Conception et fabrication de circuits imprimés à substrat CI

Un substrat de circuit intégré (PCB) assure l'interface électrique et mécanique entre le boîtier du circuit intégré et l'étape d'assemblage suivante. Il permet une interconnexion dense, des chemins électriques contrôlés, le transfert thermique et des méthodes de fixation spécifiques au boîtier.

Ces structures étant étroitement liées à la technologie d'emballage, les exigences de conception et de fabrication doivent être définies avec précision avant le choix d'une voie de production.

Table des matières

• À quoi sert un substrat de circuit imprimé pour circuit intégré ?
• Exigences de conception axées sur l'emballage
• Matériaux et empilement
• Lignes fines et microvias
• Considérations relatives à l'assemblage et à la fiabilité
• Test du substrat IC avec Highleap

À quoi sert un substrat de circuit imprimé pour circuit intégré ?

Les substrats de circuits intégrés redistribuent les connexions entre l'interface de la puce ou du boîtier et les contacts plus larges du circuit imprimé. Selon le boîtier, ils peuvent inclure des pistes fines, des microvias, des pastilles délimitées par un masque de soudure, des plans de référence et des dispositifs thermiques.

Le substrat fait partie intégrante du système électrique. Sa structure, ses matériaux et sa géométrie peuvent influencer l'intégrité du signal, la distribution de l'énergie, la déformation et les performances thermiques.

Exigences de conception axées sur l'emballage

Commencez par le schéma du boîtier et les spécifications d'interconnexion. Le pas des pastilles, le plan de billes, la fixation de la puce, la densité de routage, les cibles d'impédance et le chemin thermique déterminent la construction. Évitez de traiter un substrat de circuit intégré comme un circuit imprimé multicouche standard avec des éléments graphiques plus petits.

Consignez les tolérances critiques, les plans de référence, les exigences d'impédance et les critères d'inspection afin que la revue de fabrication soit basée sur les besoins réels de l'emballage.

Matériaux et empilement

Le choix des matériaux tient compte du comportement diélectrique, de la stabilité dimensionnelle, de la résistance à l'humidité, des cycles thermiques et de la compatibilité avec le procédé d'assemblage. L'empilement doit offrir des voies de routage pratiques tout en maîtrisant l'épaisseur du diélectrique et l'alignement.

Pour les boîtiers haute vitesse ou RF, utilisez les données du matériau sélectionné et l'analyse par solveur de champ pour vérifier l'impédance plutôt que de vous fier à des hypothèses nominales.

Lignes fines et microvias

Les interconnexions à pas fin nécessitent une imagerie, un perçage ou un traitement laser, un placage et un alignement contrôlés. Le plus petit élément doit être choisi à l'aide d'un procédé éprouvé et validé, et s'appuyer sur des règles de conception réalistes.

Les structures de microvias, les rapports d'aspect et les connexions empilées ou décalées doivent être examinés en termes de fiabilité et de testabilité avant la publication de la conception.

Considérations relatives à l'assemblage et à la fiabilité

La planéité du substrat, son état de surface, sa soudabilité et sa dilatation thermique influent sur l'assemblage du boîtier. L'évaluation peut porter sur la déformation, la fiabilité des joints de soudure, les cycles thermiques, la sensibilité à l'humidité et les performances électriques dans les conditions de fonctionnement prévues.

La validation du prototype est importante car de petites modifications au niveau des matériaux, de la géométrie ou du processus d'assemblage peuvent avoir un impact significatif sur le comportement de l'emballage.

Test du substrat IC avec Highleap

Highleap Electronics peut analyser les informations fournies concernant le substrat de circuit intégré et l'assemblage du circuit imprimé afin d'évaluer la faisabilité de la fabrication, les contraintes d'interface des composants et la planification des inspections. La faisabilité doit être confirmée au regard des fonctionnalités requises et du volume de production.

Pour une étude de faisabilité, demandez un devis pour circuit imprimé en joignant le schéma du boîtier, l'empilage des composants, les illustrations, la nomenclature et les exigences de validation.