Podłoże ABF: Materiały, proces produkcyjny, zastosowania i integracja PCB

Podłoże ABF

 Technologia podłoży ABF zyskuje na znaczeniu, ponieważ w obudowach półprzewodnikowych stosuje się coraz więcej wejść/wyjść, mniejsze geometrie połączeń, większe rozmiary obudów i większe wymagania dotyczące wydajności elektrycznej.

Podstawą tej technologii jest ABF, czyli Ajinomoto Build-up Film , organiczny materiał dielektryczny powszechnie kojarzony z zaawansowanymi podłożami obudów. W przeciwieństwie do konwencjonalnej płytki PCB FR-4, podłoże obudowy oparte na ABF zostało zaprojektowane tak, aby utworzyć bardzo gęsty interfejs elektryczny między strukturą półprzewodnikową lub obudową a płytką drukowaną na poziomie systemu.

To rozróżnienie ma znaczenie. Technologia podłoży ABF to nie tylko kolejny rodzaj laminatu PCB. Jest ona znacznie bliżej związana z procesem pakowania półprzewodników w łańcuchu produkcji elektroniki.

Dla inżynierów oceniających zaawansowane aplikacje obliczeniowe, sieciowe, AI, akceleratory, procesory lub inne aplikacje o dużej liczbie wejść/wyjść zrozumienie zależności między materiałami dielektrycznymi ABF, podłożami układów scalonych, połączeniami pakietów, strukturami HDI i płytkami PCB na poziomie systemu jest kluczowe.

Czym jest substrat ABF?

ABF to skrót od Ajinomoto Build-up Film , technologii folii dielektrycznych opracowanej do zastosowań w obudowach półprzewodników o dużej gęstości.

Podłoże ABF zazwyczaj składa się ze struktury rdzenia połączonej z wieloma warstwami dielektrycznymi i miedzianymi połączeniami między nimi. W tych warstwach tworzone są cienkie ścieżki miedziane i mikrootwory, aby zapewnić gęste połączenia między obudową półprzewodnika a zewnętrzną płytką PCB.

Konstrukcja ta zasadniczo różni się od konwencjonalnej płytki PCB wielowarstwowej.

Tradycyjna płytka PCB jest zazwyczaj optymalizowana pod kątem wytrzymałości mechanicznej, możliwości produkcyjnych, parametrów elektrycznych, wymagań termicznych i kosztów na poziomie płyty systemowej. Dla porównania, podłoże obudowy ABF musi pomieścić niezwykle gęste połączenia bezpośrednio przy urządzeniu półprzewodnikowym.

Podłoże pełni zatem funkcję mostu elektrycznego i mechanicznego między dwoma bardzo różnymi środowiskami:

Układ półprzewodnikowy / obudowa → Podłoże pakietu ABF → Płytka PCB na poziomie systemu

Ta pośrednia rola sprawia, że ​​technologia ABF jest ściśle związana z technologią podłoży układów scalonych, a nie ze zwykłą produkcją płytek PCB.

Dlaczego ABF jest stosowany w zaawansowanych obudowach układów scalonych?

Głównym powodem, dla którego ABF jest tak ważny, jest fakt, że zaawansowane obudowy półprzewodnikowe wymagają gęstości połączeń, której konwencjonalne technologie PCB nie są w stanie efektywnie zapewnić.

Nowoczesne procesory, procesory graficzne, akceleratory AI, urządzenia sieciowe i inne pakiety półprzewodnikowe o dużej liczbie wejść/wyjść mogą zawierać bardzo dużą liczbę połączeń elektrycznych na stosunkowo małej powierzchni obudowy.

Podłoże opakowania musi zatem zapewniać:

  • Cienkie prowadzenie przewodów miedzianych
  • Wysoka gęstość połączeń
  • Wiele warstw konstrukcyjnych
  • Mikrootwory formowane laserowo
  • Kontrolowana grubość dielektryka
  • Stabilne właściwości elektryczne
  • Niezawodne interfejsy miedź-dielektryk
  • Kontrolowane zachowanie wymiarowe
  • Zgodność z procesami pakowania półprzewodników

Konstrukcje ABF umożliwiają zwiększenie gęstości routingu zarówno w pionie, jak i w poziomie.

Zamiast próbować prowadzić każde połączenie przez typową, grubą strukturę płytki PCB, inżynierowie mogą zbudować dodatkowe warstwy dielektryczne i miedziane wokół podłoża rdzenia i użyć mikroprzelotek do połączenia sąsiednich warstw.

