Conception électronique - Guide de conception PCB pour circuits intégrés encapsulés au niveau du Wafer

L'espacement des points de soudure des composants WLP et wlcsp est très faible. Différentes conceptions de Plots limitent également la largeur des pistes entre les points de soudure. Il y a plus de restrictions lors de la conception de PCB.

Avec l'encapsulation de taille de puce au niveau de la plaquette pour WLP et wlcsp, l'efficacité des puces miniaturisées devient de plus en plus remarquable et l'utilisation de l'électronique continue d'augmenter. Cependant, bien que WLP et wlcsp puissent atteindre la taille de la puce après l'encapsulation. Tout comme les excellents avantages de la taille et de la taille de la puce, les fonctions des produits encapsulés sont de plus en plus complexes, le nombre de broches et les exigences de conception sont de plus en plus strictes, et la conception de PCB est devenue un nouveau défi d'application...

WLP (Wafer - level Packaging) et wlcsp (Wafer - level Chip - level Packaging) sont en fait un procédé d'encapsulation de circuits intégrés qui fait référence à l'encapsulation directement sur un Wafer (Wafer) Une fois sa production terminée. Procédure d'encapsulation et de test, lorsque l'encapsulation est terminée, puis procédé de fabrication pour découper en un seul boîtier de circuit intégré.

Les composants de conception de boîtier fabriqués à partir de circuits intégrés traditionnels et WLP sont très différents en taille et WLP n'a besoin que de la taille du noyau pour avoir les mêmes caractéristiques électriques.

WLP réalise l'encapsulation des composants au stade de la plaquette, de sorte que les broches IC traditionnelles, le remplissage du corps de boîtier, etc. ne nécessitent pas d'espace et que la taille des composants peut atteindre la taille du noyau, de sorte que les défis de conception de PCB sont plus importants.

Nemotek utilise WLP pour fabriquer des modules de capteur d'image avec une conception de lentille optique qui peut réduire considérablement l'empreinte des modules de capteur d'image. Le chargement automatique peut être produit rapidement, ce qui permet d'économiser sur les coûts de production.

Samsung a adopté un capteur d'image produit sous la forme WLP, qui utilise directement un boîtier au niveau de la plaquette, réduisant considérablement la taille des composants, qui peuvent être très minces avec un encombrement minimal.

WLP et wlcsp diffèrent des méthodes de fabrication de circuits intégrés dans lesquelles une plaquette est découpée en puces, puis des broches supplémentaires sont câblées dans le boîtier. En raison de la faible empreinte du boîtier, WLP et wlcsp peuvent réaliser la même fonction d'application IC, mais tant que l'empreinte est la même que la taille de la puce après découpe et que vous faites un seul IC avec WLP et wlcsp, vous n'avez pas besoin de câblage et de colle de remplissage comme un IC normal. Lors du développement de solutions de conception de produits miniaturisées ou ultraminiaturisées, les applications IC utilisant les méthodes de conception d'encapsulation WLP et wlcsp permettent d'obtenir des avantages exceptionnels en matière de miniaturisation de produits. En outre, les composants WLP et wlcsp eux - mêmes ont d'excellentes performances électriques (en raison du manque de câblage et de broches) pour les composants utilisés dans les applications de transmission à grande vitesse. Plus efficace, car les composants peuvent être traités sur la plaquette, ce qui réduit également le processus de fabrication fastidieux de l'IC.

Mais le problème vient. Bien que les tailles WLP et wlcsp soient relativement petites, les exigences d'espacement des billes pour les boîtiers WLP et WLAN CSP sont devenues plus strictes avec l'augmentation du nombre de broches IC traditionnelles, mais les performances électriques requises pour la conception du circuit ne sont pas fondamentalement différentes du support électrique requis pour les circuits intégrés ordinaires, mais Les tailles WLP et wlcsp ont été réduites à la taille de la puce. De plus, les contacts et circuits qui peuvent être connectés au PCB via WLP et wlcsp sont très petits. Dans la conception des PCB, la solution n'est pas aussi simple que les solutions d'application IC générales.

Pour l'utilisation d'un boîtier au niveau de la plaquette, l'objectif est de réduire le coût et l'encombrement de la solution, mais lors de l'introduction d'un boîtier au niveau de la plaquette, le coût du PCB est nécessairement dû à l'utilisation d'un boîtier au niveau de la plaquette, le câblage correspondent devant être effectué. Avec l'amélioration du processus d'estampage, les caractéristiques du PCB peuvent être parfaitement adaptées aux éléments WLP et wlcsp sans problèmes de connexion. Surtout après que WLP et wlcsp aient été utilisés pour concevoir des schémas, les PCB deviendront plus complexes et leur rôle deviendra plus important. Une planification minutieuse est nécessaire lors de la conception pour éviter la stabilité du produit final en raison de la qualité du PCB.

