ABF-alusta: Materiaalit, valmistusprosessi, sovellukset ja piirilevyjen integrointi
ABF-substraattiteknologiasta on tullut yhä tärkeämpää puolijohdepakettien siirtyessä kohti suurempia I/O-määriä, pienempiä yhteenliitäntägeometrioita, suurempia pakkauskokoja ja suurempia sähköisiä suorituskykyvaatimuksia.
Tämän teknologian keskiössä on ABF eli Ajinomoto Build-up Film , orgaaninen dielektrinen materiaali, jota käytetään laajalti edistyneissä koteloalustoissa. Toisin kuin perinteinen FR-4-piirilevy, ABF-pohjainen koteloalusta on suunniteltu muodostamaan erittäin tiheä sähköinen rajapinta puolijohdepiirin tai -kotelon ja järjestelmätason piirilevyn välille.
Tällä erolla on merkitystä. ABF-substraattiteknologia ei ole vain yksi piirilevylaminaattityyppi. Se kuuluu paljon lähemmäksi elektroniikan valmistusketjun puolijohdepakkauspuolta.
Insinööreille, jotka arvioivat edistyneitä laskenta-, verkko-, tekoäly-, kiihdytin-, prosessori- tai muita suuren I/O-arvon sovelluksia, on tärkeää ymmärtää ABF-eristemateriaalien, IC-alustojen, pakettien yhteenliitäntöjen, HDI-rakenteiden ja järjestelmätason piirilevyjen välinen suhde.
Mikä on ABF-alusta?
ABF on lyhenne sanoista Ajinomoto Build-up Film , joka on dielektrinen kalvoteknologia, joka on kehitetty tiheiden puolijohdepakkaussovellusten käyttöön.
ABF-substraatti koostuu yleensä ydinrakenteesta, johon on yhdistetty useita eristekerroksia ja kupariliitäntäkerroksia. Näiden kerrosten sisään on muodostettu ohuita kuparijohtimia ja mikroreikiä, jotka luovat tiheän reitityksen puolijohdekotelon ja ulkoisen piirilevyn välille.
Tämä rakenne eroaa perustavanlaatuisesti perinteisestä monikerrospiirilevystä.
Perinteinen piirilevy optimoidaan yleensä mekaanisen kestävyyden, valmistettavuuden, sähköisen suorituskyvyn, lämpövaatimusten ja kustannusten ympärille emolevytasolla. ABF-koteloalustan on sitä vastoin mahduttava erittäin tiheisiin liitäntöihin välittömästi puolijohdelaitteen vieressä.
Alusta toimii siis sähköisenä ja mekaanisena siltana kahden hyvin erilaisen ympäristön välillä:
→
ABF-pakkausalusta
→
Järjestelmätason piirilevy
Tämä välittäjärooli on syy siihen, miksi ABF-teknologia on läheisesti sukua IC-substraattiteknologialle eikä tavalliselle piirilevyjen valmistukselle.
Miksi ABF:ää käytetään edistyneissä IC-pakkauksissa?
ABF:n tärkein merkitys on se, että edistyneet puolijohdepaketit vaativat yhteenliitäntätiheyksiä, joita perinteiset piirilevytekniikat eivät pysty tehokkaasti tarjoamaan.
Nykyaikaiset prosessorit, näytönohjaimet, tekoälykiihdyttimet, verkkolaitteet ja muut suuren I/O-arvon omaavat puolijohdepakkaukset voivat sisältää erittäin suuren määrän sähköliitäntöjä suhteellisen pienellä pakkauksella.
Pakkausalustan on siis tarjottava:
- Hienoviivainen kuparireititys
- Korkea yhteenliittämistiheys
- Useita kerroskerroksia
- Laserilla muodostetut mikroläpiviennit
- Kontrolloitu dielektrinen paksuus
- Vakaat sähköiset ominaisuudet
- Luotettavat kupari-dielektriset rajapinnat
- Hallittu ulottuvuuskäyttäytyminen
- Yhteensopivuus puolijohdepakkausprosessien kanssa
ABF-rakenteet mahdollistavat reititystiheyden lisäämisen sekä pystysuunnassa että vaakasuunnassa.
Sen sijaan, että yritettäisiin reitittää jokainen yhteys perinteisen paksun piirilevyrakenteen läpi, insinöörit voivat rakentaa lisää dielektrisiä ja kuparikerroksia ydinsubstraatin ympärille ja käyttää mikroreikiä vierekkäisten kerrosten yhdistämiseen.
