PCB Блог - Влияние интегрированных пассивных устройств на развитие технологии PCB - панелей

Технология интегрированных пассивных компонентов, разработанная технологией PCB - панелей, может интегрировать множество электронных функций, имеет преимущества миниатюризации и улучшения производительности системы и может заменить массивные дискретные пассивные компоненты. В этой статье в основном описывается развитие интегрированной технологии пассивных компонентов, а также использование технологии пленки IPD для обработки конденсаторов, резисторов и индукторов и обсуждается влияние IPD на развитие технологии PCB - панелей. Введение С развитием электронных технологий, после того, как полупроводник перешел от микронной технологии к нанотехнологии, интеграция активных электронных компонентов значительно улучшилась, и спрос на активные и пассивные компоненты значительно увеличился. Тенденции развития рынка электроники являются легкими, тонкими и короткими. Таким образом, увеличение технологической мощности полупроводников значительно увеличивает количество активных элементов в том же объеме. В дополнение к значительному увеличению количества поддерживающих пассивных компонентов, требуется больше места для размещения этих пассивных компонентов. Таким образом, размеры упаковочного оборудования в целом неизбежно будут увеличиваться, что сильно отличается от тенденций развития рынка. С точки зрения затрат общая стоимость прямо пропорциональна количеству пассивных компонентов. Таким образом, в контексте широкого использования пассивных компонентов, как снизить стоимость и пространство пассивных компонентов и даже улучшить производительность пассивных компонентов, является важной проблемой в настоящее время. Одна из таких тем. Технология IPD (Integrated Passive Devices, Integrated Passive Devices, Интегрированные пассивные устройства) может интегрировать различные электронные функции, такие как датчики, приемопередатчики RF, MEMS, усилители мощности, блоки управления мощностью и цифровые процессоры, чтобы обеспечить компактные интегрированные пассивные устройства. Продукты IPD имеют преимущества миниатюризации и повышения производительности системы. Поэтому, будь то уменьшение размера и веса всего продукта или добавление функций в существующий объем продукта, интеграция технологии пассивных компонентов может сыграть огромную роль. За последние несколько лет технология IPD стала важной реализацией систем в упаковке (SiP), и IPD проложит путь к интегрированной многофункциональности « за пределами закона Мура»; В то же время, обработка PCB - панелей может быть внедрена в технологию IPD, которая может преодолеть растущий разрыв между технологией упаковки и технологией PCB - панелей путем интеграции преимуществ технологии IPD. Технология интегрированных пассивных компонентов IPD развивалась от первоначальной коммерческой технологии до настоящего времени, заменив дискретные пассивные компоненты и неуклонно развиваясь под влиянием таких отраслей, как ESD / EMI.RF, светодиоды высокой яркости и цифровые гибридные схемы.

2. Технология тонкопленочного IPD описывает технологию IPD, которая по технологии может быть разделена на толстопленочный процесс и тонкопленочный процесс. Среди них технология толстых пленок включает в себя низкотемпературную керамическую керамическую LTCC (low temperature co - fired ceramics) с керамической подложкой и PCB, основанную на технологии HDI Embedded Passives (Embedded Passives) с межсоединением печатных плат высокой плотности; А также тонкопленочная технология IPD, использующая обычную полупроводниковую технологию для изготовления схем и конденсаторов, резисторов и индукторов. Технология LTCC, основанная на керамических материалах, встраивает пассивные элементы, такие как конденсаторы и резисторы, в керамическую основу, образуя интегрированные керамические элементы путем спекания, что может значительно уменьшить пространство элемента. Однако с увеличением количества слоев сложность и стоимость изготовления возрастают. Поэтому компоненты LTCC в основном используются в схемах с определенными функциями; Технология PCB - панелей для встроенных элементов HDI обычно используется в цифровых системах, где она подходит только для распределенных сварочных конденсаторов и низкой и средней точности. Сопротивление, из - за уменьшения размера элемента, устройство SMT не может легко обрабатывать слишком маленькие компоненты. Хотя технология встроенных печатных плат зрелая, но характеристики продукта плохие, не могут точно понять допуск, потому что компоненты похоронены в многослойной плате, после проблем трудно заменить или отремонтировать