Substrat De Boîtier IC - Substrat d'encapsulation IC (substrat IC) Aperçu technique

Définition de substrat IC: substrat utilisé pour encapsuler une puce IC nue.

Fonction substrat IC

(1) transporter une puce semi - conductrice IC.

(2) le circuit interne est utilisé pour la connexion entre la puce et la carte.

(3) protéger, fixer, soutenir la puce IC, fournir un canal de dissipation de chaleur, est un produit intermédiaire pour la puce de communication et PCB.

Les substrats IC sont nés: au milieu des années 1990, en moins de 20 ans. L’émergence de nouvelles formes d’encapsulation haute densité de circuits intégrés (ci), telles que BGA (Ball Grid Array Encapsulation) et CSP (Chip Size Encapsulation), a apporté le nouveau support nécessaire à l’encapsulation – le substrat d’encapsulation IC.

* développement de semi - conducteurs: Vannes - transistors - assemblage via - encapsulation de surface (SMT) - encapsulation au niveau de la puce (CSP, BGA) - encapsulation du système (SIP)

* La technologie des circuits imprimés et des semi - conducteurs est interdépendante, intime, perméable et étroitement alignée, les circuits imprimés peuvent réaliser l'isolation électrique et la connexion électrique entre diverses puces, composants, fournissant les caractéristiques électriques requises.

Paramètres techniques nombre de couches, 2 ~ 10 couches;

Épaisseur de la carte PCB, généralement 0,1 ~ 1,5 mm;

Tolérance d'épaisseur minimale de la carte PCB * 0 micron;

Ouverture minimale, via 0,1 mm, microporosité 0,03 mm;

* largeur / Espacement minimum de motif, 10 ~ 80 microns;

Largeur minimale de l'anneau, 50 microns;

* tolérance de profil, 0 ~ 50 microns;

* trou borgne enterré, impédance, capacité de résistance enterrée;

* revêtement de surface, ni / au, or doux, or dur, nickel / palladium / or, etc.

* La taille de la carte est de 150 * 50mm (un seul support IC);

C'est - à - dire, les substrats IC ont besoin d'une couche de base plus fine, de haute densité, de pieds hauts, de petits volumes, de trous, de disques, de lignes plus petites et ultra - minces. Par conséquent, des techniques d'alignement inter - couches précises, des techniques d'imagerie de motifs, des techniques de placage, des techniques de perçage et des techniques de traitement de surface sont nécessaires. Des exigences plus élevées sont imposées pour la fiabilité des produits, l'instrumentation des équipements, la gestion des matériaux et de la production. Par conséquent, le seuil technologique pour les substrats IC est élevé et la recherche et le développement ne sont pas faciles.

Les difficultés techniques que le substrat IC doit surmonter par rapport à la fabrication traditionnelle de PCB sont les suivantes:

(1) Technologie de production de panneau de noyau le panneau de noyau est mince et facilement déformable, en particulier lorsque l'épaisseur de la plaque est de 0,2 mm, il est nécessaire de réaliser des percées dans la structure de la plaque, la dilatation de la plaque, les paramètres de laminage, le système de positionnement sandwich et D'autres technologies, permettant ainsi un contrôle efficace de l'épaisseur de gauchissement et de pressage du panneau de noyau ultramince.

(2) Technologie microporeuse

* inclus: processus d'ouverture de masque de soudure, processus de micro - trou borgne de perçage laser, processus de remplissage de cuivre de trou borgne.

* Le procédé conformalmask est utilisé pour compenser raisonnablement l'ouverture de la fenêtre du trou borgne laser et pour définir directement l'ouverture et la position du trou borgne à l'aide d'un anneau de cuivre ouvert.

* indicateurs impliqués dans le forage au laser des micropores: forme du trou, rapport de taille de pores supérieur et inférieur, corrosion latérale, projection de fibre de verre, colle résiduelle au fond du trou, etc.

* Les indicateurs impliqués dans le placage de cuivre de trou borgne comprennent: capacité de remplissage, cavité de trou borgne, dépression, fiabilité du placage de cuivre, etc.

* Actuellement, la taille des micropores est de 50 ~ 100 microns et le nombre de trous stratifiés atteint l'ordre de 3, 4 et 5.

(3) Formation graphique et technologie de placage de cuivre

Technologie et contrôle de compensation de mode; Techniques de fabrication de motifs fins; Technologie de contrôle de l'uniformité de l'épaisseur de cuivre plaqué; Technologie de contrôle de micro - érosion à motifs fins.