Tämä lähestymistapa mahdollistaa paljon suuremman reititystiheyden rajoitetussa pakkauskoossa.
Tulos on erityisen arvokas puolijohdelaitteille, joissa kotelon I/O-tiheydestä on tullut yksi suurimmista rajoituksista koko järjestelmäarkkitehtuurille.
ABF-alusta vs. perinteinen piirilevy
On tärkeää olla käyttämättä termejä ABF-piirilevy ja ABF-pakkausalusta keskenään.
Vaikka molemmat käyttävät kuparijohtimia ja dielektrisiä materiaaleja, niiden suunnittelutavoitteet ja valmistusvaatimukset ovat erilaiset.
| Ominaisuus | Perinteinen piirilevy | ABF-pakkausalusta |
|---|---|---|
| Ensisijainen rooli | Järjestelmätason yhteenliittäminen | Puolijohdepakettien yhteenliitäntä |
| Tyypillinen reititystiheys | Alhaisesta korkeaan | Erittäin korkea |
| Yhteenliittämisasteikko | Piirilevytaso | Pakettitaso |
| Microvias | Yleinen HDI-malleissa | Rakenteiden rakentamisen perusta |
| Rivi/väli | Sovelluksesta riippuvainen | Yleensä paljon hienompi |
| Paketin I/O-tiheys | Kohtalainen tai korkea | Todella korkea |
| Valmistuksen painopiste | Hallitustason luotettavuus ja kustannukset | Hieno geometria, pakkauksen saanto ja sähköinen suorituskyky |
| Tyypilliset sovellukset | Teollisuus, autoteollisuus, televiestintä, kulutuselektroniikka | CPU:t, GPU:t, tekoälykiihdyttimet, ASIC-piirit ja edistyneet verkkolaitteet |
Perinteinen piirilevy voi yhdistää prosessorin, muistin, virtapiirit, liittimet ja muut komponentit suhteellisen suuren piirilevyn yli.
ABF-kotelosubstraatti suorittaa eri tehtävän: se tarjoaa erittäin tiheän yhteenliitännän välittömästi puolijohdekotelon alle tai ympärille.
Tämä ero selittää myös, miksi teknologiat esiintyvät usein yhdessä kehittyneissä elektronisissa järjestelmissä.
Miten ABF-kerrosrakenteet toimivat
Yksinkertaistettu ABF-substraattirakenne voidaan ymmärtää ytimen ympärille rakennettujen dielektristen ja kuparikerrosten sarjana.
Valmistuskonsepti sisältää yleensä useita päävaiheita:
Tarkka prosessivirta vaihtelee alustan arkkitehtuurin, valmistajan kyvykkyyden, suunnittelusääntöjen ja pakkausvaatimusten mukaan.
Dielektrinen kertyminen
ABF-kalvo muodostaa eristävän kerroksen johtavien kuparirakenteiden väliin.
Dielektrisen aineen on tarjottava vaaditut sähköiset ominaisuudet samalla, kun se tukee hienojakoista valmistusta ja luotettavaa yhteenliitäntää.
Kunkin dielektrisen kerroksen paksuus ja ominaisuudet vaikuttavat reititysgeometriaan muodostumisen, impedanssikäyttäytymisen, kapasitanssin ja mekaanisten ominaisuuksien kautta.
Laser-mikroläpiviennit
Yksi edistyneiden rakennusalustojen määrittävistä ominaisuuksista on laserilla muodostettujen mikroreikien käyttö.
Toisin kuin suuret perinteiset läpireiät, mikroläpiviennit voivat yhdistää vierekkäisiä kerrosrakenteita huomattavasti pienemmällä alueella.
Tämä sallii reitityskanavien kulkea tiheästi asuttujen pakettialueiden läpi.
Mikrovia-geometria, laskeutumisalustan mitat, kuparipinnoituksen laatu ja kohdistustarkkuus ovat siksi kriittisiä substraatin saannon kannalta.
Aiheeseen liittyvän piirilevytekniikan osalta tiheiden yhteenliitäntöjen piirilevyrakenteiden oppaamme tarjoaa hyödyllistä taustatietoa siitä, miten pienet pystysuuntaiset yhteenliitännät lisäävät reititystiheyttä.
Kuparimetallointi
Dielektrisen muodostuksen ja laserporauksen jälkeen on luotava johtavia kuparirakenteita.
