PCB Tecnico - Progettazione del pad del dispositivo del pacchetto UCSP

Il Wafer Level Packaging (WLCSP) è una tecnologia di imballaggio CSP che consente di montare circuiti integrati (IC) a faccia in giù sui circuiti stampati. I giunti di saldatura del chip vengono saldati ai pad PCB attraverso sfere di saldatura separate. Qualsiasi materiale di riempimento. Questa tecnologia differisce dalla matrice a griglia sferica, dal tipo di piombo e dalla tecnologia di imballaggio CSP basata su laminato in quanto non ha cavi o connessioni plug-in. Il primo vantaggio della tecnologia di imballaggio WLCSP è che l'induttanza tra IC e PCB è molto piccola. Il secondo vantaggio è quello di ridurre le dimensioni del pacchetto e il ciclo di produzione e migliorare la conducibilità termica. Il marchio tecnologico WLCSP di Maxim è UCSP.

La superficie della struttura del pacchetto UCSP fornisce l'isolamento elettrico. Un metodo fotografico è utilizzato per realizzare vias sul film BCB, attraverso il quale è possibile realizzare il collegamento elettrico con il substrato di connessione IC. Alla via viene aggiunto anche uno strato UBM (Under Ball Metal). In generale, un secondo strato di BCB viene aggiunto come maschera di saldatura per determinare il diametro e la posizione della sfera di saldatura di riflusso. Il materiale standard della sfera di stagno è lega eutettica di stagno-piombo, che è 63% Sn/37% Pb. Una vista trasversale di una tipica struttura UCSP.

Una vista trasversale di una tipica struttura UCSP. La matrice di sfere di saldatura UCSP si basa su una disposizione di griglia rettangolare con un passo uniforme della griglia. Il numero di righe e colonne della matrice di sfere di saldatura UCSP è generalmente compreso tra 2 e 6.

Per utilizzare con successo i componenti UCSP nell'assemblaggio, è necessario prestare attenzione al problema del layout del circuito stampato. Il layout e la produzione del circuito stampato (PCB) influenzeranno la resa dell'assemblaggio UCSP, le prestazioni delle apparecchiature e l'affidabilità del giunto di saldatura. I principi di progettazione e le specifiche di produzione PCB della struttura del pad UCSP sono diversi dai dispositivi di tipo piombo e dai dispositivi BGA a base di laminato.

Maschera di saldatura definita (SMD) e maschera di non saldatura definita (NSMD) dal contenuto precedente, possiamo vedere che la struttura del pad per i componenti di montaggio superficiale ha maschera di saldatura definita (Solder-Mask Defined, SMD) e maschera di non saldatura definita (Non-Solder-Mask Defined, NSMD) due forme. Durante la progettazione del PCB, i requisiti di potenza, messa a terra e direzione del segnale devono essere considerati e uno dovrebbe essere selezionato tra NSMD e SMD pad. Lo speciale design micro-via può evitare il cablaggio superficiale, ma richiede una tecnologia di produzione di schede più avanzata. Una volta selezionati, i tipi di pad UCSP non possono essere miscelati. Il layout del pad UCSP e dei cavi ad esso collegati dovrebbero essere simmetrici per evitare bagnatura fuori centro.

1: Il processo di incisione dei fili di rame può essere controllato meglio. Rispetto all'incisione della maschera di saldatura quando si utilizzano i pad SMD, NSMD è una scelta migliore.

2: i cuscinetti SMD possono causare pressione concentrata dove la maschera di saldatura si sovrappone, che causerà le giunzioni di saldatura a crepare quando la pressione è troppo alta.

3: Secondo le regole di produzione dei fili di rame e di altri terreni aperti sul PCB, i pad NSMD possono fornire più spazio per il cablaggio del PCB.

4: Rispetto ai cuscinetti SMD, la più grande apertura della maschera di saldatura di NSMD fornisce una finestra di lavoro più grande per il posizionamento dei componenti UCSP.

5: I cuscinetti SMD possono utilizzare fili di rame più ampi e avere induttanza inferiore in connessione con potenza e terra.

6: La società PCB ha usato la progettazione NSMD nella prova di ciclo della temperatura.