Пирогова Е.В.- Проектирование и технология печатных плат (1072331), страница 43
Текст из файла (страница 43)
Сравнительная характеристика некоторых корпусов представлена в табл, 4.35 (46). Поскольку конструкция корпуса ЭРИ и ПМК непосредственно влияет на конструкцию и технологию изготовления ПП, рассмотрим особенности наиболее широко применяемых в настоящее время в ЭА корпусов микросхем подробнее. В настоящее время широко используются микросхемы в пластиковых корпусах ОРР с малым и сверхмалым шагом выводов от 0,4 до 0,25 мм (мелкошаговые); общемировое их потребление постоянно растет.
Число дефектов корпусов ЯРР с шагом 0,5 мм составляет порядка 150 — 200 дефектов на 1 млн (1)енес! рег МП1(оп — РРМ) или 0,005 % брака. Однако установочная площадь корпуса ОРР в несколько раз больше, чем у корпуса РС (см. табл. 4.35). Мпогослогупвге ПП Таблица 4.54. Конструкторскне параметры ПП, нвготовеенных но треннннонной ТНТ-, БМТ- н РРТ-твхнолопв Таблица й55. Срввненне усгеновоеных плоппигей корпусов ПМК с корпусом Г2РР Сегодня основной технологией производства корпусов за рубежом является технология ВОА, что связано с большим количеством каналов ввода/вывода микросхемы.
Различают четыре основных типа корпусов ВОА: пластиковые, керамические ленточные и металлические. В них устранены недостатки корпусов ЯГР (уменьшены размеры, увеличено число контактов и производительность блока). Отмечается значительное увеличение плотности ПП (примерно на 59 %) по сравнению с ЦГР. Кроме того, эти корпуса более прочные, проще в изготовлении, чем мелкошаговые ЯГР. Однако использование корпуса ВОА оправдано, если количество канадов ввода/вывода микросхемы превышает 25б. Для таких компаний, как 1п1е1, ЬБ! Ьой)с, Телах )пз1пипепта и ЧЬЯ Тесйпо1ойу, производящих изделия с мини- или микро-ВОА, с шагом 0,75 мм, происходит сближение понятий между ВОА, мини-ВОА и микро-ВОА.
Поэтому важно отметить, что возможности ТП изготовления и аппаратной части для ВОА позволяют уменьшить шаг до 0,5 мм и менее. Число дефектов корпусов ВОА составляет около 3 — 10 ОРМ (на 1 млн). Для монтажа корпусов ВОА плотность межслойных переходов должна быть не менее 310 переходов/см'. 224 Глава 4. Коиапрукци» и методы изготовлении неоатних неат Корпуса СБР, известные так же как микро-ВОА или мини-ВОА, представляют собой промежуточную ступень между ВОА и перевернутым кристаллом (флип-чип). Сборка СБР представляет собой установку бескорпусного кристалла обратной стороной непосредственно на ПП, используя адгезив на основе эпоксидной смолы.
После сборки выполняется присоединение золотой (термозвук), либо алюминиевой (ультразвук) проволокой контактной площадки каждого вывода к ПП. Затем проводится контроль, после которого компоненты и проводящие соединения полностью заливаются эпоксидной смолой. К техническим проблемам установки бескорпусного компоновочного узла кристалла на ПП относится большое различие в ТКЛР (соеН)с!еп! о( !бетша! ехрапз1оп — СТЕ) кристалла и ПП. ТКЛР кремниевого кристалла составляет (2,5...3) 10 ' С ', а стандартной ПП вЂ” (16...20) 10 С '.
Следовательно, место сопряжения чипа и ПП является потенциальным источником отказов, которое подвергается относительно высоким температурам не только при креплении кристалла, но и при включении и выключении устройства, при которых он также может подвергаться множественным температурным циклам. В результате чего в месте сопряжения могут создаваться остаточные напряжения. Основные компании по сборке полупроводников, включая Аког/ Апаш, БТАТБ, АБЕ, !и!е!, ЕБ! 1ол!с, Техаз 1пзгпипепгз и Ма!ядвига, в настоящее время осуществляют массовый выпуск СБР и в некоторых случаях цены на эти корпуса соизмеримы с ценами на РВОА.
Размер корпуса СБР обычно превышает размер самого кристалла не более чем на 20% Наибольшее применение корпуса СБР нашли в микросхемах памяти (особенно флэш), управления (аналого-цифровые преобразователи, микроконтроллеры, логические схемы с малым количеством каналов ввода/вывода), цифровой обработки, а также в микросхемах специального назначения (АЯС) и микропроцессорах.
Однако широкое применение СБР ожидается через несколько лет, вследствие недостаточной их надежности и конкурентоспособной цены в настоящее время. Перед креплением кристалла в корпус СОВ моделируют остаточные напряжения, которые могут возникнугь в месте сопряжения кристалла с ПП, для определения адгезива с соответствующими свойствами и толщины, необходимой для поглощения напряжений. Причинами снижения надежности СОВ являются проволочное соединение кристалла с ПП, термообработка и охлаждение герметика, в результате которых могут возникнуть температурные напряжения между герметиком и кристаллом и герметиком и ПП.