Valmistusprosessista riippuen siemenkerroksen muodostus, kemiallinen kupari, galvanointi ja kuviointiprosessit voidaan yhdistää vaaditun johtavan geometrian aikaansaamiseksi.
Kehittyneillä substraattimitoilla prosessinohjauksesta tulee yhä tärkeämpää, koska suhteellisen pienet vaihtelut kuparin paksuudessa, viivan leveydessä, välistyksessä tai kohdistuksessa voivat vaikuttaa sähköiseen ja valmistuksen suorituskykyyn.
ABF-alustojen valmistuksen haasteet
ABF-alustojen valmistus on huomattavasti vaativampaa kuin perinteisten monikerrospiirilevyjen valmistus.
Vaikeus ei johdu yhdestä prosessista. Se johtuu erittäin hienojen geometrioiden, useiden rakennusjaksojen, materiaalin käyttäytymisen, kuparin työstön, laserporauksen, rekisteröinnin, tarkastuksen ja saannonhallinnan vuorovaikutuksesta.
Hienoviivainen kuviointi
Kun viivanleveydet ja -välit pienenevät, pienistä vaihteluista tulee suhteellisesti merkittävämpiä.
Perinteisellä piirilevyllä merkityksetön prosessivaihtelu voi muuttua mahdottomaksi hyväksyä, kun johtimen geometriaa mitataan paljon pienemmässä mittakaavassa.
Siksi valmistajat tarvitsevat tarkasti kontrolloituja kuvantamis-, pinnoitus-, etsaus-, rekisteröinti- ja tarkastusprosesseja.
Tasosta kerrokseen -rekisteröinti
Jokainen ylimääräinen kerros tuo mukanaan uuden kohdistusvaatimuksen.
Mikroläpiviennin on laskeuduttava oikein alla olevaan kuparielementtiin, ja ylemmän reitityskuvion on myös oltava linjassa ympäröivän rakenteen kanssa.
Rekisteröintivirheitä voi siis kertyä koko valmistusprosessin ajan.
Luotettavuuden kautta
Mikroputkien on ylläpidettävä luotettavia sähköisiä ja mekaanisia liitoksia myöhemmän prosessoinnin ja käytön aikana.
Huono läpivientireikien muodostus, riittämätön kuparin kerrostuminen, tyhjät kohdat, halkeamat tai liiallinen jännitys voivat pahentaa luotettavuusongelmia.
Laserporauksen, tahmeuden poiston, siementen muodostumisen, pinnoituksen ja sitä seuraavien lämpösyklien välistä suhdetta on siksi valvottava huolellisesti.
Materiaalin ja mittapysyvyys
Pakkausmateriaalit altistuvat mekaanisille ja lämpörasituksille valmistuksen, kokoonpanon ja käytön aikana.
Lämpölaajenemiskertoimen, kosteuskäyttäytymisen, dielektristen ominaisuuksien, kuparin jakautumisen ja kerrosrakenteen erot voivat vaikuttaa mittapysyvyyteen ja pakkauksen luotettavuuteen.
Tästä syystä materiaalivalintaa ei voida erottaa koko alustarakenteesta.
ABF-alusta ja HDI-teknologia
ABF-alustoilla ja HDI-piirilevyillä on useita yhteisiä tärkeitä valmistusperiaatteita, mutta niitä ei pidä käsitellä identtisinä teknologioina.
Molemmat voivat käyttää:
- Dielektristen kerrosten muodostuminen
- Laserporaus
- Microvias
- Hienoviivainen kupari
- Jaksottainen käsittely
- Tiheä reititys
ABF-kotelointialusta toimii kuitenkin puolijohdekotelointitasolla, jossa yhteenliitäntätiheys ja mittavaatimukset voivat olla huomattavasti vaativampia.
HDI-teknologia on edelleen erittäin merkityksellinen emolevyjen puolella.
Esimerkiksi huippuluokan tietokonejärjestelmä voi sisältää:
Edistynyt paketti→
ABF-substraatti→
Suuritiheyksinen piirilevy→
Järjestelmäelektroniikka
Pakkausalustan ja järjestelmäpiirilevyn on siksi toimittava yhdessä sähköisesti ja mekaanisesti.
Tämä on yksi syy siihen, miksi edistyneet piirilevyvalmistajat tarvitsevat yhä enemmän asiantuntemusta tiheiden rakenteiden valmistuksessa perinteisen monikerrosvalmistuksen sijaan.