Takie podejście pozwala na znacznie większą gęstość routingu przy ograniczonej powierzchni pakietu.

Wynik jest szczególnie cenny w przypadku urządzeń półprzewodnikowych, w których gęstość układów I/O stała się jednym z głównych ograniczeń ogólnej architektury systemu.

Podłoże ABF kontra konwencjonalna płytka PCB

Ważne jest, aby nie używać zamiennie terminów ABF PCB i podłoże pakietu ABF.

Mimo że w obu przypadkach przewodnikami są miedź i materiały dielektryczne, ich cele konstrukcyjne i wymagania produkcyjne są różne.

Cecha Konwencjonalna płytka PCB Podłoże pakietu ABF
Podstawowa rola Połączenia na poziomie systemowym Połączenia pakietów półprzewodnikowych
Typowa gęstość routingu Od niskiego do wysokiego Bardzo wysoka
Skala połączeń międzysystemowych Poziom PCB Poziom pakietu
Mikrovias Typowe dla projektów HDI Podstawy budowania struktur
Linia/przestrzeń Zależne od aplikacji Zwykle o wiele lepsze
Gęstość pakietów I/O Umiarkowany do wysokiego Ekstremalnie wysoko
Skupienie na produkcji Niezawodność i koszty na poziomie płyty głównej Dokładna geometria, wydajność opakowania i parametry elektryczne
Typowe aplikacje Przemysł, motoryzacja, telekomunikacja, elektronika użytkowa Procesory, procesory graficzne, akceleratory AI, układy ASIC i zaawansowane urządzenia sieciowe

Konwencjonalna płytka PCB może łączyć procesor, pamięć, układy zasilania, złącza i inne komponenty na stosunkowo dużej płytce.

Podłoże obudowy ABF spełnia inną funkcję: zapewnia niezwykle gęste połączenia bezpośrednio pod obudową półprzewodnika lub wokół niej.

Rozróżnienie to wyjaśnia również, dlaczego technologie te często występują razem w zaawansowanych systemach elektronicznych.

Jak działają struktury ABF

Uproszczoną strukturę podłoża ABF można przedstawić jako sekwencję warstw dielektrycznych i miedzianych zbudowanych wokół rdzenia.

Koncepcja produkcji zazwyczaj obejmuje kilka głównych etapów:

1Przygotowanie podłoża rdzeniowego
2Aplikacja folii dielektrycznej
3Formowanie mikroprzelotek laserowych
4Miedziowanie i platerowanie
5Formowanie wzoru
6Powtarzanie warstwy narastającej
7Wykończenie powierzchni
8Inspekcja elektryczna
9Kontrola wymiarowa
10Kwalifikacja końcowa

Dokładny przebieg procesu różni się w zależności od architektury podłoża, możliwości producenta, zasad projektowania i wymagań pakietu.

Nagromadzenie dielektryczne

Folia ABF stanowi warstwę izolacyjną pomiędzy przewodzącymi strukturami miedzianymi.

Dielektryk musi zapewniać wymagane właściwości elektryczne, a jednocześnie umożliwiać precyzyjną produkcję i niezawodne połączenia.

Grubość i właściwości każdej warstwy dielektrycznej wpływają na geometrię ścieżki poprzez jej formowanie, zachowanie impedancji, pojemność i właściwości mechaniczne.

Mikroprzelotki laserowe

Jedną z charakterystycznych cech zaawansowanych podłoży jest wykorzystanie mikrootworów formowanych laserowo.

W przeciwieństwie do dużych, konwencjonalnych otworów przelotowych, mikrootwory umożliwiają łączenie sąsiadujących warstw struktury, zajmując przy tym znacznie mniej miejsca.

Dzięki temu kanały routingu mogą przechodzić przez gęsto zaludnione regiony pakietów.

Geometria mikroprzelotek, wymiary platformy lądowania, jakość miedziowania i dokładność ustawienia mają zatem kluczowe znaczenie dla wydajności podłoża.

Jeśli chodzi o technologię PCB, nasz przewodnik po strukturach PCB o dużej gęstości połączeń zawiera przydatne informacje na temat tego, w jaki sposób miniaturowe połączenia pionowe zwiększają gęstość połączeń.

Metalizacja miedzią

Po uformowaniu dielektryka i wierceniu laserowym konieczne jest stworzenie przewodzących struktur miedzianych.

