Data PCB - Kesan komponen pasif terpasang pada pembangunan teknologi papan PCB

Teknologi komponen pasif terpasang yang dikembangkan oleh teknologi papan PCB boleh mengintegrasikan berbagai fungsi elektronik, dan mempunyai keuntungan miniaturisasi dan prestasi sistem yang diperbaiki untuk menggantikan komponen pasif diskret yang besar. Artikel ini terutama memperkenalkan pembangunan teknologi komponen pasif terintegrasi, dan penggunaan teknologi filem IPD untuk menyedari pemprosesan kondensator, resistor dan induktor, dan membincangkan pengaruh IPD pada pembangunan teknologi papan PCB.1. Perkenalan Dengan pembangunan teknologi elektronik, integrasi komponen elektronik aktif telah meningkat jauh selepas semikonduktor telah dibuat dari proses mikron ke nanometer, dan permintaan komponen pasif dengan komponen aktif telah meningkat secara signifikan. Tenderasi pembangunan pasar produk elektronik adalah ringan, tipis dan pendek. Oleh itu, peningkatan kemampuan proses semikonduktor telah meningkatkan banyak bilangan komponen aktif dalam volum yang sama. Selain peningkatan besar dalam bilangan komponen pasif sokongan, lebih banyak ruang diperlukan untuk meletakkan komponen pasif ini. Oleh itu, saiz peranti pakej keseluruhan akan terus meningkat, yang sangat berbeza dari perkembangan pasar. Dari perspektif kosong, jumlah kosong adalah proporsional dengan bilangan komponen pasif. Oleh itu, di bawah premis bahawa sejumlah besar komponen pasif digunakan, bagaimana untuk mengurangi kos dan ruang komponen pasif, atau bahkan meningkatkan prestasi komponen pasif, adalah satu isu yang penting. salah satu topik. Teknologi IPD (Peranti Pasif Terintegrasi) boleh menyertai berbagai fungsi elektronik, seperti sensor, penerima RF, MEMS, penyampai kuasa, unit pengurusan kuasa dan prosesor digital, dll., untuk menyediakan peranti pasif terintegrasi kompak produk IPD mempunyai keuntungan miniaturisasi dan prestasi sistem yang lebih baik. Oleh itu, sama ada ia mengurangi saiz dan berat seluruh produk, atau menambah fungsi dalam volum produk yang ada, teknologi komponen pasif terintegrasi boleh bermain peran yang besar. Dalam beberapa tahun terakhir, teknologi IPD telah menjadi pelaksanaan penting bagi sistem-dalam-pakej (SiP), dan teknologi IPD akan membuka jalan untuk multi-fungsi yang terintegrasi "diluar Hukum Moore"; Pada masa yang sama, pemprosesan papan PCB boleh memperkenalkan teknologi IPD, melalui keuntungan terpasang teknologi IPD, boleh menyembunyikan ruang pembesaran antara teknologi pakej dan teknologi papan PCB. Teknologi komponen pasif terpasang IPD telah berkembang dari teknologi komersial awal hingga sekarang untuk menggantikan komponen pasif diskret, dan telah berkembang secara terus-menerus didorong oleh industri seperti ESD/EMI. RF, LED cahaya tinggi, dan sirkuit hibrid digital.

2. Pengenalan teknologi IPD filem tipis boleh dibahagi menjadi proses filem tebal dan proses filem tipis mengikut teknologi proses. diantara mereka, teknologi proses filem tebal termasuk teknologi keramik LTCC (Ceramic yang menembak Suhu rendah) yang menyala suhu rendah menggunakan keramik sebagai substrat dan PCB berdasarkan papan sirkuit cetak densiti tinggi HDI teknologi komponen pasif (Pasif Terisi); dan teknologi IPD filem tipis, menggunakan teknologi semikonduktor yang biasa digunakan untuk membuat sirkuit dan kondensator, penahan dan induktor. Teknologi LTCC menggunakan bahan keramik sebagai substrat, memasukkan komponen pasif seperti kondensator dan penentang dalam substrat keramik, dan membentuk komponen keramik yang terintegrasi dengan mengintegrasi, yang boleh mengurangi ruang komponen. Namun, sebagaimana bilangan lapisan meningkat, kesulitan dan kos penghasilan meningkat. Oleh itu, komponen LTCC kebanyakan digunakan untuk sirkuit dengan fungsi tertentu; teknologi papan PCB komponen terbenam HDI biasanya digunakan dalam sistem digital, di mana ia hanya sesuai untuk kondensator penyelesaian yang disebarkan dan ketepatan tengah dan rendah. Resistor, kerana saiz komponen berkurang, peralatan SMT tidak mudah untuk mengendalikan komponen terlalu kecil. Walaupun teknologi papan sirkuit cetak terbenam sudah dewasa, ciri-ciri produk yang lemah, dan toleransi tidak dapat ditangkap dengan tepat, kerana komponen dikubur dalam papan berbilang lapisan, dan sukar untuk mengganti atau memperbaiki dan