PCB 기술 - 필러 설계 및 PCB 프로세스 고려 사항

회로 밀도가 증가하고 제품 형태 요소가 제거됨에 따라 PCB 업계에는 칩 레벨 설계와 보드 레벨 조립을 더욱 긴밀하게 결합하는 새로운 방법이 많이 등장했습니다.어느 정도 역조립 칩과 칩급 패키징 (CSP) 등의 기술의 출현은 반도체 코어, 칩 패키징 방법과 인쇄회로기판 (PCB) 을 사실상 모호하게 한다.)어셈블리 레벨 프로세스 간의 기존 경계선입니다.이러한 새로운 고밀도 칩 레벨 조립 기술의 장점은 매우 중요하지만 크기가 작고 구성 요소, 연결 및 패키지가 물리적 및 온도 응력에 더 민감하기 때문에 최적의 기술을 선택하여 구성하고 지속적인 신뢰성을 보장합니다.생산 효과가 갈수록 어려워지다.

1.왜 꽉 찼을까?

바닥을 밀봉제로 채우는 것을 고려하는 최초의 아이디어는 실리콘 파이프 코어와 연결된 하층 기판 사이의 전반적인 온도 팽창 특성 불일치로 인한 영향을 줄이는 것입니다.

접착제 충전의 두 번째 장점은 습기와 다른 형태의 오염을 방지하는 것이다.불리한 점은 충전재의 사용이 제조 조작의 원가를 증가시키고 재작업을 어렵게 한다는 것이다.따라서 많은 PCBA 제조업체가 롤백 용접 후 및 채우기 전에 빠른 기능 테스트를 수행합니다.

둘째, 풀 충전 시기를 결정합니다.

50가지 이상의 CSP 설계 1이 있고 연결 설계와 관련된 수많은 변수와 작업 조건이 있기 때문에 채우기를 언제 사용할지 정확한 규칙을 제공하기 어렵습니다.그러나 PCB를 설계할 때 고려해야 할 중요한 요소가 많습니다.중요한 요소는 다음과 같습니다.

칩과 기판 사이의 온도 팽창 계수(CTE) 차이.실리콘의 CTE는 2.4ppm입니다.일반적인 PCB 재료의 CTE는 16ppm입니다.세라믹 소재는 일치하는 CTE에 따라 설계할 수 있지만 95% 산화알루미늄 세라믹의 CTE는 6.3ppm이다.PCB 기반 패키지는 세라믹 기판에서도 충전 후 신뢰성이 향상되었음에도 불구하고 접착제 충전이 필요합니다.한 가지 대체 방법은 칩과 주 기판 사이의 진동 흡수 재료로 높은 CTE 세라믹 또는 플렉시블 재료와 같은 삽입 구조의 기판을 사용하는 것입니다. 이는 PCB와 실리콘 칩 사이의 CTE 차이를 줄일 수 있습니다.

4. 시스템 PCB 두께

경험이 보여준데 따르면 비교적 두꺼운 PCB는 더욱 단단하고 비교적 얇은 PCB는 더욱 큰 충격으로 인한 굴곡력에 저항할수 있다.예를 들어, FR-4 기판의 두께를 0.6mm에서 1.6mm로 늘리면 실효 테스트의 순환 횟수를 600에서 9003으로 늘릴 수 있다는 분석이 나왔다.불행히도 오늘날의 초소형 부품에 있어서 안감의 두께를 늘리는 것은 항상 비현실적이다.실제로 라이닝 두께가 두 배 증가할 때마다 신뢰성이 약 두 배 향상되지만 칩 크기가 증가하면 4배의 퇴화를 초래할 수 있습니다.

5. 도전적으로 가르치다

채우기 방법을 사용하기로 결정한 후에는 프로세스를 효과적으로 구현하고 연속적이고 신뢰할 수 있는 결과를 얻기 위해 필요한 생산 수준을 유지하는 데 필요한 과제를 고려해야 합니다.이러한 주요 문제는 다음과 같습니다.

칩 하단에서 완전하고 빈틈없는 접착제 물 흐름을 얻다

촘촘하게 포장된 칩 주위에 접착제를 분포하다

기타 부품 오염 방지

무선 주파수(RF) 케이스 또는 차폐된 오픈 스폿 접착제

용접제 잔여물을 제어하다.