Peräkkäinen rakentaminen on erityisen tärkeää monimutkaisia HDI-rakenteita suunniteltaessa. Insinöörit voivat oppia lisää tästä lähestymistavasta HDI-piirilevyjen pinoamissuunnittelua käsittelevästä artikkelistamme.
ABF-alustojen sähköinen suorituskyky
ABF-alustan valinta ei koske pelkästään fyysistä reititystiheyttä.
Sähköisestä suorituskyvystä tulee yhä tärkeämpää, kun pakettiliitännät tukevat suurempia tiedonsiirtonopeuksia ja suurempia signaalimääriä.
Dielektriset ominaisuudet
Dielektrisen järjestelmän dielektrinen vakio ja häviöominaisuudet vaikuttavat signaalin etenemiseen, kapasitanssiin, impedanssiin ja häviöön.
Asiaankuuluvat ominaisuudet on arvioitava yhdessä todellisen pakkausrakenteen kanssa eikä niitä tule käsitellä erillisinä materiaalinumeroina.
Signaalin eheys
Lyhyet yhteenliitännät eivät automaattisesti poista signaalin eheysongelmia.
Suurilla tiedonsiirtonopeuksilla pakettien jäljet, läpiviennit, siirtymät, referenssitasot ja piirilevyliitännät voivat kaikki vaikuttaa seuraaviin:
- Väliinkytkemisvaimennus
- Return menetys
- Crosstalk
- Ajatukset
- vinossa
- Impedanssin epäjatkuvuudet
Pakkausalusta muodostaa siis osan täydellistä suurnopeuskanavaa.
Kun signaali poistuu pakkausalustasta ja saapuu järjestelmän piirilevylle, piirilevyn pinoamisen ja materiaalijärjestelmän on edelleen tuettava sähköisiä vaatimuksia.
Järjestelmätason sovelluksissa insinöörit voivat tutustua nopeaa piirilevyjen valmistusta ja nopeaa piirilevymateriaalia koskeviin resursseihimme.
Tehon eheys
Kehittyneet prosessorit ja kiihdyttimet voivat myös luoda vaativia virransyöttövaatimuksia.
Pakkausalustan on oltava riittävän tukeva tiheille virta- ja maadoitusliitännöille samalla, kun se säilyttää hyväksyttävän sähköisen ja lämpöteknisen suorituskyvyn.
Tästä tulee erityisen tärkeää suurteholaskentajärjestelmissä, joissa prosessorin tehotiheys, nopeat liitännät, muistin kaistanleveys ja lämpösuunnittelu ovat tiiviisti yhteydessä toisiinsa.
ABF-alustojen sovellukset
ABF-substraatteja käytetään pääasiassa edistyneissä puolijohdepakkauksissa, joissa vaaditaan suurta yhteenliitäntätiheyttä.
CPU:t ja GPU:t
Suorituskykyiset prosessorit vaativat suuren määrän pakettiliitäntöjä ja tiheää alustan reititystä.
ABF-pohjaiset pakkausalustat voivat tarjota puolijohdepakkauksen ja ulkoisen järjestelmän välille tarvittavan hienon yhteenliitäntärakenteen.
AI-kiihdyttimet
Tekoälytietokoneiden laitteisto asettaa huomattavia vaatimuksia prosessorin I/O:lle, muistiliitännöille, virransyötölle ja nopealle tiedonsiirrolle.
Kiihdytinarkkitehtuurien monimutkaistuessa pakettitason yhteenliitäntätiheydestä tulee yhä tärkeämpää.
Ulkoisen piirilevyn on sitten tarjottava asianmukaiset sähköiset, mekaaniset, lämpö- ja teho-ominaisuudet pakkauksen ympärille.
Verkko- ja datakeskuslaitteisto
Nopeat kytkentä- ja verkkolaitteet voivat vaatia tiheitä pakettien yhteenliitäntöjä sekä vaativaa emolevyn reititystä.
Pakettialustan ja piirilevyn on toimittava yhdessä signaalin eheyden säilyttämiseksi koko kanavalla.
ASIC- ja mukautetut laskentalaitteet
Sovelluskohtaisilla integroiduilla piireillä voi olla erittäin räätälöityjä pakkausvaatimuksia.
Alusta-arkkitehtuurin on ehkä otettava huomioon tiettyjä I/O-järjestelyjä, tehoalueita, nopeita rajapintoja ja mekaanisia rajoituksia.