L'Encapsulation des composants au stade de la plaquette permet d'économiser considérablement l'encombrement de la plaque porteuse

Comme les boîtiers WLP et wlcsp sont construits directement sur le procédé d'encapsulation de substrat "silicium", l'IC ne nécessite pratiquement pas l'utilisation de lignes de collage et, pour les composants haute fréquence, il permet d'obtenir directement de meilleures performances électriques haute fréquence et d'obtenir l'avantage d'un temps de cycle réduit. Et parce que l'encapsulation peut être faite dans une usine de plaquettes tout en économisant sur les coûts d'encapsulation, mais pour les ingénieurs, les plans de conception doivent également être considérés dans le sens de la réduction des coûts. Pour correspondre aux composants WLP et wlcsp, le coût des PCB doit également être limité dans une certaine mesure. Faites attention à peser la conception ou adoptez la disposition de circuit correspondante.

En général, pour importer des composants WLP et wlcsp, avant d'effectuer la planification de la mise en page du PCB, l'Ingénieur doit d'abord obtenir l'empreinte (c'est - à - dire la taille de l'encapsulation) du WLP et du WLAN CSP, tout en confirmant les erreurs de taille / contact et le contact des composants WLP et wlcsp. Vous pouvez concevoir et planifier en utilisant les paramètres des composants obtenus. Avec les tailles et les contacts WLP et wlcsp de plus en plus petits, vous devez également envisager de souder les broches IC appropriées. Conception de tapis.

PCB nécessite un réglage précis pour les formes SMD et nsmd

Il peut être adapté aux types de Plots WLP et wlcsp et peut utiliser la définition de masque de soudure (SMd) et la définition de masque de non - soudure (nsmd). Les Plots de soudure SMD de type définition de masque de soudure sont conçus pour utiliser un masque de soudure pour définir les billes de soudure et les zones des plots de soudure à souder. Cette solution de conception permet de réduire les possibilités de retrait des plots lors du soudage ou du démontage. Mais l'inconvénient de la forme SMD est que le SMD réduit la surface de la surface de cuivre liée aux billes de soudure tout en réduisant l'espace entre les Plots adjacents, ce qui limitera la largeur des traces entre les Plots et peut également conduire à la conduction du PCB. Dans la plupart des schémas de conception, le plus couramment utilisé reste le schéma de conception SMd, car les plots de SMD peuvent avoir de meilleures caractéristiques de connexion de soudure et la soudure et les Plots peuvent être intégrés ensemble au cours du processus de fabrication.

Pour les Plots non définis par un masque de soudure (nsmd), la méthode de conception consiste à définir la zone de plot en utilisant du cuivre pour le soudage par points convexes de soudure. Cette solution de conception peut fournir une plus grande surface pour connecter les PCB et les billes de soudage. Dans le même temps, le nsmd offre également une plus grande distance d'isolation entre les Plots et les Plots par rapport à la forme de conception SMd, ce qui permet un espacement de câblage plus large entre les Plots et une plus grande flexibilité pour l'utilisation des Vias PCB. Cependant, si le nsmd est en cours de soudage, le dé - soudage et d'autres opérations peuvent facilement entraîner le retrait des plots.

L'espacement nécessite une considération particulière

La prise en compte de la taille de l'espacement est également très importante, en particulier lorsque le PCB est sous forme SMD ou nsmd, la taille de l'espacement réservé sera également légèrement différente pour différentes solutions, la taille de l'espacement se référant à la distance entre les billes de soudage, c'est - à - dire la distance entre les centres de deux billes de soudage. Plus l'espace de câblage disponible pour le câblage est grand entre les Plots et les Plots.

En ce qui concerne le câblage PCB, l'espacement des billes de soudure disponibles est assez faible en raison des caractéristiques des composants WLP et wlcsp. Fondamentalement, il n'est pas possible d'utiliser un dispositif d'ouverture mécanique pour ouvrir le trou PCB. Le processus d'ouverture peut également permettre au PCB d'endommager les lignes fines supérieures en raison d'erreurs lors de l'ouverture en raison d'une ouverture mécanique trop grande. Cependant, dans les PCB utilisant des composants WLP et wlcsp, le perçage au laser sera plus coûteux car le circuit est beaucoup plus compact.

Mot de fin

L'encapsulation de la taille de la puce au niveau de la plaquette pour les composants WLP et wlcsp offre d'excellents avantages d'amélioration pour réduire la taille du produit final, mais en échange, les plans de conception de PCB doivent également être mis à niveau simultanément avec des plaques multicouches à haute densité et des ouvertures laser de précision. Au cours du développement, les économies d'espace de la carte mère et les coûts des composants initialement réalisées par IC Components seront partiellement transférées à la conception du PCB et à la production en série ultérieure. Au lieu de cela, des composants plus petits sont utilisés pour produire des composants sur la ligne de production à l'arrière du produit. La manipulation ou la maintenance peut également entraîner des problèmes de fonctionnement plus difficiles à mettre en œuvre, qui doivent être considérés un par un avant de procéder à la conception pertinente.