6. 완전하고 빈틈없는 접착제 흐름 얻기

충전재는 반드시 모세관 작용을 통해 칩의 밑부분을 흡입해야 하기 때문에 관건은 바늘을 칩과 충분히 가까운 위치에 놓아 접착제의 흐름을 시작하는 것이다.칩에 접촉하거나 금형 뒷면을 오염시키지 않도록 조심해야 한다.권장되는 원칙은 바늘 끝의 시작점을 바늘 끝 외경의 절반에 0.007"XY 변위를 더하는 것이다. Z의 높이는 기판에 있는 칩 높이의 80% 이다. 전체 점교 과정에서 본드의 흐름을 유지하고 금형을 손상시키고 오염시키지 않도록 정밀하게 제어해야 한다.

7. 칩 수량과 이웃 관계

바닥에 풀을 채워야 하는 판에 촘촘하게 봉인된 금형을 설계할 때 판 설계사는 풀 노즐에 충분한 공간을 남겨야 한다.두 칩이 하나의 접착제 노선을 함께 사용하는 것은 받아들일 수 있는 접착제 분배 방법이다.칩 가장자리와 평행한 패시브 컴포넌트는 차단 역할을 합니다.칩 가장자리와 90 ° 를 이루는 구성 요소는 충전할 구성 요소에서 풀을 끌어낼 수 있습니다.소스 없는 컴포넌트 주위의 채우기 재료에 나쁜 영향이 발견되지 않았습니다.인접한 칩이나 소스 없는 컴포넌트의 교차 모세관 작용은 충전재를 대상 컴포넌트에서 멀리 유인하여 CSP 또는 역장착 칩 아래에 빈틈이 생길 수 있습니다.

8. 개구부에서 풀 분출

무선 주파수 조립에서 하단 충전재의 사용이 증가함에 따라 무선 주파수 차폐 덮개 조립이 완료되면 일반적으로 풀 분배 과정에 도전하고 풀 충전 과정을 수행해야합니다.생산성을 극대화하려면 일반적으로 다른 어셈블리를 설치할 때 RF 차폐 덮개를 배치하고 한 번의 환류 용접 과정에서 모든 것을 용접하는 것을 고려해야 합니다.그러므로 제품과 공예설계사는 반드시 합작하여 차페덮개에 충분한 개구부를 남겨 밑부분을 채우는데 사용해야 한다.설계자는 또한 모세관 작용이나 고속 분배로 인해 필러 재료가 RF 차폐 덮개와 CSP 또는 역조립 칩 위로 유입될 수 있으므로 칩을 RF 차폐 덮개와 너무 가까이 배치하지 않아야합니다.어셈블리와 커버 사이의 간격이 작으면 어셈블리에 채워지지 않도록 채우기 재료의 드롭 속도가 제한됩니다.할당 속도를 낮추면 어셈블리 프로세스가 느려지고 출력이 제한됩니다.다른 구멍이나 어셈블리로 이동한 다음 첫 번째 구멍으로 돌아가 더 많은 풀을 떨어뜨리면 약간 오프셋될 수 있습니다.그러나 이것은 여러 동작과 관련되어 생산량을 다시 줄였다.

Schwiebert와 Leong은 접착제의 유속을 채우는 방정식을 제공합니다.

흐름 시간:

t=3섬 L2/[h 섬 cos(Í)]

여기:

T=시간(초)

Isla= 유체 점도

L = 스케줄

H = 클리어런스 또는 구 높이

= 접촉 또는 윤습 각도

Isla= 액체 - 증기 계면의 표면 장력

(이 매개변수의 값은 일반적으로 90 ° C의 액체 분배 온도에서 얻어야 합니다.)

대부분의 PCBA 제조업체의 펌프와 밸브는 재료가 칩 아래에서 흐르는 것보다 더 빨리 액체를 CSP 또는 역장착 칩으로 보낼 수 있습니다.칩 아래의 액체의 부피 / 중량은 여전히 8을 확정해야 한다.일단 이런 수자를 확정하면 류속에 대해 제1차 근사계산을 진행하여 액체가 한번에 떨어져야 하는가 아니면 소량의 여러번 떨어져야 하는가를 확정한다.일반적인 절차는 첫 번째 어셈블리 아래에서 액체가 흐를 때 두 번째 어셈블리 드립으로 이동한 다음 첫 번째 위치로 돌아가 완료하는 것입니다.

11. 결론

접착제의 효과적인 사용에는 제품 요구를 충족시키기 위해 PCB 제품의 설계와 접착제 충전 기술의 설계를 포함한 광범위한 요소가 필요합니다.칩급 설계 요구사항의 정확하고 유연한 접착제 충전은 불가피하게 제품 설계자, 제조 공정 엔지니어, 접착제 제조업체 및 접착제 시스템 공급업체 간의 협력과 관련될 것입니다.