Tecnología de PCB - Función del chip montado en PCB

PCB más pequeños, Incluyendo... Circuito Flexible rígido, Se necesita uno de los tres métodos de colocación de chips, Depende de la aplicación. La tecnología, que ha sido el único campo de fabricación de semiconductores durante muchos años, se ha trasladado a la actualidad. Placa de circuito impreso Procesos y procesos de fabricación.

No son viejos., Crecemos PCB tradicionales; Por el contrario, Son un nuevo tipo Placa de circuito, Principalmente pequeños circuitos rígidos y Circuito flexible, O una combinación de ambos, Combinación rígida y flexible. Cada vez más pequeños productos electrónicos, Por ejemplo, un dispositivo portátil, Dispositivos portátiles e Internet de las cosas, Micro basado en estas actualizaciones Placa de circuito.

En 2019 y en el futuro, la microelectrónica desempeñará un papel importante a medida que los productos electrónicos avanzados de hoy reduzcan el espacio de PCB. Una de las razones de la reducción del tamaño de la placa de circuito es que el tamaño de los componentes también se está reduciendo, se está volviendo cada vez más fino, y el montaje, la inspección y la prueba de los productos se están volviendo cada vez más difíciles.

Por ejemplo:, Muchos PCB más pequeños no pueden pasar a través de Componente PCB Línea de producción. Más y más de esta gente Placa de circuito Debe pasar por un paquete microelectrónico profesional, Incluyendo cableado y conexión de chips.

La conexión de chips es un campo relativamente nuevo en la fabricación de PCB a pequeña escala. En resumen, es el proceso de conectar un chip o molde a su paquete, sustrato o circuito flexible rígido, flexible o rígido. De hecho, incluso podría implicar conectar un chip a otro.

El método de instalación del chip depende de la conductividad térmica y la disipación de calor. Por lo tanto, cada chip debe ser examinado y analizado cuidadosamente para determinar el calor que liberará antes del proceso de conexión del chip.

Los chips suelen aparecer en cintas, obleas o bYejas de obleas. Una bandeja de gofres o un juego de chips tiene muchos chips de corte (figura 1).

Figura 1: embalaje waffle con chip (Fuente: nexlogic Technologies)

El proceso de conexión del chip comienza cuando el chip objetivo se retira de una bandeja de obleas o paquete de obleas con una pequeña herramienta de vacío (figura 2).

Figura 2: aspiradora para recoger chips (Fuente: nexlogic Technologies)

Después de liberar el molde al vacío, se alinea con precisión con el sustrato o PCB y luego se conecta permanentemente utilizando uno de los tres métodos. Las resinas epoxi y las soldaduras utilizadas para la reparación pueden ser no conductoras o conductoras. Durante la instalación del chip, debe haber un contacto perfecto entre el chip / chip y el sustrato / PCB. Además, no debería haber lagunas.

Además, el adhesivo que une el chip y el sustrato debe ser muy preciso. Este proceso es muy sensible; Además de recoger el chip, también debe colocarse en el sustrato, no debe dañar o destruir el chip. La combinación de moldes creada debe soportar un rango de temperatura extremadamente alto sin pérdida de productividad, pérdida de rendimiento y degradación significativa.

Los métodos típicos de Unión de chips incluyen Unión epoxi, Unión eutéctica y Unión de soldadura. El proceso de unión epoxi puede implicar vidrio de óxido de plata o material a base de poliimida. La resina epoxi se distribuye con un dispensador muy fino, que distribuye cantidades con gran precisión, con tolerancias en micrones. En este caso, dependiendo del tipo de resina epoxi utilizada, el sustrato debe calentarse a temperatura ambiente a 200 °C. Esta temperatura permite que la resina epoxi se cure adecuadamente y se adhiera al sustrato, formando así una costura precisa entre el sustrato y el chip.

Cuando se distribuye la resina epoxi, cubre el área donde se requiere la conexión del CHIP y forma un filete en el borde de Unión. Si se utiliza demasiado epoxi, puede causar contaminación y dislocación. La coplanaridad también será un problem a, en cuyo caso el chip no funcionará correctamente. Por el contrario, si usted no distribuye suficiente epoxi, causará grietas, huecos, y las articulaciones posteriores serán Sub - óptimas.

Como se muestra en la figura 3, se realizarán requisitos de asignación extremadamente precisos. Además, se necesitan herramientas de inspección de alta precisión para lograr la colocación perfecta del chip. Los adhesivos utilizados no suelen ser conductores, sino aislantes eléctricos, y no tienen una buena conductividad térmica. Para que sean más conductores de calor, se utilizan materiales de plata o oro para reducir la resistencia térmica a un valor inferior.