корректировку. По сравнению с технологией LTCC и технологией встроенных компонентов PCB - платы, тонкопленочная технология IPD интегральных схем отличается высокой точностью и повторяемостью. Преимущества его небольшого размера, высокой надежности и низкой стоимости, несомненно, станут основным направлением будущих IPD. В этой статье основное внимание будет уделено тонкопленочной технологии IPD. Развитие технологии тонкопленочных интегрированных пассивных компонентов статус - кво тонкопленочная технология IPD использует тонкопленочные процессы, такие как экспозиция - проявление - покрытие - диффузионное травление. Этот процесс позволяет производить различные резисторы, конденсаторы и индуктивные элементы, а также низкоиндуктивные плоскости заземления и линии передачи, соединяющие пассивные элементы. Структура пленки подходит для изготовления на одном и том же материале подложки носителя, и процесс должен не только соответствовать требуемым показателям производительности и точности детали, но и не быть сложным, а также требует количества масок (обычно от 6 до 10). Каждый пассивный элемент обычно занимает площадь менее 1 мм2, чтобы конкурировать с дискретными элементами технологии установки поверхности по площади и стоимости. Основываясь на существующей структуре IPD, производитель разработки представляет следующее: (1) IPD, разработанный Telephus Telephus, использует процесс толстой меди, который может улучшить производительность линий только с пассивными элементами. Снижение затрат и уменьшение размеров, таких как фильтры и разделители, толстый медный металлический слой (10 мм) и кремниевая изоляционная поверхность, делают беспроводные системы связи и интегрированные RF - модули высокопроизводительными, а материалы с низким k подходят для уменьшения паразитной емкости между металлическими слоями. (2) Технология пленки IMECIMEC также использует гальваническую медь в качестве соединительной линии, BCB в качестве диэлектрического слоя, а слой Ni / Au в качестве металла для конечной соединительной поверхности, используя до четырех металлических слоев. (3) Резисторы IPD, разработанные Dai Nippon, в основном Ti / Cr, конденсаторы образуют Ta2O5 путем анодного окисления. Электрические датчики спроектированы с использованием микроволновых и спиральных индукторов. (4) IPD, разработанный SyChip SyChip, использует TaSi в качестве материала сопротивления, диэлектрический материал конденсатора - Si3N4, верхний электрод - Al, нижний электрод - TaSi, а индукторы и материалы схемы изготовлены из алюминия. Некоторые компании используют процесс MEMS для разработки IPD. Структура и процесс тонкопленочного интегрированного пассивного элемента технология тонкопленочного процесса отличается от технологии толстопленочного процесса толщиной получаемой пленки. Как правило, толщина так называемой толстой пленки превышает 5 Isla m ~ 10 Isla m, в то время как толщина тонкопленочного процесса составляет около 0,01 Isla ~ 1 Isla. Если при использовании тонкопленочного процесса одновременно образуются резисторы, конденсаторы и индукторы, для их изготовления требуются различные процессы и материалы. Технология тонкой пленки применяется в процессе производства полупроводниковых интегральных схем, технологические разработки довольно зрелые. Поэтому при интеграции процесса достаточно обратить внимание на совместимость материалов между различными компонентами, чтобы реализовать технологический дизайн. Как правило, из - за различных применений продукта, тонкопленочные IPD интегрированные пассивные компоненты могут быть изготовлены на разных базовых платах. Подкладка может быть выбрана из кремниевых пластин, глиноземной керамической подложки и стеклянной подложки. Интегрированная технология пассивных компонентов с тонкопленочным IPD может объединять тонкопленочные резисторы, конденсаторы и индукторы, технологические разработки включают: технологию фотолитографии, технологию осаждения пленки, технологию травления, технологию гальванического покрытия, технологию химического покрытия. В дополнение к интеграции пассивных компонентов, процесс активных компонентов также может быть объединен на кремниевых пластинах, интегрируя пассивные компоненты с активными компонентными схемами для достижения многофункциональных требований. (1) Пленковые резисторы обрабатывают тонкопленочные резисторы, которые обычно изготавливаются методом распыления, покрыты электрорезистивным материалом на изоляционной подложке, а затем обрабатываются резистивными рисунками с использованием фоторезиста и травления для получения проектных значений сопротивления. При применении материалов необходимо учитывать TC