W zależności od procesu produkcyjnego, procesy formowania warstwy zalążkowej, miedziowania bezprądowego, galwanizacji i wzorowania można łączyć w celu uzyskania wymaganej geometrii przewodzącej.

W przypadku zaawansowanych wymiarów podłoży kontrola procesu staje się coraz ważniejsza, ponieważ stosunkowo niewielkie zmiany grubości miedzi, szerokości linii, odstępów lub dopasowania mogą mieć wpływ na parametry elektryczne i wydajność produkcji.

Wyzwania związane z produkcją podłoży ABF

Produkcja podłoży ABF jest znacznie bardziej wymagająca niż konwencjonalna produkcja płytek PCB wielowarstwowych.

Trudność nie wynika z jednego procesu. Wynika ona z interakcji niezwykle precyzyjnych geometrii, wielu cykli narastania, zachowania materiału, obróbki miedzi, wiercenia laserowego, rejestracji, kontroli i zarządzania wydajnością.

Wzornictwo cienkich linii

W miarę jak zmniejsza się szerokość linii i odstępy między wierszami, niewielkie różnice stają się proporcjonalnie bardziej znaczące.

Odchylenie od procesu, które w przypadku konwencjonalnej płytki PCB byłoby nieistotne, może okazać się nieakceptowalne, gdy geometrię przewodnika mierzy się w znacznie mniejszej skali.

Dlatego producenci potrzebują ściśle kontrolowanych procesów obrazowania, powlekania, trawienia, rejestracji i kontroli.

Rejestracja warstwa po warstwie

Każda dodatkowa warstwa konstrukcyjna wprowadza kolejne wymagania dotyczące wyrównania.

Mikroprzelotka musi prawidłowo przylegać do znajdującego się pod nią elementu miedzianego, a górny wzór trasy musi być zgodny z otaczającą strukturą.

Błędy rejestracji mogą się zatem kumulować na każdym etapie procesu produkcyjnego.

Poprzez niezawodność

Mikroprzelotki muszą zachowywać niezawodne połączenia elektryczne i mechaniczne podczas dalszego przetwarzania i eksploatacji.

Niewłaściwe formowanie przelotek, niewystarczające osadzanie miedzi, puste przestrzenie, pęknięcia lub nadmierne naprężenia mogą przyczyniać się do problemów z niezawodnością.

Z tego powodu należy dokładnie kontrolować związek pomiędzy wierceniem laserowym, usuwaniem osadu, formowaniem zarodków, galwanizacją i następującymi po nich cyklami termicznymi.

Stabilność materiałowa i wymiarowa

Podczas produkcji, montażu i eksploatacji podłoża opakowań poddawane są naprężeniom termicznym i mechanicznym.

Różnice we współczynniku rozszerzalności cieplnej, zachowaniu wilgoci, właściwościach dielektrycznych, rozmieszczeniu miedzi i budowie warstw mogą mieć wpływ na stabilność wymiarową i niezawodność opakowania.

Z tego powodu doboru materiału nie można dokonywać w oderwaniu od całościowej struktury podłoża.

Podłoże ABF i technologia HDI

Podłoża ABF i płytki HDI PCB opierają się na kilku istotnych wspólnych koncepcjach produkcyjnych, ale nie należy ich traktować jako identycznych technologii.

Obydwa mogą używać:

  • Tworzenie warstw dielektrycznych
  • Wiercenie laserowe
  • Mikrovias
  • Miedź cienkowarstwowa
  • Przetwarzanie sekwencyjne
  • Routing o dużej gęstości

Jednakże podłoże pakietu ABF działa na poziomie pakietu półprzewodnikowego, gdzie gęstość połączeń i wymagania wymiarowe mogą być znacznie bardziej rygorystyczne.

Technologia HDI nadal ma duże znaczenie w przypadku płyt głównych.

Na przykład, system komputerowy najwyższej klasy może zawierać:

Matryca półprzewodnikowa → Pakiet zaawansowany → Podłoże ABF→ PCB o dużej gęstości→Elektronika systemowa

Podłoże obudowy i płytka PCB muszą zatem ze sobą współpracować pod względem elektrycznym i mechanicznym.

To jeden z powodów, dla których zaawansowani producenci płytek PCB coraz częściej potrzebują specjalistycznej wiedzy na temat struktur o dużej gęstości, a nie tylko konwencjonalnej produkcji wielowarstwowej.

