Notizie PCB - Analisi PCB, substrati IC e SLP

Analisi PCB, substrati IC e SLP

(1) Panoramica dell'industria dei PCB

(1) Che cosa è PCB?

Il circuito stampato (PCB) è un prodotto finito con substrati e conduttori isolati come materiali, progettato e realizzato in circuiti stampati, componenti stampati o una combinazione di modelli conduttivi secondo lo schema schematico del circuito pre-progettato La funzione principale della scheda è di utilizzare il materiale isolante basato su scheda per isolare lo strato conduttivo di foglio di rame sulla superficie per realizzare la connessione reciproca e la trasmissione del relè tra i componenti elettronici, in modo che la corrente sia amplificata in vari componenti elettronici lungo la linea preimpostata, attenuazione, modulazione, decodifica, codifica e altre funzioni per realizzare l'interconnessione e la trasmissione del relè tra componenti elettronici.

Il PCB è una delle parti importanti dei prodotti elettronici, che vanno da elettrodomestici e telefoni cellulari a prodotti come esplorare l'oceano e l'universo. Finché ci sono componenti elettronici, i circuiti stampati vengono utilizzati per il loro supporto e interconnessione. Conosciuta come la "madre dei prodotti elettronici". Se si confronta un prodotto elettronico con un corpo vivente, allora il circuito stampato è lo scheletro che collega il circuito per circolare.

(2) Storia dello sviluppo del PCB

Già nel 1903, Albert Hanson fu pioniere nell'uso del concetto di "linea" da applicare al sistema di commutazione del telefono. È stato tagliato in conduttori di linea dalla lamina metallica e incollato alla carta paraffina, e su di esso è stato incollato anche uno strato di carta paraffina. Il prototipo dell'attuale struttura PCB. Nel 1925, Charles Docas stampò modelli di circuiti su substrati isolanti, e poi costruì con successo conduttori per il cablaggio mediante galvanizzazione. Fino al 1936, il Dr. Paul Eisner inventò la tecnologia della pellicola di alluminio. La "tecnologia di trasferimento grafico" di oggi seguirà la sua invenzione, che può essere considerata come l'inizio della vera tecnologia PCB. Nel 1948, gli Stati Uniti hanno ufficialmente riconosciuto l'invenzione per uso commerciale. Negli anni '50, l'incisione di fogli di rame divenne il mainstream della tecnologia PCB e iniziò ad essere ampiamente utilizzata. PCB bifacciali metallizzati a foro hanno iniziato la produzione di massa negli anni '60. Negli anni '70, le schede multistrato si svilupparono rapidamente. Negli anni '80, le schede stampate a montaggio superficiale (SMB) hanno gradualmente sostituito i PCB plug-in. Negli anni '90, le PMI si sono sviluppate da QFP a BGA. Allo stesso tempo, i PCB per imballaggi multi-chip basati su pannelli stampati CSP e laminati organici si sono sviluppati rapidamente.

Più tardi, le schede PCB si sono sviluppate in direzione di alta densità. Dalle prime schede monostrato, doppio strato e multistrato ai PCB HDI Microvia, HDI AnyLayer PCB e le attuali schede carrier hot class, la caratteristica principale è che la larghezza e la spaziatura delle linee vengono gradualmente ridotte.

L'evoluzione del PCB verso l'alta densità

(3) Livello di imballaggio e densità di interconnessione

I semiconduttori possono essere suddivisi nei seguenti livelli, dal wafer all'imballaggio del prodotto

• Imballaggio a livello zero (processo wafer) su-wafer circuito progettazione e produzione;

• L'imballaggio di primo livello (processo di imballaggio) lega il chip al telaio di piombo o al substrato del pacchetto, e completa i processi di interconnessione I/O e protezione di tenuta, e infine forma un dispositivo confezionato. Di solito diciamo che il pacchetto è l'imballaggio di primo livello;

• Imballaggio di secondo livello (modulo o processo SMT): il processo di assemblaggio dei componenti su un circuito stampato;

• Imballaggio a tre livelli (processo di produzione del prodotto): Combinare più schede di circuito su una scheda madre o combinare più sottosistemi in un processo di produzione del prodotto elettronico completo.

Livello del pacchetto e densità di interconnessione

I diversi livelli di imballaggio rappresentano in realtà diverse densità di interconnessione. Il wafer di solito adotta il processo di fotolitografia. Attualmente, il processo 7nm è stato prodotto in serie e il processo 5nm è stato verificato e può essere prodotto in serie il prossimo anno. Qui il nodo di silicio rappresenta la dimensione del gate del transistor integrato. La larghezza di linea e la spaziatura della scheda portante IC corrispondente al pacchetto di primo livello è solitamente inferiore a 15μm e la dimensione di caratteristica del chip è ingrandita all'uscita I/O corrispondente alla dimensione di caratteristica del substrato per realizzare l'interconnessione tra il chip e il substrato. La larghezza della linea PCB e il passo corrispondenti all'imballaggio di secondo livello sono solitamente superiori a 40 μm, che equivale ad allargare la dimensione caratteristica del substrato alla dimensione caratteristica del PCB per realizzare l'interconnessione del segnale.

