Placas de circuito impresso com substrato para circuitos integrados: projeto e fabricação

Uma placa de circuito impresso (PCB) para substrato de circuito integrado fornece a interface elétrica e mecânica entre um encapsulamento de circuito integrado e o próximo nível de montagem. Ela suporta interconexões densas, caminhos elétricos controlados, transferência térmica e métodos de fixação específicos para cada encapsulamento.

Como essas estruturas estão intimamente ligadas à tecnologia de embalagens, os requisitos de projeto e fabricação devem ser definidos com precisão antes de se selecionar um caminho de produção.

Índice

• Qual a função de uma placa de circuito impresso (PCB) com substrato para circuitos integrados?
• Requisitos de design orientados à embalagem
• Materiais e Empilhamento
• Linhas Finas e Microvias
• Considerações sobre montagem e confiabilidade
• Análise de substratos de circuitos integrados com Highleap

Qual a função de uma placa de circuito impresso (PCB) com substrato para circuitos integrados?

Os substratos de circuitos integrados redistribuem as conexões entre a interface do chip ou encapsulamento e os contatos maiores na placa de circuito impresso. Dependendo do encapsulamento, podem incluir linhas finas, microvias, pads definidos pela máscara de solda, planos de referência e recursos térmicos.

O substrato faz parte do sistema elétrico. Sua estrutura, materiais e geometria podem afetar a integridade do sinal, a distribuição de energia, a deformação e o desempenho térmico.

Requisitos de design orientados à embalagem

Comece com o desenho da embalagem e a especificação de interconexão. O espaçamento entre os pads, o mapa de esferas, a fixação do chip, a densidade de roteamento, as metas de impedância e o caminho térmico determinam a construção. Evite tratar um substrato de CI como uma placa de circuito impresso multicamadas padrão com um layout menor.

Registre as tolerâncias críticas, os planos de referência, os requisitos de impedância e os critérios de inspeção para que a revisão de fabricação seja baseada nas necessidades reais da embalagem.

Materiais e Empilhamento

A seleção de materiais leva em consideração o comportamento dielétrico, a estabilidade dimensional, o desempenho em relação à umidade, os ciclos térmicos e a compatibilidade com o processo de junção. A estrutura em camadas deve fornecer canais de roteamento práticos, controlando ao mesmo tempo a espessura e o alinhamento do dielétrico.

Para encapsulamentos de alta velocidade ou de radiofrequência (RF), utilize os dados do material selecionado e a análise do solucionador de campo para verificar a impedância, em vez de confiar em suposições nominais.

Linhas Finas e Microvias

Interconexões de passo fino exigem controle preciso de imagem, perfuração ou processamento a laser, revestimento e registro. O menor elemento deve ser escolhido a partir de um processo eficiente e validado, e respaldado por regras de projeto realistas.

As estruturas de microvias, as proporções e as conexões empilhadas ou escalonadas devem ser revisadas quanto à confiabilidade e testabilidade antes da liberação do projeto.

Considerações sobre montagem e confiabilidade

A planicidade do substrato, o acabamento da superfície, a soldabilidade e a expansão térmica afetam a montagem do encapsulamento. A avaliação pode incluir empenamento, confiabilidade das juntas de solda, ciclos térmicos, sensibilidade à umidade e desempenho elétrico nas condições operacionais previstas.

A validação de protótipos é importante porque pequenas alterações no material, na geometria ou no processo de junção podem ter um efeito significativo no comportamento da embalagem.

Análise de substratos de circuitos integrados com Highleap

A Highleap Electronics pode analisar as informações fornecidas sobre o substrato do circuito integrado e a montagem da placa de circuito impresso para verificar a viabilidade de fabricação, as restrições de interface dos componentes e o planejamento de inspeção. A viabilidade deve ser confirmada em relação ao conjunto de recursos e ao volume de produção exigidos.

Para uma análise de viabilidade de fabricação, solicite um orçamento de PCB com o desenho da embalagem, a configuração dos componentes, a arte final, a lista de materiais (BOM) e os requisitos de validação.