Sekwencyjne budowanie jest szczególnie ważne przy projektowaniu złożonych struktur HDI. Inżynierowie mogą dowiedzieć się więcej o tym podejściu w naszym artykule na temat projektowania stosów płytek PCB HDI.

Wydajność elektryczna podłoży ABF

Wybór podłoża ABF nie jest uzależniony wyłącznie od fizycznej gęstości ścieżek.

Wydajność elektryczna staje się coraz ważniejsza, ponieważ interfejsy pakietów obsługują wyższe szybkości transmisji danych i większą liczbę sygnałów.

Właściwości dielektryczne

Stała dielektryczna i charakterystyki rozpraszania układu dielektrycznego wpływają na propagację sygnału, pojemność, impedancję i straty.

Istotne właściwości należy oceniać w powiązaniu z rzeczywistą strukturą opakowania, a nie traktować ich jako wyizolowanych liczb materiałowych.

Integralność sygnału

Krótkie połączenia nie eliminują automatycznie problemów z integralnością sygnału.

Przy dużej szybkości transmisji danych ślady pakietów, przelotki, przejścia, płaszczyzny odniesienia i połączenia PCB mogą przyczyniać się do:

  • Tłumienie
  • Dopasowanie
  • Przesłuchów
  • Reflections
  • krzywy
  • Nieciągłości impedancji

Podłoże pakietu stanowi zatem część kompletnego kanału dużej prędkości.

Gdy sygnał opuści podłoże obudowy i wejdzie do płytki PCB, układ warstw płytki PCB oraz system materiałów muszą nadal spełniać wymagania elektryczne.

W przypadku zastosowań systemowych inżynierowie mogą zapoznać się z naszymi materiałami dotyczącymi produkcji szybkich płytek PCB i materiałów przeznaczonych do szybkich płytek PCB.

Integralność zasilania

Zaawansowane procesory i akceleratory mogą również stawiać wysokie wymagania dotyczące dostarczania energii.

Podłoże obudowy musi umożliwiać gęste rozmieszczenie połączeń zasilania i uziemienia, a jednocześnie zapewniać akceptowalne parametry elektryczne i termiczne.

Staje się to szczególnie istotne w systemach obliczeniowych o wysokiej wydajności, w których gęstość mocy procesora, szybkie interfejsy, przepustowość pamięci i konstrukcja termiczna są ze sobą ściśle powiązane.

Zastosowania podłoża ABF

Podłoża ABF są stosowane przede wszystkim w zaawansowanych obudowach półprzewodnikowych, w których wymagana jest duża gęstość połączeń.

Procesory i procesory graficzne

Wysokowydajne procesory wymagają dużej liczby połączeń w obudowach i gęstego prowadzenia substratów.

Podłoża pakietów na bazie ABF zapewniają precyzyjną strukturę połączeń wymaganą pomiędzy pakietem półprzewodnikowym a systemem zewnętrznym.

Akceleratory AI

Sprzęt komputerowy AI stawia znaczne wymagania dotyczące wejścia/wyjścia procesora, interfejsów pamięci, zasilania i szybkiej komunikacji.

W miarę jak architektura akceleratorów staje się coraz bardziej złożona, gęstość połączeń na poziomie pakietów staje się coraz ważniejsza.

Zewnętrzna płytka PCB musi następnie zapewnić odpowiednią infrastrukturę elektryczną, mechaniczną, termiczną i energetyczną wokół pakietu.

Sprzęt sieciowy i do centrów danych

Szybkie urządzenia przełączające i sieciowe mogą wymagać gęstych połączeń między nimi oraz wymagającego routingu na płycie systemowej.

Podłoże obudowy i płytka PCB muszą ze sobą współpracować, aby zachować integralność sygnału na całej długości kanału.

Układy ASIC i niestandardowe urządzenia komputerowe

Zastosowania układów scalonych mogą wiązać się z bardzo niestandardowymi wymaganiami co do obudowy.

Architektura podłoża może wymagać uwzględnienia konkretnych układów wejścia/wyjścia, domen zasilania, szybkich interfejsów i ograniczeń mechanicznych.

Architektury oparte na chipletach

Architektura chipletów stawia dodatkowe wymagania połączeniom między obudowami, ponieważ wiele układów półprzewodnikowych może komunikować się ze sobą poprzez wspólną strukturę obudowy.

W miarę rozwoju architektur pakietów podłoże staje się coraz ważniejszą częścią całego systemu połączeń.