Chiplet-pohjaiset arkkitehtuurit
Siruarkkitehtuurit asettavat lisävaatimuksia pakettien yhteenliitännöille, koska useat puolijohdepiirit voivat kommunikoida yhteisen pakettirakenteen kautta.
Pakettiarkkitehtuurien kehittyessä alustasta tulee yhä tärkeämpi osa koko yhteenliitäntäjärjestelmää.
ABF-alusta ja BGA-pakkaus
ABF-teknologia on läheisesti kytköksissä edistyneisiin pakettirakenteisiin, mukaan lukien korkean I/O-arvon omaavat BGA-tyyppiset pakkaukset.
Pakkausalusta jakaa signaalit puolijohdepiiristä ulkoisiin pakkausliittimiin, jotka voidaan sitten kytkeä järjestelmän piirilevyyn.
Tämä luo useita yhteenliittymistasoja:
Pakkausalusta→
Pakettiterminaalit→
Piirilevytyynyt→
PCB-reititys
Näiden tasojen välinen siirtymä on suunniteltava huolellisesti.
Tämän rajapinnan piirilevytason puolella työskenteleville insinööreille BGA-alustojen ja kotelorakenteiden ymmärtäminen on hyödyllistä.
Kun BGA-kotelo on asetettu emolevylle, juotosliitoksen geometria, juotosalustojen suunnittelu, lämpöprofiili, komponenttien sijoittelu ja tarkastus tulevat myös tärkeiksi.
Piirilevyn suunnittelu ABF-pohjaisen kotelon ympärille
Järjestelmän piirilevy on suunniteltava täydentämään pakettia sen sijaan, että pakettia käsiteltäisiin erillisenä komponenttina.
Viuhkareitti ja pakoreitti
Paljon I/O:ta sisältävät paketit voivat luoda erittäin tiheitä pakoreittialueita.
Piirilevysuunnittelijan on ehkä yhdistettävä hienojakoista BGA-reititystä, läpivientireikiä padissa -rakenteita, mikroreikiä, haudattuja läpivientejä ja huolellisesti suunniteltuja kerrosjärjestelyjä.
Tavoitteena ei ole vain sovittaa kaikkia liitäntöjä piirilevylle. Reititysarkkitehtuurin on myös säilytettävä valmistettavuus ja sähköinen suorituskyky.
Pinottava valinta
Piirilevyjen pinoaminen vaikuttaa:
- Signaalin impedanssi
- Vertailutason jatkuvuus
- Sähkönjakelu
- Crosstalk
- Terminen käyttäytyminen
- Arkkitehtuurin kautta
- Valmistuksen monimutkaisuus
Nopeiden prosessori- ja verkkokorttien kohdalla siirtyminen pakkauksesta piirilevylle tulisi ottaa huomioon pinoamiskehityksen aikana.
Tehonsäästö
Suuret prosessorit ja kiihdyttimet saattavat vaatia huomattavaa virransyöttöä suhteellisen pienten pakkausalueiden läpi.
Piirilevy tarvitsee siksi sopivan tehotasorakenteen, kuparijakauman, läpivientijärjestelyn, irtikytkentästrategian ja lämpösuunnittelun.
Valmistustoleranssit
Erittäin monimutkainen pakkausliitäntä voi tehdä piirilevyjen valmistuksesta herkemmän toleranssien kertymiselle.
Juotospintojen mitat, juotosmaskin kohdistus, läpivientien sijoittelu, kuparin paksuus, poraustarkkuus ja kerrosten kohdistus on kaikki tarkistettava todellista valmistuskapasiteettia vasten.
Perusteellinen piirilevysuunnittelun ja -valmistuksen arviointi voi tunnistaa valmistettavuusongelmat ennen tuotannon aloittamista.
ABF-alusta vs. muut IC-alustatekniikat
ABF ei ole ainoa puolijohdealustoille käytetty materiaali tai rakenne.
Eri pakkaustyypit voivat vaatia erilaisia alustatekniikoita.
Sopiva valinta riippuu tekijöistä, kuten:
- I/O-määrä
- Pakkauskoko
- Reititystiheys
- Signaalin nopeus
- Lämpövaatimukset
- Kustannustavoite
- Mekaaniset rajoitukset
- Tuotanto määrä
- Puolijohdepakkausarkkitehtuuri
ABF yhdistetään erityisesti edistyneisiin, tiheisiin orgaanisiin alustoihin, mutta muut alustamenetelmät voivat olla sopivampia eri pakkausluokille.