In realtà, c'è una via di mezzo tra il PCB e la scheda portante IC, e questa parte è in realtà l'attuale scheda portante della classe calda. La richiesta di miniaturizzazione dell'elettronica di consumo ha portato a uscite I/O sempre più piccole dei dispositivi utilizzati. Prendiamo BGA come esempio. Alcuni anni fa, il passo principale del BGA era di 0.6mm-0.8mm. Attualmente, i dispositivi utilizzati negli smartphone hanno raggiunto un passo di 0.4mm e si stanno sviluppando verso un passo di 0.3mm. Il design del passo di 0.3mm richiede 30μm/30μm. Al momento, HDI non ha soddisfatto i requisiti ed è richiesta una scheda portante di tipo più specifica. La scheda portante della classe è la scheda rigida PCB di nuova generazione, utilizzando il processo M-SAP, che può ridurre la larghezza della linea / la spaziatura di linea a 30/30μm. Attualmente, è ampiamente usato nei telefoni intelligenti di fascia alta e in alcuni prodotti system-in-package.

(2) Analisi del mercato dei PCB

(1) Storia del ciclo dell'industria PCB-alti e bassi

Guardando indietro nella storia, a partire dagli anni '80, diversi prodotti elettronici come elettrodomestici, computer, telefoni cellulari e comunicazioni sono emersi in un flusso infinito, guidando continuamente la crescita e lo sviluppo dell'industria elettronica. Il PCB, come parte importante dell'industria elettronica, è aumentato e diminuito quattro volte. Dopo quattro cicli industriali, ogni ciclo è guidato da elementi innovativi per guidare l'ascesa, la crescita lenta e il declino del settore, e poi appaiono nuovi elementi, spingendo l'industria nel ciclo successivo.

La prima fase: 1980-1990 è stato il periodo di avvio rapido dell'industria dei PCB. Per la prima volta, la popolarità globale degli elettrodomestici ha guidato il vigoroso sviluppo dell'industria dei PCB. Fino al 1991-1992, con il picco della crescita degli elettrodomestici tradizionali e la recessione dell'economia giapponese, il valore globale della produzione di PCB è diminuito di circa il 10%.

La seconda fase: 1993-2000, è il periodo di crescita continua dell'industria PCB, principalmente guidato dalla popolarizzazione dei computer desktop e dall'onda di Internet, le nuove tecnologie HDI, FPC, ecc. promuovono la crescita continua della scala globale del mercato PCB e il tasso di crescita complessivo composto dell'industria PCB fino al 10,57%. Dal 2001 al 2002, lo scoppio della bolla di Internet ha portato a una contrazione economica globale, la domanda di terminali elettronici a valle ha rallentato e la domanda per l'industria dei PCB è stata colpita. La sua produzione è diminuita di circa il 25% per due anni consecutivi.

Terza fase: Dal 2003 al 2008 l'industria dei PCB ha mantenuto una crescita sostenuta (CAGR=7,73%), dovuta principalmente alla ripresa dell'economia globale e all'aumento della domanda di telefoni cellulari a valle, notebook e altri prodotti elettronici emergenti, che ha stimolato l'effetto di stimolo delle comunicazioni e dell'elettronica di consumo sul settore dei PCB. Tuttavia, lo scoppio della crisi finanziaria nella seconda metà del 2008 ha interrotto il buon trend di crescita del settore PCB. Nel 2009, l'industria dei PCB ha vissuto un inverno freddo e il valore totale della produzione è diminuito di circa il 15%.

Quarta fase: dal 2010 al 2014, l'industria PCB ha mostrato un trend di crescita di piccola volatilità (CAGR=2,29%), beneficiando principalmente della graduale ripresa dell'economia globale e della spinta di vari prodotti terminali intelligenti a valle. Con l'aggiornamento dei prodotti elettronici, la domanda rallentando, dal 2015 al 2016, il valore totale della produzione del settore è diminuito leggermente, con un valore cumulativo di -5,62%.

Attualmente, lo sviluppo complessivo dell'industria PCB sta rallentando. A partire dal 2017, con l'emergere di nuovi hotspot di crescita strutturale come 5G, cloud computing e auto intelligenti, l'industria PCB dovrebbe aprire nuovi driver di crescita ed entrare nel primo sviluppo del ciclo industriale. Cinque fasi.