PCB 기술 - PCB에 칩을 장착하는 역할

강성 유연성 회로를 포함한 작은 PCB는 응용에 따라 세 가지 칩 배치 방법 중 하나가 필요합니다.수년간 반도체 제조의 유일한 분야였던 기술이 오늘날의 인쇄회로기판 (PCB) 제조 공정과 공정으로 옮겨졌다.

이것은 우리가 성장하는 과정에서 사용하는 오래된 전통적인 폴리염화페닐이 아닙니다.반대로 그들은 신형 회로판으로 주로 소형 강성 회로와 유연성 회로, 또는 양자의 결합을 강유 결합이라고 한다.웨어러블 장치, 휴대용 장치 및 사물 인터넷 장치와 같은 점점 더 많은 소형 전자 제품은 이러한 업데이트된 마이크로 회로 기판을 기반으로 합니다.

2019년과 미래에 오늘날의 첨단 전자 제품이 PCB 공간을 좁히고 있음에 따라 마이크로 전자는 매우 중요한 역할을 할 것입니다.회로기판 크기가 줄어든 이유 중 하나는 부품의 크기도 줄어들고 정교해지고 제품을 조립, 검사, 테스트하는 것이 점점 어려워지고 있기 때문이다.

예를 들어, 많은 작은 PCB는 전통적인 PCB를 통해 조립하고 제조 라인을 만들 수 없습니다.점점 더 많은 이러한 회로 기판은 반드시 전문적인 마이크로 전자 패키지를 거쳐야 하는데, 여기에는 지시선 접합과 칩 연결이 포함된다.

칩 연결은 소형 PCB 제조에서 상대적으로 새로운 분야이다.간단히 말해서, 칩이나 코어를 패키지, 라이닝 또는 강성, 유연성 또는 강성-유연성 회로에 연결하는 과정입니다.사실 그것은 심지어 한 칩을 다른 칩에 연결하는 것과 관련될 수도 있다.

사용할 칩 설치 방법은 열전도성 및 발열성에 따라 다릅니다.따라서 칩을 연결하기 전에 각 칩은 방출 될 열을 결정하기 위해 자세한 열전도율 검사 및 분석을 거쳐야합니다.

감자칩은 일반적으로 테이프, 웨이퍼 또는 와플 쿠키 트레이에 나타납니다.와플 쿠키 트레이 또는 칩셋에는 많은 슬라이스 칩이 있습니다 (그림 1).

그림 1: 칩이 있는 와플 과자 (출처: NexLogic Technologies)

대상 칩이 소형 진공 흡입 도구를 통해 와플 트레이나 웨이퍼 패키지에서 꺼질 때 칩 연결 과정이 시작됩니다 (그림 2).

그림 2: 칩 픽업을 위한 진공 흡입 도구 (출처: NexLogic Technologies)

파이프 코어를 진공 방출한 후 베이스 플레이트 또는 PCB에 정확하게 정렬하고 세 가지 방법 중 하나를 사용하여 영구적으로 연결합니다.패치에 사용되는 에폭시 수지와 용접재는 전기가 통하지 않거나 전도될 수 있다.칩을 설치하는 과정에서 칩/칩과 기판/PCB 사이에 완벽한 접촉을 유지해야 한다;또한 간격이 없어야 합니다.

또한 칩과 기판을 연결하는 접착제는 매우 정확해야 합니다.이 과정은 매우 민감합니다.칩을 픽업하는 것 외에도 기판에 칩을 손상시키거나 손상시키지 않고 배치해야 합니다. 생성된 칩 접합은 생산성 손실, 성능 손실, 현저한 퇴화 없이 매우 높은 온도 범위를 견딜 수 있어야 합니다.

전형적인 칩 연결 방법에는 에폭시 수지 연결, 공정 연결 및 용접 재료 연결이 있습니다.에폭시 수지 결합 공정은 은 에폭시 수지 유리나 폴리아미드 기 재료와 관련될 수 있다.이 에폭시 수지는 매우 정교한 분배기를 사용하여 분배되며, 이 분배기는 매우 정확하게 수량을 분배하고 공차는 마이크로미터 단위이다.이 경우 기저는 사용된 에폭시 수지의 유형에 따라 실온에서 200 ° C까지 가열해야합니다.이 온도는 에폭시 수지를 적당히 고화시켜 기판에 달라붙게 함으로써 기판과 칩 사이에 정확하게 접합을 형성할 수 있다.

에폭시 수지가 분배되면 칩 연결이 필요한 영역을 덮고 접착 가장자리에 둥근 모서리를 형성합니다.에폭시 수지의 사용량이 너무 많으면 오염과 착오를 초래할 수 있다.공면성도 문제가 될 것이며, 이 경우 칩이 제대로 작동하지 않을 것이다.반대로, 만약 당신이 충분한 에폭시 수지를 분배하지 않는다면, 그것은 균열, 빈틈을 초래할 것이며, 그 후의 이음매는 차선적일 것이다.

