Teknik PCB - Penghasil Substrate Package IC

Substrat pakej IC - Teknologi latar belakang PCB

Dengan trenden pembangunan miniaturisasi, portabiliti, multi-fungsi, konsumsi kuasa rendah dan biaya rendah produk elektronik, teknologi pakej 2D (dua-dimensi) tidak dapat memenuhi keperluan, dan beberapa produk telah mula berkembang dalam arah pakej 2.5D atau 3D. Dalam struktur pakej 2.5D atau 3D, kombinasi papan penyesuaian berdasarkan silikon dan substrat organik adalah cara penting untuk menyedari sambungan antara cip dan cip, cip dan substrat.

Proses penghasilan PCB tradisional bagi substrat penyesuaian TSV adalah seperti ini: 1) membuat lubang buta pada substrat; 2) Lapisan pasif di dinding sisi lubang melalui ditempatkan oleh PECVD pada satu sisi substrat; 3) Melalui lapisan penghalang melekat / penyebaran dinding sisi lubang dan logam lapisan benih telah ditempatkan pada substrat dengan sputtering magnetron satu sisi; 4) Melalui penuhian logam lubang selesai dengan proses elektroplating; 5) Melalui penerbangan logam lubang; 6) logam lubang melalui lubang di belakang substrat terdedah dengan penapisan; 7) Buat wayar logam, pad dan lapisan pelindungnya.

Kaedah persiapan substrat IC pemindahan TSV tradisional mempunyai cacat atau kekurangan berikut:

(1) Persamaan lapisan pasif di dinding sisi lubang dalam yang ditempatkan oleh PECVD adalah lemah. Ketempatan lapisan mengisolasi di bawah lubang dalam hanya kira-kira 1/5 dari yang di atas, dan penutupan lapisan mengisolasi di bawah adalah lemah. Ia mudah untuk menghasilkan cacat yang terus-menerus, yang mempengaruhi kesan pengasingan dan kepercayaan. Ini juga membatasi kemampuan deposisi nisbah lebar kedalaman proses deposisi lapisan pasif;

(2) Kesesuaian lapisan penghalang penyelesaian/penyebaran dan lapisan benih di dinding sisi lubang dalam yang ditempatkan oleh sputtering magnetron adalah lemah. Ketebatan bawah lubang dalam hanya sekitar 1/5 dari yang atas. Penutupan di bawah lubang yang dalam adalah miskin. Ia mudah untuk menghasilkan kesalahan yang terus-menerus dan membawa ke lubang semasa elektroplating, yang serius mempengaruhi kepercayaan lubang melalui. Pada masa ini, kapasitas depositi peralatan magnetron yang paling lanjut adalah kurang dari 15:1, yang mengakhiri kapasitas depositi TSV;

(3) Apabila nisbah aspek lubang dalam adalah 20:1-30:1, ia sukar untuk menyedari proses penuhian elektroplating bebas lubang, dan terbuka besar akan menguasai kawasan pemasangan komponen dan mengurangi kawasan kabel, yang tidak menyebabkan pakej densiti tinggi;

(4) Dihadapi kepada proses penghasilan substrat pemindahan TSV tradisional, kelebihan substrat pemindahan biasanya kurang dari 200 μ m. Ia hanya boleh digunakan sebagai substrat pemindahan dan tidak boleh disambung secara langsung dengan seluruh papan;

(5) Biaya papan penyesuaian TSV adalah tinggi, dan proses pakej adalah kompleks, jadi ia tidak mempunyai keuntungan biaya dalam banyak teknologi pakej;

(6) Plat penyesuaian TSV mempunyai masalah kepercayaan kerana perbezaan fizikal antara silikon dan bahan substrat organik, jadi sukar untuk mengintegrasikan struktur;

(7) Substrat organik biasa boleh memenuhi keperluan pembekalan ketepatan umum, tetapi ia tidak boleh mencapai keperluan pembekalan ketepatan ultra-tinggi (seperti peluncuran balik selatan lebih rendah dari 55um).

Tujuan model utiliti diselesaikan seperti berikut

Struktur substrat pakej ic mengandungi substrat umum, di mana permukaan atas substrat umum disediakan dengan kebanyakan pads I, dan permukaan bawah disediakan dengan kebanyakan pads II,

