneas.
La tendencia de los PCB a la alta densidad
(3) nivel de encapsulamiento y densidad de interconexión
Los semiconductores se pueden dividir en los siguientes niveles desde la obleas hasta el embalaje del producto.
Encapsulamiento de nivel cero para el diseño y fabricación de circuitos de obleas (proceso de obleas);
¿ el proceso de encapsulamiento primario (proceso de encapsulamiento) combina el chip con un marco de alambre o un sustrato de encapsulamiento para completar el proceso de interconexión de E / S y protección de sellado, y finalmente forma un dispositivo de encapsulamiento. Generalmente decimos que el embalaje es un embalaje de primer nivel;
Encapsulamiento secundario (proceso de módulo o smt): el proceso de ensamblar componentes en una placa de circuito;
Encapsulamiento de tres niveles (proceso de fabricación de productos): combinar varias placas de circuito en una placa base o combinar varios subsistemas en un proceso completo de fabricación de productos electrónicos.
Nivel de encapsulamiento y densidad de interconexión
Diferentes niveles de encapsulamiento en realidad representan diferentes densidades de interconexión. Los chips suelen utilizar un proceso de litografía. En la actualidad, el proceso de 7 nm se ha producido en masa, el proceso de 5 nm se ha verificado y se puede producir en masa el próximo año. Aquí, el nodo de silicio representa el tamaño de la puerta del Transistor integrado. El ancho de línea y la distancia entre líneas de la placa IC correspondiente al paquete primario suelen ser inferiores a 15 micras, y el tamaño característico del chip se amplifica a la salida de E / s correspondiente al tamaño característico del sustrato para lograr la interconexión entre el chip y el sustrato. El ancho de línea y la distancia del PCB correspondiente al encapsulamiento de segunda etapa suelen ser superiores a 40 micras, lo que equivale a ampliar el tamaño característico del sustrato al tamaño característico del PCB para lograr la interconexión de señales.
De hecho, hay un suelo intermedio entre los PCB y las placas ic, que en realidad son las placas populares en la actualidad. La demanda de miniaturización de los productos electrónicos de consumo ha llevado a una salida de E / s cada vez menor de los equipos utilizados. Tomemos como ejemplo bga. Hace unos años, la distancia dominante en bga era de 0,6 mm - 0,8 mm. actualmente, los dispositivos utilizados en los teléfonos inteligentes han alcanzado una distancia de 0,4 mm y se están desarrollando hacia una distancia de 0,3 mm. el diseño de la distancia de 0,3 mm requiere 30 metros por isla. En la actualidad, el HDI no ha cumplido con los requisitos y se necesitan placas de carga de mayor especificación. Este tipo de placa portadora es una placa rígida de PCB de próxima generación, que utiliza el proceso M - SAP para reducir el ancho de línea / distancia de línea a 30 / 30 islas. En la actualidad, es ampliamente utilizado en teléfonos inteligentes de alta gama y algunos productos encapsulados dentro del sistema.
(2) análisis del mercado de PCB
(1) la historia cíclica de los altibajos de la industria de PCB
Mirando hacia atrás en la historia, desde la década de 1980, diferentes productos electrónicos, como electrodomésticos, computadoras, teléfonos móviles y comunicaciones, han surgido sin cesar, promoviendo constantemente el crecimiento y desarrollo continuos de la industria electrónica. Como parte importante de la industria electrónica, la placa de circuito impreso ha experimentado cuatro ascensos y descensos. Después de cuatro ciclos industriales, cada ciclo está impulsado por elementos innovadores, impulsando el aumento, el crecimiento lento y la caída de la industria, y luego aparecen nuevos elementos para impulsar la industria al siguiente ciclo.
Fase 1: de 1980 a 1990 fue un período de rápido inicio para la industria de placas de circuito impreso. Por primera vez, la popularización de los electrodomésticos en todo el mundo ha impulsado el vigoroso desarrollo de la industria de pcb. Hasta 1991 - 1992, con el pico del crecimiento de los electrodomésticos tradicionales y la recesión de la economía japonesa, la producción mundial de PCB cayó alrededor del 10%.
Fase 2: de 1993 a 2000, es el período de crecimiento continuo de la industria de pcb, impulsado principalmente por la popularización de computadoras de escritorio y la ola de Internet. las nuevas tecnologías hdi, fpc, etc., impulsaron el crecimiento continuo del tamaño del mercado mundial de pcb, con una tasa de crecimiento compuesto general del 10,57% en la industria de PCB de 2001 a 2002. El estallido de la burbuja de Internet ha provocado una contracción de la economía mundial, una desaceleración de la demanda de terminales electrónicas aguas abajo y un golpe a la demanda de la industria de pcb. Su producción ha caído alrededor del 25% durante dos años consecutivos.
Fase 3: el sector de las placas de circuito impreso mantiene un crecimiento sostenido (tasa de crecimiento anual compuesta = 7,73%) entre 2003 y 2008. esto se debe principalmente a la recuperación de la economía mundial y al aumento de la demanda de teléfonos móviles, computadoras portátiles y otros productos electrónicos emergentes aguas abajo, estimulando el efecto estimulante de las comunicaciones y la electrónica de consumo en el sector de las placas de circuito impreso. Sin embargo, la crisis financiera que estalló en el segundo semestre de 2008 interrumpió la buena tendencia de crecimiento de la industria de pcb. En 2009, la industria de PCB experimentó un invierno frío y su valor total de producción cayó alrededor del 15%.
Fase 4: en 2010 - 2014, la industria de PCB mostró una ligera tendencia de crecimiento volátil (tasa de crecimiento anual compuesta = 2,29%), impulsada principalmente por la recuperación gradual de la economía mundial y los diversos productos terminales inteligentes aguas abajo. Con la mejora de los productos electrónicos, la demanda se ha desacelerado y, entre 2015 y 2016, el valor total de la producción del sector ha disminuido ligeramente, con un valor acumulado del - 5,62%.
En la actualidad, el desarrollo general de la industria de placas de circuito impreso se está desacelerando. A partir de 2017, con la aparición de nuevos puntos calientes de crecimiento estructural como 5g, computación en la nube y automóviles inteligentes, se espera que la industria de PCB marque el comienzo de un nuevo impulso de crecimiento y entre en el desarrollo del ciclo de la industria primaria. Cinco etapas.