Siksi substraatin valinnan tulisi alkaa pakkauksen arkkitehtuurista ja sähköisistä vaatimuksista sen sijaan, että yksinkertaisesti valittaisiin edistynein saatavilla oleva materiaali.
ABF-alustan luotettavuusnäkökohdat
Luotettavuus on arvioitava koko pakkauksen ja piirilevyn osalta.
Lämpöpyöräily
Toistuvat lämpötilan muutokset aiheuttavat mekaanisia jännityksiä, koska eri materiaalit laajenevat ja supistuvat eri nopeuksilla.
Siksi pakkausalusta, puolijohdepakkaus, juotokset ja piirilevy on arvioitava yhdistettynä rakenteena.
Kosteus
Orgaaniset dielektriset materiaalit voivat olla vuorovaikutuksessa kosteuden kanssa, mikä voi vaikuttaa prosessointikäyttäytymiseen ja luotettavuuteen.
Kosteuden käsittely- ja varastointiolosuhteita on siksi valvottava materiaalin ja pakkausprosessin vaatimusten mukaisesti.
Microvian luotettavuus
Mikrovia-rakenteiden on pysyttävä sähköisesti ja mekaanisesti luotettavina valmistuksen ja käytön aikana tapahtuvan lämpökierron aikana.
Kuparin laatu geometrian, pinnoituksen, dielektristen rajapintojen ja lämpöjännityksen kautta vaikuttaa kaikki suorituskykyyn.
Pakkauksen ja piirilevyn välinen luotettavuus
Vaikka ABF-alusta itsessään toimisi oikein, koko kokoonpanossa voi silti esiintyä vikoja pakkauksen ja piirilevyn rajapinnassa.
BGA-juotosliitokset, piirilevyn vääntyminen, lämpötilojen epäsuhta, kokoonpanoprofiili ja mekaaninen kuormitus voivat kaikki vaikuttaa kenttätyön luotettavuuteen.
BGA-sovelluksissa insinöörit voivat myös tarkastella BGA-piirilevyjen kokoonpanoa ja siihen liittyviä tarkastus- ja juotosliitosten huomioitavia asioita koskevia tietojamme.
ABF-alustaprojektin arviointi
ABF:ään liittyvää projektia arvioitaessa on hyödyllistä jakaa vaatimukset neljään tasoon.
1. Puolijohdepakkauksen vaatimukset
- Suulakkeen koko
- I/O-määrä
- Paketin mitat
- I/O-jako
- Tehovaatimukset
- Nopean liitännän vaatimukset
- Pakettiarkkitehtuuri
2. Alustan vaatimukset
- Ytimen rakenne
- Kerroskerrosten lukumäärä
- Dielektrinen järjestelmä
- Minimi rivi/väli
- Mikrovia-mitat
- Tyynyjen mitat
- Kuparin paksuus
- Pintakäsittely
- Rekisteröintivaatimukset
- Vääristymisen vaatimukset
3. Järjestelmän piirilevyn vaatimukset
- Piirilevyn kerrosmäärä
- Pinota
- Materiaalijärjestelmä
- Hallittu impedanssi
- BGA-pakostrategia
- Rakenteen kautta
- Kuparin paino
- Lämpövaatimukset
- Sähkönjakelu
- Pintakäsittely
4. Asennusvaatimukset
- BGA-komponenttien tekniset tiedot
- Juotospasta
- Sapluunan suunnittelu
- Reflow-profiili
- AOI-vaatimukset
- Röntgentarkastus
- Sähköinen testaus
- Uudelleenkäsittelyvaatimukset
- Jäljitettävyys
Näiden neljän tason erottaminen toisistaan helpottaa ongelman alkuperän tunnistamista.
Pakettitason ongelmaa ei pitäisi automaattisesti käsitellä piirilevyn valmistusongelmana, eikä piirilevyn tason reititysrajoitusta pitäisi automaattisesti selittää ABF-substraatilla.
ABF-alusta edistyneen elektroniikan valmistusketjussa
ABF-teknologia havainnollistaa, miten puolijohdepakkausten ja piirilevyjen valmistus ovat yhä enemmän yhteydessä toisiinsa.
Nykyaikainen suurteholaskenta-alusta voi sisältää useita valmistusteknologioita:
Edistyksellinen pakkaus→
ABF-pakkausalusta→
BGA / pakettien yhteenliitäntä→
Suuritiheyksinen piirilevy→
PCB -kokoonpano
Jokaisella vaiheella on omat tekniset vaatimukset, mutta niiden välisten sähköisten ja mekaanisten rajapintojen on pysyttävä yhteensopivina.