Ia juga termasuk substrat densiti ultra-tinggi, cip densiti tinggi, cip densiti rendah dan lapisan encapsulasi I. lapisan encapsulasi I diatur pada permukaan atas substrat biasa. Substrat densiti ultra-tinggi terdiri dari beberapa lapisan logam yang mengubah densiti tinggi dan lapisan yang mengubah terpisah secara selektif diantaranya, dan permukaan atas disediakan dengan pad, Dua lapisan atau lebih lapisan logam yang mengubah densiti tinggi terpasang secara selektif secara elektrik satu sama lain, substrat densiti ultra-tinggi dipasang dalam lapisan encapsulasi I, - dan permukaan atas dan pad terdedah dari lapisan encapsulasi I, dan sebahagian dari pad pada permukaan atas substrat densiti ultra-tinggi adalah terhubung sebaliknya dengan cip densiti tinggi, Beberapa elektrod logam luar substrat dicipta diluar kawasan menegak cip densiti tinggi, - permukaan atas sebahagian elektrod logam luar substrat tersambung secara terbalik dengan cip densiti rendah, dan permukaan bawah elektrod logam luar substrat tersambung dengan pad sebahagian I substrat umum melalui lubang buta menembus lapisan pakej I dan logam dalam lubang buta, Sebahagian dari permukaan bawah elektrod logam luar substrat tersambung dengan sebahagian dari pad substrat densiti ultra-tinggi, dan pad II disediakan dengan bump askar. Lebar baris / jarak baris bagi lapisan logam yang mengubah densiti tinggi bagi substrat densiti ultra tinggi bagi model utiliti adalah kurang dari 6 / 6um. Alternatif, lebar baris / jarak baris bagi lapisan logam yang mengubah densiti tinggi bagi substrat densiti ultra tinggi adalah 5 / 5um, 3 / 3um atau 1.8 / 1.8um. Bilangan lapisan bagi lapisan logam yang mengubah densiti tinggi bagi substrat densiti ultra tinggi bagi model utiliti adalah lebih dari lima. Alternatively, the number of layers of the high-density rewiring metal layer of the ultra-high density substrate is 6, 7 and 8. Model utiliti juga mengandungi lapisan encapsulasi II, yang meliputi bahagian yang terdedah dari cip densiti tinggi, cip densiti rendah, substrat densiti tinggi, lapisan encapsulasi I dan elektrod logam luar substrat. Alternatif, ia juga termasuk lubang melalui, lubang melalui menembus lapisan penutup I dan substrat umum, bahagian dalaman lubang melalui dipenuhi logam, dan permukaan bawah bahagian elektrod logam luar substrat tersambung dengan pad bahagian II substrat umum melalui logam dalam lubang melalui.

Kesan keuntungan model utiliti ialah:

1. Struktur substrat pakej densiti campuran model utiliti mengadopsi substrat organik densiti ultra-tinggi selain dari Si interposer, dan ditempatkan ke dalam struktur substrat organik umum untuk menyediakan lebar garis/jarak garis yang lebih kecil dan lebih lapisan lapisan logam yang mengubah densiti tinggi, Jadi untuk mengintegrasikan dan pakej cip ganda densiti tinggi dan cip densiti rendah dalam kawasan pakej yang sama, Ia tidak hanya boleh dengan efektif pendek laluan penghantaran maklumat, tetapi juga menyadari lebih banyak fungsi, kuasa yang lebih tinggi dan lebih banyak petunjuk, yang menyebabkan penghantaran isyarat lebih cepat, untuk menyesuaikan diri dengan peningkatan cepat komponen IC setengah konduktor dalam kelajuan tinggi, - frekuensi tinggi dan kapasitas yang besar, dan mengurangi keseluruhan tebal pakej, Ia adalah teknologi pakej yang berkesan dan fleksibel untuk menyesuaikan kepada banyak aplikasi prestasi tinggi yang terkena oleh ruang;

2. Model utiliti menggunakan keseluruhan ciri-ciri fleksibel substrat densiti ultra-tinggi, meningkatkan kepercayaan pakej, dan menyebabkan peningkatan hasil produk.

3. Di antara mereka: substrat densiti ultra tinggi 10, elektrod logam luar 110, lubang buta 150, melalui lubang 170, substrat biasa 20, pad I 230, pad II 250, bola askar 251, lapisan penyamaran I 310, lapisan penyamaran II 430, cip densiti tinggi 51, cip densiti rendah 53, lapisan penyamaran II 610.

Contoh mod pelaksanaan khusus

Substrat ic umum 20 merujuk kepada bahan asas untuk substrat pakej elektronik penghasilan ic dan papan ibu yang membawa komponen elektronik. Ia mempunyai tiga fungsi untuk memimpin, mengisolasi dan menyokong. Secara umum, substrat adalah plat laminasi lapisan tembaga. Melalui pemprosesan lubang selektif, penapis tembaga kimia, penapis tembaga, penapis, etching, dll., grafik sirkuit diperoleh pada substrat, dan beberapa pads i230 dan beberapa pads 2 250 dibentuk pada permukaan atas substrat umum 20. Secara umum, jarak lebar / garis lapisan logam substrat umum 20 adalah 40/40um, 20/20um dan 8/8um, dan lebar garis / garis jarak boleh dicapai dengan 10/10um dalam situasi had. Struktur substrat pakej model utiliti diatas substrat umum 20 dengan substrat densiti super tinggi 10 mempunyai ciri-ciri fleksibel. Substrat ketepatan ultrahigh 10 terdiri dari beberapa lapisan ketepatan tinggi menyalurkan lapisan logam dan lapisan pengasingan terpisah secara selektif diantaranya. Terdapat sambungan elektrik selektif diantara dua atau lebih densiti yang mengarahkan lapisan logam. Pad penywelding ditetapkan pada permukaan atas substrat densiti-ultra tinggi 10, yang mempunyai ciri-ciri cahaya, kurus, penentangan jatuh dan plasticiti bentuk tinggi. Boleh dilihat bahawa dibandingkan dengan substrat biasa 20, jarak lebar / garis substrat UHD 10 lebih kecil, bilangan lapisan densiti tinggi mengarahkan lapisan logam lebih, dan kawasan unit mengarahkan lapisan logam lebih padat. Oleh itu, ia dipanggil substrat densiti-ultra tinggi 10, yang keseluruhannya tidak lebih dari 100um, yang menyebabkan mengurangi keseluruhan tebal pakej ic.

Substrat pakej bagi model utiliti mengadopsi teknologi pemprosesan aras wafer, tidak perlu menggunakan proses TSV yang rumit, mengelakkan serangkaian masalah seperti proses elektroplating lubang dalam, dan aplikasi substrat ic densiti ultra tinggi fleksibel 10 meningkatkan kepercayaan pakej, yang menyebabkan peningkatan produk.