В перевернугом кристалле (флип-чип — Н!р сИр — РС) достигнута наивысшая плотность монтажа корпуса. Кристалл крепится лицевой стороной вниз, используя капли припоя или проводящих полимеров, непосредственно на ПП. Эта технология является наиболее компактной из всех новых технологий (корпус занимает всего 13 % плошади эквивалентного корпуса ()РР). Преимущества флип-чипа: ° экономия места на ПП (малая установочная плошадь); ° незначительная высота и масса; е сокращение длины соединений, что улучшает электрические параметры; ° уменьшение 'числа соединений, что сокращает количество мест потенциальных отказов.
Недостатки флип-'(ипа: ° необходимость высокой плотности рисунка схемы ПП под посадочное место для флип-чипа, что повышает стоимость ПП; ° большие затраты на технологию прикрепления полусферических выводов к кристаллу; е сложность подбора флюса и адгезивов в зависимости от вида флип-чипа и подложки; ° сложность ремонта ПП с их применением; ° низкий уровень выхода годных флип-чипов; ° сложность распределения тепловой энергии для обеспечения надежности ФУ. Флип-чипы применяют в устройствах: ° с низким числом каналов ввода/вывода — электронные часы и автомобильная электроника (до 60 %); ° со средним числом каналов ввода/вывода — драйверы дисплеев, модули формата РСМС1А и в компьютерной технике большого формата; ° с числом каналов ввода/вывода от 2000 и выше применяют значительно реже, так как в них используют кристаллы только высокой степени надежности, монтируемые, как правило, на керамические подложки.
Кроме того, возможно применение корпусированных флип-чипов, монтируемых на ПП (РСОВ). Компания Нех1гоп(сз запатентовала многокристальный блок, в котором до четырех чипов памяти, расположенных друг на друге, можно размещать на многокристальном модуле. В технологии ТАВ кремниевые кристаллы крепятся к полимерному ленточному носителю, на котором сформированы внутренние соединения выводов чипа.
Присоединение выводов чипа к ПП осуществляется при по- моши внешних выводов пайкой горячим газом или лазерной микросваркой. Для монтажа кристаллов на ленточном носителе (ТАВ) плотность межслойных переходов ПП должна составлять порядка 110 переходов/см'. Чаще всего из рассмотренных корпусов используются ВОА и СБР, коммугация вводов/выводов которых является трудной задачей. Если необходимая плотность связей для корпусированных микросхем в 1-, 2-, 3- и 4-м типах корпусов должна быть порядка 60... 100 см/см', то для микросхем в микрокорпусах она составляет 300...500 см/см' [21. Тенденции развития корпусов ЭРИ: большое число выводов (более 1000) и малый шаг их расположения (0,3, 0,4, 0,5 и более) мм, которые приводят к увеличению числа межсоединений в ЭА, новые способы упаковки кристаллов и новые способы формирования контактных соединений корпуса ЭРИ с ПП вЂ” все это требует соответствующих технических характеристик ПП, как средства коммутации, постоянного увеличения плотности печатного монтажа, разработки новых конструкций ПП, ТП их изготовления, базовых и расходных материалов.
В Щффффа х 1ййл~ььа 22б Глава 4. Хвисиг)гуилии и методы изгвигввлеиии иечвииият идити Переход от технологии сквозных отверстий на ПП к поверхностном) монтажу не случаен, он связан с тем что переходные металлизированные отверстия в том числе и сквозные могут занимать до 20...30 % плошади ПП и препятствовать увеличению числа проводников в слое.
Если же идти по пути уменьшения диаметра отверстий и отказаться от контактных площадок, что связано с большими техническими и экономическими трудностями, то минимальное значение диаметра отверстия, полученного механическим сверлением составит порядка 0,15 мм. Поэтому разработаны конструкции и технологии изготовления ПП с глухими межслойными переходами, в которых формирование микросоединений производят лазерным сверлением, фотолитографией или плазменным «сухим» травлением. Для монтажа ПМК, крепление и самоцеитрирование которых осуществляется за счет расплавления припойной пасты на контактных площадках определенной формы и размеров, необходимо изготовить ПП не хуже 4-го класса с паяльной маской и повышенными требованиями к неровности поверхности, а для монтажа ПМК в микрокорпусах с малым шагом выводов необходимы высокоплотные ()вй)з ()епз)(у рпп(ед с)гсш() МПП с проводниками менее 50 мкм, шириной контактных площадок менее 100 мкм и микропереходами диаметром 0,1...0,2 мм.
В конструкциях МПП для высокоинтегрированной элементной базы глухие микропереходы (микроотверстия) выполняют между наружным и ближайшими внутренними слоями (в перераспределительных слоях), а сквозные скрытые межслойные отверстия размещают между внутренними слоями МПП (рис. 4.43).
В перераспределительных слоях расположены проводники, которые соединяют вьгволы микросхем, припаянные к контактным площадкам наружного слоя, с проводниками внутренних слоев. 5 б 4 г 4 а б Рвс. 4.43. Поперечный разрез ПП с мнкроотверстнямн, наготовленной по технологии наращнвання перераспределительных слоев (Впйб-ор-Тесвпо)оау): а — четырехслойная структура ПП; б — щестнслойная структура ПП; А — металлнзнрованное сквозное отверстие;  — глухой мнкропереход (Ьйепб щ)сгот)а); С, () — скрытые мнкропереходы (Ьппеб писгот)а); Š— межслойный переход; ) — наращиваемые слои; г — мнкроотверстня; 5 — двусторонний стержневой слой; 4 — сигнальный проводник; 5 — контактная площадка; б — скрытые резисторы Эти технологии называются технологиями наращивания (Вшй-ир (ес))по!ойу).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