Piirilevyvalmistajille tämä tarkoittaa, että puolijohdepakkausten ymmärtäminen on yhä arvokkaampaa, vaikka varsinainen tuotantovastuu keskittyisi järjestelmätason piirilevyyn.
Piirilevy ei ole enää vain passiivinen alusta prosessorin ympärillä. Se muodostaa osan kokonaisvaltaista sähköistä, lämpö- ja mekaanista arkkitehtuuria.
Miksi DFM on tärkeä ABF:ään liittyvissä piirilevyprojekteissa
ABF-pohjaiset paketit voivat luoda erittäin tiheitä piirilevyliitäntöjä.
Näiden rajapintojen ratkaiseminen vasta piirilevyn asettelun valmistuttua voi johtaa tarpeettomiin uudelleensuunnitteluihin.
DFM-tarkastus tulisi mieluiten aloittaa ennen valmistuksen julkaisua.
Tavoitteena on säilyttää suunniteltu sähköinen suunnittelu ja samalla varmistaa, että fyysinen piirilevy voidaan valmistaa yhdenmukaisesti.
Tämä on erityisen tärkeää silloin, kun suunnittelussa yhdistyvät edistyneet paketit ja HDI-rakenteet, koska teoreettisesti reititettävä suunnittelu voi silti olla epäkäytännöllinen tuotantomittakaavassa.
ABF-paketista valmiiksi PCBA:ksi
ABF-alusta itsessään on vain yksi osa kokonaisuutta.
Kun edistynyt paketti on kiinnitetty järjestelmän piirilevyyn, valmistusprosessi jatkuu komponenttien sijoittelun, juottamisen, tarkastuksen, testauksen ja mahdollisesti järjestelmätason integroinnin kautta.
Siksi pätevän valmistuskumppanin tulisi ymmärtää paljaan piirilevyn ja lopullisen kokoonpanon välinen suhde.
Projekteissa, jotka vaativat sekä piirilevyjen valmistusta että komponenttien kokoonpanoa, piirilevyjen kokoonpanopalvelut voivat auttaa yhdistämään valmistus- ja kokoonpanovaiheet koordinoiduksi valmistusprosessiksi.
Tästä tulee erityisen arvokasta tiheästi asennetuissa prosessorilevyissä, joissa piirilevyjen valmistusmäärityksiä ja kokoonpanoparametreja ei voida ottaa huomioon erikseen.
ABF-alusta: Keskeiset tiedot
ABF-substraattiteknologialla on tärkeä asema puolijohdepakkausten ja järjestelmätason piirilevyjen valmistuksen välissä.
Tärkeimmät kohdat ovat:
- ABF tarkoittaa Ajinomoto Build-up Film -kalvoa., orgaaninen dielektrinen tekniikka, jota käytetään laajasti edistyneissä pakkausalustoissa.
- An ABF-pakkauksen alusta ei ole pelkästään tavanomainen piirilevy, joka on valmistettu eri laminaatista.
- Sen ensisijainen tarkoitus on tarjota erittäin tiheä sähköinen yhteenliitäntä puolijohdepakkauksen ja ulkoisen järjestelmän välille.
- Rakennekerrokset, laserilla tehdyt mikroläpiviennit, hieno kuparireititys ja tarkka kohdistus ovat teknologian perusta.
- ABF-substraatit liittyvät vahvasti korkean I/O-arvon omaaviin puolijohdesovelluksiin, kuten prosessoreihin, kiihdyttimiin, ASIC-piireihin ja edistyneisiin verkkolaitteisiin.
- Pakettialustaa ja järjestelmän piirilevyä on tarkasteltava yhdessä signaalin eheyden, tehonjakelun, lämpökäyttäytymisen ja luotettavuuden osalta.
- Suuritiheyksiset piirilevytekniikat, kuten HDI, ovat erityisen tärkeitä paketti-levyrajapinnassa.
- Valmistuksen toteutettavuus tulisi tarkistaa varhaisessa vaiheessa, koska hienot geometriat ja tiukat toleranssit voivat vaikuttaa merkittävästi saantoon ja kustannuksiin.
- Lopputuote ei riipu pelkästään alustan laadusta, vaan myös piirilevyn valmistuksesta, kokoonpanosta, tarkastuksesta ja testauksesta.
