Substrat De Boîtier IC - Substrat d'encapsulation de circuit intégré commun principe et caractéristiques fonctionnelles

Le substrat d'encapsulation IC est un composant clé dans le processus d'encapsulation de la puce, dont la fonction principale est de fournir la connexion électrique, la protection et le support de la puce, tout en assumant le rôle de dissipation de chaleur. Le substrat n'est pas seulement un support pour les boîtiers semi - conducteurs, il joue également un rôle important dans la garantie des performances et de la fiabilité de la puce.

Le rôle principal du substrat d'encapsulation de circuit intégré comprend les points suivants:

Connexion électrique: le substrat fournit une connexion électrique à la puce IC, assurant la transmission du signal et de l'alimentation entre la puce et le circuit externe.

Fonction de protection: le substrat protège la puce de l'environnement physique et chimique externe par le processus d'encapsulation. Cela inclut la prévention de la corrosion et des dommages à la puce par des facteurs tels que la poussière et l'humidité.

Gestion thermique: le substrat encapsulé conduit efficacement la chaleur générée pendant le fonctionnement de la puce, empêchant la dégradation des performances ou les dommages causés à la puce par une surchauffe.

1. DIP double Encapsulation en ligne

Il s'agit d'une puce de circuit intégré encapsulée en double rangée. La plupart des circuits intégrés de petite et moyenne taille (ICS) sont encapsulés sous cette forme et le nombre de broches ne dépasse généralement pas 100. L'IC dans le boîtier DIP a deux rangées de broches qui doivent être branchées dans une prise sur la puce DIP. Bien entendu, il peut également être directement inséré pour le soudage dans une carte de circuit avec le même nombre de trous et d'agencements géométriques. La puce imprégnée du boîtier doit être soigneusement retirée de la prise de la puce pour éviter d'endommager les broches.

Le boîtier a les caractéristiques suivantes: convient pour le soudage perforé de PCB (carte de circuit imprimé), facile à utiliser. Le rapport de la zone de la puce à la zone d'encapsulation est grand, de sorte que le volume est également grand. C'est un boîtier plug - in populaire, la gamme d'applications comprend des circuits intégrés logiques standard, des circuits de mémoire et de micro - ordinateur, etc.

2. Encapsulation de type qfp / PFP

La distance entre les broches du boîtier de la puce est faible, les broches sont minces et les circuits intégrés de grande ou très grande taille en général adoptent cette forme de boîtier. Les puces encapsulées dans cette forme doivent être soudées à la carte mère en utilisant la technologie SMD (Surface Mounted Device Technology). Les puces montées par SMD n'ont pas besoin d'être perforées sur la carte mère et ont généralement un point de soudure de broche respectif bien conçu sur la surface de la carte mère. Les broches de la puce sont alignées avec les points de soudure correspondants et la carte mère peut être soudée.

Le boîtier a les caractéristiques suivantes: convient à la technologie de montage en surface SMD pour installer le câblage sur la carte PCB;

Faible coût, adapté à la consommation d'énergie faible et moyenne, adapté à l'utilisation à haute fréquence;

Opération simple et haute fiabilité; Le rapport entre la zone de la puce et la zone d'encapsulation est faible;

Type d'étanchéité mature, peut utiliser des méthodes de traitement traditionnelles.

Actuellement, l'encapsulation qfp / PFP est largement utilisée, et de nombreux fabricants de MCU utilisent cette Encapsulation pour leurs puces a.

3. Boîtier de type BGA

Avec le développement de la technologie des circuits intégrés, les exigences pour les substrats d'encapsulation de circuits intégrés sont de plus en plus strictes. C'est parce que la technologie d'emballage est liée à la fonction du produit. Les méthodes d'encapsulation traditionnelles peuvent générer des phénomènes dits de "diaphonie" lorsque la fréquence de l'IC dépasse 100 MHz, alors que les méthodes d'encapsulation traditionnelles ont leurs difficultés lorsque le nombre de broches de l'IC est supérieur à 208 broches.

Ainsi, en plus de l'utilisation de l'encapsulation qfp, la plupart des puces à haut nombre de broches utilisent actuellement la technologie d'encapsulation BGA (ball Gate Array Encapsulation). Le boîtier a les caractéristiques suivantes: Bien que le nombre de broches augmente, la distance entre les broches est beaucoup plus grande que le boîtier qfp, ce qui améliore le rendement du produit fini.

La surface de contact des billes de soudure matricielles avec le substrat est grande et courte, ce qui favorise la dissipation thermique; Les broches des billes de soudage matricielles sont courtes, ce qui raccourcit le chemin de transmission du signal et réduit l'inductance et la résistance des broches. Le retard de transmission du signal est faible et la fréquence d'adaptation est grandement améliorée, ce qui permet d'améliorer les performances du circuit. L'assemblage peut être soudé coplanaire, la fiabilité est grandement améliorée; Adapté à l'emballage MCM, il peut atteindre la haute densité et la haute performance de MCM.