Podłoże ABF i obudowa BGA

Technologia ABF jest ściśle powiązana z zaawansowanymi strukturami obudów, w tym obudowami typu BGA o wysokich wejściach/wyjściach.

Podłoże obudowy przesyła sygnały z układu półprzewodnikowego do zewnętrznych zacisków obudowy, które następnie mogą zostać podłączone do płytki PCB układu.

Tworzy to wiele poziomów połączeń:

Umierać→Podłoże opakowania→Terminale pakietowe→Podkładki PCB→Routing PCB

Przejście między tymi poziomami musi zostać zaprojektowane ostrożnie.

Inżynierowie pracujący na poziomie płytki tego interfejsu powinni znać budowę podłoży BGA i struktury obudów .

Po umieszczeniu obudowy BGA na płycie systemowej, istotna staje się także geometria połączeń lutowanych, konstrukcja padów, profil termiczny, rozmieszczenie komponentów i kontrola.

Projektowanie PCB wokół pakietu opartego na ABF

Płytka PCB systemu musi być zaprojektowana tak, aby uzupełniała obudowę, a nie traktowała obudowę jako oddzielny komponent.

Rozgałęzianie i trasa ewakuacyjna

Pakiety o dużej liczbie wejść/wyjść mogą tworzyć niezwykle gęste obszary routingu ucieczkowego.

Projektant płytek PCB może być zmuszony do połączenia precyzyjnego trasowania układów BGA, struktur przelotek w padach, mikroprzelotek, przelotek zakopanych i starannie zaplanowanego rozmieszczenia warstw.

Celem nie jest po prostu umieszczenie wszystkich połączeń na płytce. Architektura routingu musi również zapewnić łatwość produkcji i wydajność elektryczną.

Wybór stosu

Układ PCB wpływa na:

  • Impedancja sygnału
  • Ciągłość płaszczyzny odniesienia
  • Dystrybucja mocy
  • Przesłuchów
  • Zachowanie termiczne
  • Poprzez architekturę
  • Złożoność produkcji

W przypadku szybkich procesorów i płyt sieciowych przejście z obudowy do płytki PCB powinno zostać uwzględnione na etapie opracowywania stosu.

Dostawa energii

Duże procesory i akceleratory mogą wymagać dostarczania znacznych ilości prądu przez stosunkowo małe obszary obudowy.

Dlatego płytka PCB wymaga odpowiedniej struktury płaszczyzny zasilania, rozmieszczenia miedzi, rozmieszczenia przelotek, strategii odsprzęgania i projektu termicznego.

Tolerancje produkcyjne

Wysoce skomplikowany interfejs obudowy może sprawić, że produkcja płytek PCB będzie bardziej wrażliwa na kumulację tolerancji.

Wymiary padów, dopasowanie maski lutowniczej, rozmieszczenie przelotek, grubość miedzi, dokładność wiercenia i dopasowanie warstw należy sprawdzić pod kątem rzeczywistych możliwości produkcyjnych.

Dokładna analiza projektu PCB pod kątem produkcji pozwala zidentyfikować problemy utrudniające produkcję przed jej rozpoczęciem.

Podłoże ABF a inne technologie podłoży do układów scalonych

ABF nie jest jedynym materiałem ani konstrukcją stosowaną w podłożach półprzewodnikowych.

Różne typy opakowań mogą wymagać różnych technologii podłoży.

Właściwy wybór zależy od takich czynników jak:

  • Liczba wejść/wyjść
  • Wielkość opakowania
  • Gęstość trasowania
  • Prędkość sygnału
  • Wymagania termiczne
  • Cel kosztów
  • Ograniczenia mechaniczne
  • Wielkość produkcji
  • Architektura pakietów półprzewodnikowych

Metoda ABF jest szczególnie kojarzona z zaawansowanymi podłożami organicznymi o dużej gęstości, ale w przypadku innych klas opakowań bardziej odpowiednie mogą okazać się inne podejścia do podłoża.

Dlatego dobór podłoża powinien rozpocząć się od uwzględnienia architektury obudowy i wymagań elektrycznych, a nie od wybrania po prostu najnowocześniejszego dostępnego materiału.

Zagadnienia dotyczące niezawodności podłoża ABF

Niezawodność musi być oceniana w odniesieniu do całego pakietu i systemu płyt.

Termiczna jazda na rowerze

Powtarzające się zmiany temperatury wywołują naprężenia mechaniczne, ponieważ różne materiały rozszerzają się i kurczą w różnym tempie.

