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两种埋入元器件的方法
[发布时间]:2011年1月20日 [来源]:电子变压器专辑 [点击率]:6842
【导读】: Tom Adams 最近发展出两种不同的将民用元器件埋入电路板的方法,这两种方法相对于传统的FR4板有很多的优势。那么,它们有何区别,最近发展又如何? 假如你观察近几十年里的电子制造系...

    芯片埋入聚合物工艺从晶圆开始,晶圆薄到50μm,在某些场合甚至小于50μm(图2)。芯片上的绑定焊盘经过修饰,使其与PCB的金属化层相兼容,然后晶圆被切片。

    芯片的基板是一个心板,该心板可能要薄到150μm。芯片被粘合到心板上,需要特别注意的是芯片的平整。

    然后再加一层生成层。该层材料是树脂包覆的铜(RCC),其中树脂厚70μm,铜厚5μm。在处理中,树脂漫延至整个50μm高的芯片,并且铜层表面是非常的平整。这个时候,组装体大约有225μm,或者小于1/4mm。

    再然后通过激光打孔制作出与埋入元器件直接接触的微过孔。这些微过孔电镀上铜,一层阻挡层图形被制作在铜镀层上,通过刻蚀形成导线图形。

    两种工艺的比较

    Chip in Polymer工艺更适合于用在比较小的板上,这种工艺有最小尺寸的限制,因为系统开发者认为如果采用更大的板会产生无法接受的较低的良率。Fraunhofer研究所对板的测试结果令人比较满意:1000小时标准湿度测试下没有失效,在(-55℃~125℃)6000次热循环条件下也没有失效。

    Fraunhofer研究所的研究者正在致力于尽可能地把板做得更薄。在一个项目中,他们通过把BGA器件与特殊制造的陶瓷片状电容埋入在一起而大大提高了BGA器件的性能。在最近,片状陶瓷电容可以做得更小更薄,最小的一款甚至还不到50μm的厚度,可以用在Fraunhofer研究所的设计中,也可以用在一些稍微厚一点的埋入器件设计中。

    一家德国公司已经成功的将埋入元器件做到1mm的厚度,这使得允许使用更多类型的无源器件以及未减薄的硅片。另一家德国公司的一种设计可以使用正常厚度的倒装芯片安装到转接板(interposer)中。然后将这个小的组件翻过来安装在基板上,这时转接板位于顶端,然后涂一层预浸料作为积聚层,之后在转接板上钻出与接触点相通的孔。Fraunhofer研究所的物理学家Ostmann介绍,最后所得到的板相对来说较厚,但是这是在使用常规的设备下做出来的。

    Fraunhoer研究所的Bosch和他的合作者目前正在使用Chip in Polymer 这种方法来开发一种工作在77GHz的车载雷达系统。这个系统将使用100μm间距的SiGe芯片去处理雷达系统的接受和发出信号。之所以选择Chip in Polymer工艺是为了保证较好的性能,低廉的价格和能在严酷条件下工作的能力。Fraunhofer研究所宣布,欧盟将会在短期内设立项目将Chip in Polymer工艺应用到大规模生产中,重在优化供应链。

    Occam工艺的发展稍有不同,因为该公司对工艺的尺寸和材料仅有比较少的指导方针。他们的工作在去年才开始,目前没有方案测试结果和商业应用案例。但是Joe Fjelstad预测完整的原型将会在2008年中期公布。

    一家巴西公司采用Occam工艺为阿根廷空间机构开发出了一个展示板。早期的板已经通过了“抛落测试”。这种埋入板的在严酷工作条件下的工作能力和高的性能使得这种工艺很可能在军事和空间技术上得到应用。

    Joe Fjelstad 认为,Occam工艺可以应用在很多元器件的大型系统的组装中。他指出,如果用户需要,单独的板甚至可以包封在金属中,然后这些模块可以被组装成复杂度更高、功率更大的系统。他建议,可以采用这些模块去组装成体积有一立方尺的超级电脑。

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