Keskustele edistyneistä piirilevy- tai piirilevyasetelmavaatimuksistasi
Prosessori-, tekoäly-, verkko-, suurtiheyksisten, suurnopeuksisten tai muiden edistyneiden elektroniikkaprojektien osalta pakettiliitäntä ja järjestelmän piirilevy tulisi arvioida yhtenä kokonaisena yhteenliitäntäjärjestelmänä.
Toimita piirilevytiedostosi, pinoamis-, materiaali- ja pakkaustiedot, määrät sekä kokoonpanovaatimukset tekniseen tarkastukseen.
Usein kysytyt kysymykset ABF-alustoista
Mitä ABF tarkoittaa puolijohdepakkauksissa?
ABF on lyhenne sanoista Ajinomoto Build-up Film. Se on orgaaninen dielektrinen kalvoteknologia, jota käytetään laajalti tiheissä puolijohdepakkausalustoissa.
Onko ABF-substraatti sama asia kuin ABF-piirilevy?
Ei välttämättä. Termi ABF-substraatti viittaa yleensä ABF-eristekerrosteknologiaa käyttävään kotelointisubstraattiin. Järjestelmätason piirilevy on erilainen yhteenliitäntärakenne, jolla on erilaiset suunnittelu- ja valmistusvaatimukset.
Miksi mikroläpiviennit ovat tärkeitä ABF-alustoissa?
Mikroviat mahdollistavat vierekkäisten kerrosten yhdistämisen hyvin pienellä alueella. Tämä tekee niistä välttämättömiä suuren I/O-kapasiteetin omaavien puolijohdepakettien vaatiman reititystiheyden saavuttamiseksi.
Käytetäänkö ABF-alustoja tekoälylaitteistossa?
ABF-substraatteja käytetään edistyneissä koteloissa, joita käytetään suurteholaskentalaitteissa, kuten prosessoreissa, kiihdyttimissä, ASIC-piireissä ja muissa suuren I/O-arvon laitteissa. Tarkka substraattiarkkitehtuuri riippuu puolijohdekotelon suunnittelusta.
Korvaako ABF-alusta HDI-piirilevyn?
Ei. ABF-kotelointialusta ja HDI-piirilevy palvelevat eri rooleja. Ne voivat muodostaa saman elektronisen järjestelmän peräkkäisiä osia, joissa kotelointialusta tarjoaa tiheän kotelotason yhteenliitännän ja HDI-piirilevy järjestelmätason reitityksen.
Mitä tulisi tarkistaa ennen edistyneeseen pakettiin kytketyn piirilevyn valmistamista?
Tarkista vähintään BGA:n tai kotelon geometria, pakoreititys, piirilevyjen pinoaminen, impedanssivaatimukset, läpivientirakenteet, kuparin jakautuminen, valmistustoleranssit, lämpötilavaatimukset, kokoonpano-olosuhteet ja kotelon ja piirilevyn välinen luotettavuus.
suositeltava Viestejä
Isola Astra MT77 piirilevyjen valmistus
Kuva 1. Isola Astra MT77 -piirilevyjen valmistusIsola Astra...
Nelco N4000-13 piirilevymateriaalien ja -valmistuksen opas | Highleap Electronics
Kuva 1. Nelco N4000-13 -piirilevyNelco N4000-13 -piirilevy on...
Kuparipinnoitettu laminaatti: Täydellinen materiaalivalintaopas piirilevyinsinööreille
Jokainen painetussa laitteessa tärkeä sähköinen ominaisuus...
Kiinan keraamisen piirilevytehtaan sisällä: Prosessinohjaus teho-, LED-, RF- ja lääketieteen aloilla
Sisällysluettelo Kiinan keraamisen piirilevyn tehtaan sisällä: Miten...
Miten saada tarjous piirilevyistä
Suoritetaan DFM/DFA-analyysi puolestasi ja lähetetään sinulle raportti. Voit ladata tiedostosi turvallisesti verkkosivustomme kautta. Tarvitsemme seuraavat tiedot voidaksemme antaa sinulle tarjouksen:
-
- Gerber, ODB++ tai .pcb, sp.
- Tuoteluettelo, jos tarvitset kokoonpanoa
- Määrä
- Käännä aika
Piirilevypalveluita varten toimitathan osaluettelosi (BOM) ja mahdolliset erityiset kokoonpano-ohjeet. Tarjoamme myös DFM/DFA-analyysin suunnitelmiesi valmistettavuuden ja kokoonpanon optimoimiseksi varmistaen sujuvan tuotantoprosessin.