Podłoże obudowy, obudowa półprzewodnikowa, połączenia lutowane i płytka PCB muszą być zatem oceniane jako połączona struktura.

Wilgoć

Organiczne materiały dielektryczne mogą wchodzić w interakcje z wilgocią, co może mieć wpływ na zachowanie się procesu i jego niezawodność.

Z tego powodu warunki przechowywania i postępowania z wilgocią muszą być kontrolowane zgodnie z wymaganiami materiału i procesu pakowania.

Niezawodność Microvia

Konstrukcje mikroprzelotek muszą zachować niezawodność elektryczną i mechaniczną podczas cyklicznych cykli termicznych podczas produkcji i eksploatacji.

Na wydajność miedzi wpływają jej jakość, geometria, powłoka, interfejsy dielektryczne i naprężenia cieplne.

Niezawodność od opakowania do płytki PCB

Nawet jeśli samo podłoże ABF działa prawidłowo, cały zespół może nadal ulegać uszkodzeniom na styku obudowy i płytki PCB.

Połączenia lutowane BGA, odkształcenia PCB, niedopasowanie termiczne, profil montażu i obciążenia mechaniczne mogą mieć wpływ na niezawodność w terenie.

W przypadku zastosowań BGA inżynierowie mogą również zapoznać się z naszymi informacjami na temat montażu płytek PCB BGA oraz powiązanych kwestii kontroli i połączeń lutowanych.

Jak ocenić projekt substratu ABF

Oceniając projekt związany z ABF, przydatne jest podzielenie wymagań na cztery poziomy.

1. Wymagania dotyczące obudów półprzewodnikowych

  • Rozmiar matrycy
  • Liczba wejść/wyjść
  • Wymiary opakowania
  • Skok wejścia/wyjścia
  • Wymagania dotyczące zasilania
  • Wymagania dotyczące interfejsu dużej prędkości
  • Architektura pakietów

2. Wymagania dotyczące podłoża

  • Budowa rdzenia
  • Liczba warstw konstrukcyjnych
  • Układ dielektryczny
  • Minimalna linia/odstęp
  • Wymiary mikroprzelotki
  • Wymiary podkładki
  • Grubość miedzi
  • Wykończenie powierzchni
  • Wymagania rejestracyjne
  • Wymagania dotyczące odkształceń

3. Wymagania dotyczące płytki PCB systemu

  • Liczba warstw PCB
  • Układ
  • System materiałowy
  • Kontrolowana impedancja
  • Strategia ucieczki BGA
  • Poprzez strukturę
  • Waga miedziana
  • Wymagania termiczne
  • Dystrybucja mocy
  • Wykończenie powierzchni

4. Wymagania montażowe

  • Specyfikacje komponentów BGA
  • Pasta lutownicza
  • Projekt szablonu
  • Profil reflow
  • Wymagania AOI
  • Kontrola rentgenowska
  • Testy elektryczne
  • Wymagania dotyczące przeróbek
  • Możliwość śledzenia

Rozdzielenie tych czterech poziomów ułatwia identyfikację źródła problemu.

Problem na poziomie pakietu nie powinien być automatycznie traktowany jako problem związany z produkcją płytki PCB, a ograniczenia na poziomie układu ścieżek na poziomie płytki PCB nie powinny być automatycznie przypisywane podłożu ABF.

Podłoże ABF w łańcuchu produkcji zaawansowanej elektroniki

Technologia ABF pokazuje, w jaki sposób pakowanie półprzewodników i produkcja płytek PCB stają się coraz bardziej ze sobą powiązane.

Nowoczesna platforma obliczeniowa o wysokiej wydajności może obejmować kilka technologii produkcyjnych:

Produkcja półprzewodników→ Zaawansowane opakowanie→ Podłoże pakietu ABF→ Połączenie BGA / pakietowe→ Płytka PCB systemu o dużej gęstości→ Montaż PCB

Każdy etap ma inne wymagania techniczne, ale interfejsy elektryczne i mechaniczne między nimi muszą pozostać kompatybilne.

Dla producentów PCB oznacza to, że wiedza na temat obudów półprzewodników jest coraz cenniejsza, nawet jeśli faktyczna odpowiedzialność za produkcję skupia się na płytce na poziomie systemu.

Płytka PCB nie jest już tylko pasywną platformą wokół procesora. Stanowi część kompletnej architektury elektrycznej, termicznej i mechanicznej.