4. Emballage de type so

Les types d'encapsulation comprennent: SOP (Small Package), tosp (Thin Small Package), ssop (Miniaturized SOP), VSOP (Very Small Package) et SOIC (Small Integrated Circuit Package) sous des formes qfp similaires, mais uniquement sous des formes d'encapsulation de puce à broches des deux côtés. Ce type d'encapsulation est l'un des boîtiers de type encapsulation de surface avec des broches sortant des deux côtés du boîtier en forme de "l". Les caractéristiques typiques de ce type d'encapsulation sont la fabrication d'un grand nombre de broches autour de la puce encapsulée, l'opération d'encapsulation est pratique, la fiabilité est élevée, est l'une des méthodes d'encapsulation courantes, actuellement relativement commun est appliqué à certains types de mémoire IC.

5. Type d'encapsulation qfn

Est un boîtier plat carré sans plomb avec des plots de terminaison périphériques et des plots de puce pour l'exposition à l'intégrité mécanique et thermique. L'emballage peut être carré ou rectangulaire. Les quatre côtés du boîtier sont équipés de contacts d'électrodes. Grâce à l'absence de broches, le support de montage occupe une surface plus petite et une hauteur inférieure à celle du qfp.

Caractéristiques de l'emballage:

Encapsulation de surface, pas de conception de broches; La conception de Plot sans broche occupe une petite zone de PCB;

Les composants sont très minces (< 1 mm) et peuvent répondre à des applications exigeantes en espace;

Impédance extrêmement faible, auto - inductance, peut répondre aux applications à haute vitesse ou micro - ondes;

Il a d'excellentes propriétés thermiques, principalement en raison de la grande surface de coussins Dissipateurs de chaleur sur le fond; Léger et adapté aux applications portables. La petite taille de cet emballage peut être utilisée pour les appareils électroniques portables tels que les ordinateurs portables, les appareils photo numériques, les assistants numériques personnels (PDA), les téléphones cellulaires et les lecteurs MP3. Du point de vue du marché, l'encapsulation qfn attire de plus en plus l'attention des utilisateurs. Compte tenu des facteurs de coût et de volume, qfn Packaging sera un point de croissance pour les années à venir, avec des perspectives de développement extrêmement positives.

6. Type d'emballage PLCC

C'est un support d'encapsulation de puce en plastique contenant du plomb. Les broches de l'encapsulation de surface émergent des quatre côtés de l'encapsulation pour former une forme de "D" qui est beaucoup plus petite que l'encapsulation DIP. Le boîtier convient à l'installation et au câblage de PCB avec la technologie de montage en surface SMT, offrant les avantages d'une petite taille et d'une grande fiabilité. Pour le boîtier de puce à broches spécial, il s'agit d'un boîtier de patch, les broches de ce boîtier sont incurvées vers l'intérieur à la base de la puce, de sorte que les broches de la puce ne sont pas visibles dans la vue de dessus de la puce. Le soudage de cette puce utilise le processus de soudage à reflux et nécessite un équipement de soudage spécial. Retirer la puce pendant le débogage est également gênant et est maintenant rarement utilisé.

Processus de production de substrat d'encapsulation IC:

1. Traitement du substrat

Dans le processus de production, le substrat doit d'abord être nettoyé et traité chimiquement pour éliminer les impuretés de surface et les oxydes. Cette étape garantit que la surface du substrat est propre et lisse, jetant ainsi les bases du collage et de la connexion ultérieurs.

2. Médias adhésifs

Ensuite, le milieu adhésif est appliqué sur le substrat traité. Un tel support est utilisé pour fixer fermement la puce sur un substrat, assurant un bon contact entre la puce et le substrat, ce qui est essentiel pour les performances électriques.

3. Placement et engagement de puce

Une fois la puce collée, vous devez la coller au fil. Ce processus utilise généralement un fil d'or pour connecter les broches de la puce aux broches du substrat. L'utilisation du fil d'or assure la fiabilité des connexions électriques et évite d'éventuelles pertes de signal.

4. Plastification

Une fois le collage terminé, la puce de recouvrement et ses pièces de connexion sont plastifiées. Cette phase utilise des matériaux tels que la résine époxy pour envelopper l'ensemble du composant afin de protéger les composants internes de l'environnement extérieur. C'est également une étape importante pour assurer la sécurité et la stabilité du produit.

5. Coupe de tendon formant

Une fois scellé, le produit subit un processus de découpe et de moulage des côtes. Le processus implique l'élimination de l'excès de matériau d'étanchéité et la Coupe du produit à la forme et aux dimensions souhaitées, conformément aux exigences de conception. Ce processus est essentiel car il affecte la forme finale et la fonction de la puce.

6. Essai de performance électrique

Enfin, toutes les puces encapsulées et moulées nécessitent un test de performance électrique. Ces tests consistent à vérifier la vitesse de fonctionnement, la consommation d'énergie, la fréquence et d'autres caractéristiques électriques de la puce pour s'assurer que tous les produits sont conformes aux normes de conception. Après avoir terminé les tests préliminaires, les tests finaux assureront la fiabilité de l'ensemble du produit avant sa mise en ligne.

Choisir le bon substrat d'encapsulation de circuit intégré n'est pas seulement une question de performance et de qualité du produit, mais a également un impact direct sur l'efficacité de la production et les coûts. Par conséquent, la connaissance et la maîtrise des différentes technologies d'emballage IC sont essentielles pour les ingénieurs en électronique.