* L'exigence actuelle d'espacement de largeur de motif est de 20 ~ 50 microns. L'exigence d'uniformité de l'épaisseur du revêtement de cuivre est de 18 * microns et l'uniformité de la gravure est de 90%.

(4) Processus de résistance de soudage * Comprend le processus de trou de bouchon, la technologie d'impression de résistance de soudage, etc.

* La différence de hauteur entre les faces de soudure du substrat IC est inférieure à 10 microns et la différence de hauteur entre les faces de soudure et la surface des plots est inférieure à 15 microns.

(5) Technologie de traitement de surface

* nickelé / plaqué or épaisseur uniformité; Procédé de dorure douce et dure sur la même plaque; Processus de nickelage / palladium / dorure.

* revêtement de surface linéaire, technologie de traitement de surface sélectif.

(6) capacité d'essai et technique d'essai de fiabilité de produit

* Equipé de nombreux équipements / instruments de test différents de l'usine de PCB traditionnelle.

* maîtriser des techniques de test de fiabilité différentes de celles traditionnelles.

(7) en général, la production de substrats IC implique plus de dix aspects de la technologie:

Compensation dynamique graphique; Processus de placage graphique pour l'uniformité de l'épaisseur du placage de cuivre; Contrôle de l'expansion et de la contraction des matériaux tout au long du processus; Processus de traitement de surface, placage sélectif d'or doux et dur, processus de placage nickel / palladium / or;

* production de plaquettes de plaque de noyau;

* Technologie de détection de haute fiabilité; Traitement microporeux;

* Si empiler micro 3, 4, 5, processus de production;

* pression de stratification multiple; Stratifié - 4 fois; Forage 5 fois; Plaqué 5 fois.

* Formation de motif de ligne et gravure;

* Système d'alignement de haute précision;

* processus de trou de bouchon de soudure, processus de micropores remplis de placage;

Classification des substrats IC

Par la forme de l'encapsulation

(1) BGA

* ballgridairy, BGA, boîtier de matrice sphérique.

* La dissipation thermique de la carte de circuit imprimé de ce paquet est bonne, les performances électriques sont bonnes, les broches de puce peuvent être considérablement augmentées, adaptées au boîtier IC au - dessus du nombre de broches 300 (pincount).

2) CSP

* CSP, boîtier de niveau puce, boîtier de taille de niveau puce.

* est un boîtier à puce unique, léger et de petite taille, sa taille de boîtier est presque la même ou légèrement plus grande que la taille de l'IC lui - même, utilisé pour stocker des produits, des produits de communication, des produits électroniques avec un nombre de broches pas élevé.

(3) Feuille de PCB de cristal enduite

* flipchip (FC) est un boîtier dans lequel la face avant de la puce est retournée (FLIP) et les bosses sont directement connectées au PCB.

Ce type de substrat présente les avantages d'une faible interférence du signal, d'une faible perte du circuit de connexion, d'une bonne performance électrique et d'une efficacité de dissipation thermique élevée.

(4) module multi - puce

* module multi - puces (MCM) Plusieurs puces avec des fonctions différentes dans le même boîtier.

* C'est la meilleure solution pour les produits électroniques légers, minces, courts et sans fil à haute vitesse. Pour les ordinateurs centraux d'ordre supérieur ou l'électronique de performance spéciale.

* Il n'y a pas de solution plus complète en raison de plusieurs puces dans le même paquet, interférence de signal, dissipation de chaleur, conception de fil mince, etc., qui appartient au développement actif du produit.

Par caractéristiques des matériaux

(1) Carte PCB rigide. PCB de chargement scellé

* substrat d'encapsulation organique rigide en résine époxy, bt, ABF. Sa valeur de production représente la majorité des substrats d'encapsulation IC. Le cte (coefficient de dilatation thermique) varie de 13 à 17 PPM / C.

(2) Carte souple scellée pour charger le PCB.

* Le substrat d'encapsulation est un substrat flexible en résine Pi (polyimide), PE (polyester), Cte est de 13 ~ 27ppm / C.

(3) substrat en céramique

* alumine, Nitrure d'aluminium, carbure de silicium et autres matériaux céramiques comme substrat d'encapsulation. Cte est petit, 6 ~ 8ppm / Celsius.

Connu pour la technologie de connexion

(1) mode de jeu pour engager la plaque porteuse

* Le fil d'or relie l'IC au PCB.

(2) carte de circuit imprimé d'étiquette

* tab - - adhésif automatique de bande

* la broche intérieure de la puce est connectée à la puce et la broche extérieure à la carte d'emballage.

(3) couvrir le PCB lié au cristal.

* filpchip, la plaquette est écrasée par filp et directement connectée au substrat IC.