Dlaczego DFM ma znaczenie w przypadku projektów PCB związanych z ABF

Obudowy oparte na technologii ABF umożliwiają tworzenie niezwykle gęstych interfejsów PCB.

Próba rozwiązania tych problemów dopiero po zakończeniu projektowania płytki PCB może skutkować niepotrzebnymi zmianami w projekcie.

Przegląd DFM najlepiej rozpocząć przed dopuszczeniem produktu do produkcji.

✓ Minimalna szerokość i odstępy między śladami
✓ Poprzez wymiary i tolerancje
✓ Prześwit między przelotką a padem
✓ Trasowanie wyjść BGA
✓ Dystrybucja miedzi
✓ Rejestracja warstw
✓ Wymagania dotyczące impedancji
✓ Wykończenie powierzchni
✓ Grubość płyty
✓ Limity odkształceń
✓ Tolerancje wykonania
✓ Ograniczenia montażu

Celem jest zachowanie zamierzonego projektu elektrycznego przy jednoczesnym zapewnieniu możliwości spójnej produkcji fizycznej płytki.

Jest to szczególnie ważne, gdy projekt łączy zaawansowane pakiety ze strukturami HDI, ponieważ teoretycznie rutowalny projekt może okazać się niepraktyczny w skali produkcyjnej.

Od pakietu ABF do gotowego PCBA

Samo podłoże ABF stanowi tylko część kompletnego produktu.

Po przymocowaniu zaawansowanego pakietu do płytki PCB systemu, proces produkcyjny obejmuje rozmieszczenie komponentów, lutowanie, inspekcję, testowanie i potencjalną integrację na poziomie systemu. Na poziomie PCB montaż HDI na interfejsie płyty systemowej pozostaje odrębnym zadaniem produkcyjnym od produkcji podłoża obudowy.

Kompetentny partner produkcyjny powinien zatem rozumieć związek między gołą płytką PCB a końcowym montażem.

W przypadku projektów wymagających zarówno wytwarzania płytek drukowanych, jak i montażu podzespołów, usługi montażu PCB mogą pomóc połączyć etapy wytwarzania i montażu w ramach skoordynowanego procesu produkcyjnego.

Jest to szczególnie cenne w przypadku płyt procesorowych o dużej gęstości, w których specyfikacji produkcji PCB i parametrów montażu nie można brać pod uwagę niezależnie.

Podłoże ABF: najważniejsze wnioski

Technologia podłoży ABF zajmuje ważne miejsce pomiędzy obudowami półprzewodników a produkcją płytek PCB na poziomie systemowym.

Najważniejsze punkty to:

  • ABF oznacza film instalacyjny Ajinomoto, technologia dielektryka organicznego szeroko stosowana w zaawansowanych podłożach pakietów.
  • An Podłoże pakietu ABF nie jest po prostu konwencjonalną płytką PCB wykonaną z innego laminatu.
  • Jego głównym zadaniem jest zapewnienie bardzo gęstego połączenia elektrycznego pomiędzy obudową półprzewodnikową a systemem zewnętrznym.
  • Podstawą tej technologii są warstwy wzmacniające, mikrootwory laserowe, precyzyjne prowadzenie przewodów miedzianych i ścisłe dopasowanie.
  • Podłoża ABF są ściśle związane z zastosowaniami półprzewodnikowymi o dużej liczbie wejść/wyjść, takimi jak procesory, akceleratory, układy ASIC i zaawansowane urządzenia sieciowe.
  • Podłoże obudowy i płytkę drukowaną układu należy rozpatrywać łącznie, aby zapewnić integralność sygnału, dostarczanie mocy, zachowanie się na gorąco i niezawodność.
  • Technologie PCB o dużej gęstości, takie jak HDI, stają się szczególnie ważne na styku obudowa-płytka.
  • Należy już na wczesnym etapie ocenić wykonalność produkcji, ponieważ drobne geometrie i ścisłe tolerancje mogą znacząco wpłynąć na wydajność i koszty.
  • Na końcowy produkt wpływa nie tylko jakość podłoża, ale także wykonanie, montaż, kontrola i testowanie płytki PCB.

Omów swoje zaawansowane wymagania dotyczące płytek PCB lub PCBA

W przypadku projektów z zakresu procesorów, sztucznej inteligencji, sieci, dużej gęstości, dużej szybkości lub innych zaawansowanych urządzeń elektronicznych, interfejs pakietu i płytkę PCB systemu należy oceniać jako jeden, kompletny system połączeń.