Los compuestos que contienen oro, plata, carburo de silicio, óxido de berilio o elementos diferentes ayudan a curar Estos adhesivos a temperaturas más bajas. El adhesivo epoxi también se puede utilizar para unir múltiples tamaños de chips de diferentes materiales.

La tecnología utiliza aleaciones eutécticas para conectar chips a cavidades o sustratos. Los sustratos para esta aplicación pueden ser cerámica o metal, como aluminio o cobre, que se utilizan generalmente en aplicaciones de alta potencia como microondas y componentes de radiofrecuencia. La razón por la que se utiliza el método de chip Eutéctico (en contraste con el método de chip adhesivo) es que el método de chip Eutéctico puede manejar un rango de temperatura de 300 °C o más. Se necesitan temperaturas más altas porque sustratos como cerámica y metal tienen puntos de fusión más altos.

Las conexiones eutécticas de chips también se pueden llamar "procesos de soldadura sin flujo" - una capa delgada de metal llamada preformas (figura 4). Esta preforma es una aleación (mezcla) de dos o más elementos diferentes (oro, plata, estaño o elementos similares) que se pueden utilizar para crear juntas en una atmósfera inerte. Cuando se permite, la temperatura de fusión de estos preformas es inferior a la del sustrato.

Figura 4: también conocida como "soldadura sin flujo", la conexión eutéctica de chips utiliza una capa delgada de metal llamada preformas. (Fuente: nexlogic Technologies)

Por ejemplo, el oro puro se derrite a temperaturas superiores a 1000 °C, mientras que el silicio se derrite a temperaturas superiores a 1400 °C. Por otra parte, los preformas de estaño y plata permiten la fusión a 231 °C, el Estaño de oro se derrite a 295 °C, el germanio de oro se disuelve a 350 °C y el silicio de oro se derrite a 400 °C para facilitar la fusión. Se crean juntas sólidas a temperaturas controladas.

Otra razón para el uso de preformas a base de oro es su alta conductividad, electricidad y calor, proporcionando una excelente manera de disipar el calor.

Las conexiones soldadas son similares a la creación de juntas SMT. Debido a la Alta conductividad térmica de la soldadura, la conexión de soldadura es un tipo común de conexión de chip.

Como hemos visto, el proceso de instalación del chip puede experimentar cambios extremos de temperatura cuando consideramos los métodos anteriores. Por ejemplo, en el caso de SN PB SAC 305 o soldadura similar, el proceso de Unión de soldadura blanda tiene un rango de temperatura de 180 °C a 250 °C. Para soldaduras hechas de estaño de oro, silicio de oro o aleaciones similares, el método de Unión de soldadura a alta temperatura puede ser superior a 250 °C o superior. Cuando se trata de disipación de calor de dispositivos como LED, la conexión de soldadura también es importante.

Un aspecto importante de la Unión de soldadura es que el chip necesita flujo. Antes de eso, la aleación de soldadura inicial debe ser pre - Chapada en la metalización del CHIP y el sustrato. Si se necesita una capa, se necesita una composición ligeramente diferente de chips y sustratos. Una vez completada la ejecución, se utilizará un posicionador de chips para colocar el chip en el sustrato.

Cuando se utiliza el método de Unión de soldadura, se introduce un cable de soldadura en el sistema, donde se precalenta, y luego la soldadura se derrite y forma una articulación (después de lo cual el flujo en el chip debe ser eliminado antes del embalaje).

Las excelentes características de la tecnología de Unión de soldadura incluyen su rigidez, resistencia mecánica, Buena disipación de calor y alta conductividad térmica.

Una vez completado el proceso de conexión del chip (utilizando cualquiera de las técnicas anteriores), se utiliza un proceso adicional para realizar la Unión del plomo, que conecta la almohadilla en el chip / chip a la almohadilla correspondiente en el sustrato / PCB. Estas conexiones de alambre se pueden realizar utilizando alambre de oro, aluminio, cobre o (en algunos casos) plata.

En resumen, Para PCB pequeños como rígidos, flexible, and Circuito flexible rígido, La instalación de chips se está convirtiendo en una tecnología más prominente. Por consiguiente,, Es muy importante que los diseñadores OEM dominen los tres métodos de instalación de chips para elegir el método más adecuado para su aplicación..