그림 3과 같이 매우 정확한 할당 요구사항이 수행됩니다.또한 완벽한 칩 배치를 위해 매우 복잡한 검사 도구가 필요합니다.사용하는 접착제는 일반적으로 전도체가 아닙니다. 전기 절연체이며 열전도성이 좋지 않습니다.열을 더 전도하기 위해 은이나 금 재료를 사용하여 열 저항을 낮은 값으로 낮춥니다.

금, 은, 탄화규소, 산화베릴륨 또는 다른 원소를 첨가 한 화합물은 낮은 온도에서 이러한 접착제를 경화시키는 데 도움이됩니다.에폭시 수지 접착은 다른 재료를 연결하는 여러 칩 크기에도 사용할 수 있습니다.

이 기술은 공정합금을 사용하여 칩을 빈 챔버나 라이닝에 연결합니다.이 응용 프로그램의 기판은 알루미늄이나 구리와 같은 세라믹 또는 금속일 수 있으며, 일반적으로 마이크로파 및 무선 주파수 구성 요소와 같은 고출력 응용 프로그램에 사용됩니다.콘덴싱 칩 공정 (접착 칩 공정과 반대) 을 사용하는 이유는 콘덴싱 방법이 300 ° C 이상의 온도 범위를 처리 할 수 있기 때문입니다.세라믹과 금속과 같은 기저에는 더 높은 용해점이 있기 때문에 더 높은 온도가 필요합니다.

공정 칩 연결은"용접 없는 용접 연결 공정"이라고도 할 수 있습니다. 사전 제작 스틱이라고 불리는 얇은 금속 층 (그림 4).이 사전 제작 부품은 두 가지 이상의 다른 요소 (금-은 또는 금-주석 또는 유사한 요소) 의 합금 (혼합물) 으로 불활성 분위기에서 조인트를 형성하는 데 사용할 수 있습니다.이러한 예비 성형 부품은 허용되는 경우 베이스 재료에 비해 낮은 온도에서 녹습니다.

그림 4: "무용접 용접"이라고도 하며, 공정 칩 연결은 예비 부품이라고 불리는 얇은 금속층을 사용한다.(출처: NexLogic Technologies)

예를 들어, 순금의 용해 온도는 1000 ° C 이상으로 매우 높으며 실리콘의 용해 온도는 1400 ° C 이상입니다.반면에 주석과 은으로 만든 예비 성형물은 231°C, 295°C, 350°C, 400°C에서 녹여 쉽게 녹을 수 있습니다. 조절 가능한 온도 범위에서 견고한 조인트를 생성합니다.

금기 예비 성형 부품을 사용하는 또 다른 이유는 이 부품이 높은 전도성, 높은 열전도성을 가지고 있기 때문에 매우 좋은 열 방출 방식을 제공한다.

용접 연결은 서피스 장착 기술(SMT) 조인트 생성과 유사합니다.용접 재료 자체의 높은 열전도성 때문에 용접 연결은 흔히 볼 수 있는 칩 접합 유형이다.

우리가 본 바와 같이, 우리가 상술한 여러 가지 방법을 고려할 때, 칩 설치 과정은 극단적인 온도 변화를 겪을 수 있다.예를 들어, 주석 납 SAC305 또는 일부 유사한 용접의 경우 소프트 용접 연결 프로세스의 온도 범위는 180 ° C에서 250 ° C입니다.금석, 금규소 또는 이와 류사한 합금으로 만든 용접재료의 경우 고온용접재료의 련결방법이 250 °C 를 초과하거나 심지어 더 높을수도 있다.용접 연결은 LED와 같은 장치의 발열과 관련될 때도 중요합니다.

용접재 부착의 중요한 측면 중 하나는 칩에 용접제가 필요하다는 것입니다.그 전에 칩 금속화와 라이닝 금속화에 초기 용접재 합금을 미리 도금해야 한다.레이어가 필요하면 약간 다른 칩과 라이닝 구성이 필요합니다.실행이 완료되면 칩 배치기를 사용하여 기판에 칩을 배치합니다.

용접물 연결 방법을 사용할 때 컨덕터를 시스템으로 가져와 시스템에서 예열한 다음 용접물을 녹이고 조인트를 형성합니다 (나중에 패키지하기 전에 칩에서 용접물을 제거해야 함).

용접재 부착 기술의 우수한 특성에는 견고성, 기계적 강도, 양호한 방열성과 높은 열전도성이 포함된다.

파이프 코어 첨부 프로세스가 완료되면 (위의 기술 중 하나를 사용) 파이프 코어/칩의 용접 디스크를 라이닝/PCB의 해당 용접 디스크에 연결하는 추가 프로세스를 사용하여 지시선 접합을 수행합니다.이러한 지시선 결합은 금선, 알루미늄선, 동선 또는 은선을 사용하여 수행할 수 있습니다.

간단히 말해서, 강성, 유연성, 강유 회로 등 소형 PCB에 대해 칩 설치는 더욱 두드러진 기술이 되고 있다.따라서 OEM 설계자에게는 이 세 가지 칩 설치 방법을 잘 파악하고 그들의 응용에 가장 적합한 방법을 선택하는 것이 매우 중요하다.