Prześlij pliki PCB, informacje o układzie warstw, wymagania materiałowe, informacje o opakowaniu, ilość oraz wymagania dotyczące montażu w celu przeprowadzenia przeglądu inżynierskiego.

Zapytaj o wycenę PCB / PCBA →

Często zadawane pytania dotyczące podłoży ABF

Co oznacza skrót ABF w kontekście obudów półprzewodników?

ABF to skrót od Ajinomoto Build-up Film. Jest to technologia organicznych powłok dielektrycznych, szeroko stosowana w podłożach obudów półprzewodnikowych o dużej gęstości.

Czy podłoże ABF jest tym samym co płytka PCB ABF?

Niekoniecznie. Termin „podłoże ABF” odnosi się zazwyczaj do podłoża obudowy wykorzystującego technologię budowy dielektrycznej ABF. Płytka PCB na poziomie systemu to inna struktura połączeń, wymagająca innych wymagań projektowych i produkcyjnych.

Dlaczego mikrootwory są ważne w podłożach ABF?

Mikroprzelotki umożliwiają połączenie sąsiednich warstw na bardzo małej powierzchni. To sprawia, że ​​są one niezbędne do osiągnięcia gęstości routingu wymaganej przez obudowy półprzewodnikowe o dużej liczbie wejść/wyjść.

Czy podłoża ABF są stosowane w sprzęcie AI?

Podłoża ABF są stosowane w zaawansowanych obudowach stosowanych w urządzeniach obliczeniowych o wysokiej wydajności, w tym procesorach, akceleratorach, układach ASIC i innych urządzeniach o dużej liczbie wejść/wyjść. Dokładna architektura podłoża zależy od konstrukcji obudowy półprzewodnikowej.

Czy podłoże ABF zastępuje płytkę HDI PCB?

Nie. Podłoże obudowy ABF i płytka HDI PCB pełnią różne role. Mogą stanowić kolejne elementy tego samego systemu elektronicznego, przy czym podłoże obudowy zapewnia gęste połączenia na poziomie obudowy, a płytka HDI PCB zapewnia routing na poziomie systemu.

Na co należy zwrócić uwagę przed wyprodukowaniem płytki PCB podłączonej do zaawansowanego pakietu?

Co najmniej należy przejrzeć geometrię BGA lub obudowy, trasy ewakuacyjne, ułożenie płytek PCB, wymagania dotyczące impedancji, strukturę przelotek, rozkład miedzi, tolerancje produkcyjne, wymagania termiczne, warunki montażu i niezawodność połączenia obudowy z płytką PCB.

Rozwiązania Highleap PCB i PCBA – zapytaj o wycenę

Polecamy Wiadomości

Jak uzyskać wycenę płytek PCB

Przeprowadzimy dla Ciebie analizę DFM/DFA i prześlemy raport. Możesz bezpiecznie przesłać pliki za pośrednictwem naszej strony internetowej. Aby przygotować wycenę, potrzebujemy następujących informacji:

    • Gerber, ODB++ lub .pcb, specyfikacja.
    • Lista BOM, jeśli wymagany jest montaż
    • Ilość
    • Czas na zmianę
Oprócz produkcji PCB oferujemy kompleksowy zakres usług elektronicznych, w tym projektowanie PCB, PCBA i rozwiązania pod klucz. Niezależnie od tego, czy potrzebujesz pomocy w prototypowaniu, weryfikacji projektu, pozyskiwaniu komponentów czy masowej produkcji, zapewniamy kompleksowe wsparcie, aby zagwarantować sukces Twojego projektu.

W przypadku usług PCBA prosimy o dostarczenie BOM (listy materiałów) i wszelkich szczegółowych instrukcji montażu. Oferujemy również analizę DFM/DFA w celu optymalizacji projektów pod kątem możliwości produkcji i montażu, zapewniając płynny proces produkcji.

    Opowiedz nam o swoim projekcie PCB

    Nie masz jeszcze plików projektowych? Żaden problem. Podziel się swoją wiedzą, a skontaktujemy się z Tobą, jeśli będą potrzebne dodatkowe informacje.



    przesyłać pliki (opcjonalne)

    Pliki PCB, BOM, PDF/STEP, TXT, obrazy, ZIP/RAR/7Z · Maks. 50 MB łącznie