menyesuaikan selepas masalah berlaku. Berbanding dengan teknologi LTCC dan papan PCB teknologi komponen terkandung, teknologi IPD filem tipis sirkuit terintegrasi, dengan ketepatan tinggi dan boleh diulang tinggi. Keuntungan saiz kecil, kepercayaan tinggi dan kos rendah terikat akan menjadi aliran utama IPD di masa depan. Artikel ini akan memperkenalkan teknologi IPD filem tipis.3. Status pembangunan teknologi komponen pasif terpasang filem tipis Teknologi IPD filem tipis menggunakan proses filem tipis seperti eksposisi-pembangunan-penutup-penyebaran-etching. Proses ini boleh menghasilkan berbagai resisten, kondensator, dan komponen induktan, serta pesawat tanah induktan rendah dan garis transmisi yang menyambung komponen pasif. Struktur filem tipis sesuai untuk Dibuat pada bahan substrat pembawa yang sama, proses tidak hanya perlu memenuhi penunjuk prestasi komponen yang diperlukan, tetapi juga tidak rumit, dan bilangan topeng (biasanya 6 hingga 10) diperlukan. Setiap komponen pasif biasanya menguasai kawasan kurang dari 1 mm2 untuk mampu bersaing dengan komponen diskret teknologi lekap permukaan dalam terma kawasan dan kos. Menurut struktur IPD yang wujud, penghasil pembangunan diperkenalkan sebagai berikut:(1) TelephusThe IPD yang dikembangkan oleh Telephus menggunakan proses tembaga tebal, yang boleh meningkatkan prestasi bagi baris hanya dengan komponen pasif. Kurangkan kos dan kurangkan saiz, seperti penapis dan pembahagi, lapisan logam tembaga tebal (10 mm) dan permukaan yang mengisolasi silikon membolehkan sistem komunikasi tanpa wayar dan modul RF terintegrasi mempunyai prestasi tinggi, dan bahan-k rendah sesuai untuk mengurangi kapasitas parasit antara lapisan logam. (2) Teknologi filem tipis IMECIMEC juga menggunakan tembaga elektroplat sebagai garis sambungan, BCB sebagai lapisan dielektrik, dan lapisan Ni/Au sebagai logam untuk permukaan sambungan akhir, menggunakan hingga 4 lapisan logam. (3) Dai NipponThe IPD resistors developed by Dai Nippon are mainly Ti/Cr, and the capacitors are formed by anodizing to form Ta2O5. Induktor dirancang dengan garis microstrip dan induktor spiral. (4) SyChipThe IPD yang dikembangkan oleh SyChip menggunakan TaSi sebagai bahan perlahan, bahan dielektrik kondensator adalah Si3N4, elektrod atas ialah Al, elektrod bawah ialah TaSi, dan bahan induktor dan sirkuit semua dibuat dari aluminum. Beberapa syarikat menggunakan proses MEMS untuk mengembangkan IPD.4. Struktur dan proses teknologi komponen pasif terpasang filem tipisThe difference between the thin film process and the thick film process lies in the thickness of the resulting film. Secara umum, tebal yang disebut filem tebal adalah lebih dari 5μm~10μm, sementara tebal proses filem tipis adalah kira-kira 0.01 μm~1 μm. Jika proses filem halus digunakan untuk membentuk penahan, kondensator dan induktor pada masa yang sama, proses dan bahan yang berbeza diperlukan untuk membuatnya. Teknologi filem halus dilaksanakan dalam proses penghasilan sirkuit setengah konduktor terintegrasi, dan pembangunan teknologi agak dewasa. Oleh itu, apabila mengintegrasikan proses, hanya perlu memberi perhatian kepada persamaan bahan antara komponen yang berbeza, dan kemudian rancangan proses boleh dicapai. Secara umum, komponen pasif IPD filem tipis boleh dibuat pada substrat yang berbeza disebabkan aplikasi produk yang berbeza. Substrat boleh dipilih dari wafer silikon, substrat keramik alumina, dan substrat kaca. Teknologi komponen pasif terpasang IPD filem-tipis boleh mengintegrasikan resistor filem-tipis,kondensator dan induktor dalam satu, pembangunan teknologi prosesnya, termasuk: teknologi pemprosesan litografi, teknologi pemprosesan depositi filem tipis, teknologi pemprosesan etching, teknologi pemprosesan elektroplating, teknologi pemprosesan tanpa elektroplating. Selain integrasi komponen pasif, proses komponen aktif juga boleh digabung pada wafer silikon untuk integrasi komponen pasif dengan sirkuit komponen aktif untuk mencapai keperluan berfungsi berbilang. (1) Pemproses penentang filem tipis Penegang filem tipis biasanya diproduksi oleh proses sputtering, bahan penentang elektroplat pada substrat isolasi, dan kemudian teknik photoresist dan etching digunakan untuk memproses corak penentang untuk mendapatkan nilai penentang direka. Dalam aplikasi bahan, perlu mempertimbangkan TC