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sábado, 14 de agosto de 2010

La siguiente etapa de la Asamblea : 3- D y Libre soldar. Soldadura Electrónica (Pasta )- Libre

La siguiente etapa de la Asamblea : 3- D y Libre soldar
Domingo, 25 de julio 2010 | Miller Harvey, Fabfile en línea
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Nueva Harvey Miller.jpgAhora que las abreviaturas como SMT ( tecnología de montaje superficial ) y LF (sin plomo ) están tan bien establecidas en nuestro vocabulario , pronto será el momento de reemplazarlos con un par de otras nuevas: en 3-D de la Asamblea ( 3DA ?) y la soldadura Libre (SF ) . Los dos están inextricablemente vinculados y, juntos, se va a transformar la infraestructura de la industria de fabricación electrónica.



Soldadura libre y 3 - D será :

  • Reduzca los costos de mano de obra ;
  • Aumentar la productividad de fabricación;
  • Restaurar y ampliar la confiabilidad del equipo , y
  • Reducen enormemente el consumo de energía y las emisiones de carbono .

Pero , sobre todo, contribuirá a llenar el funcionamiento del circuito y las lagunas de densidad necesarias para ampliar la Ley de Moore , como la litografía en el silicio se quede sin vapor. Vamos a necesitar ese puente , mientras que todos los laboratorios de I + D de búsqueda para el reemplazo del silicio .



ensamblaje sin soldadura y 3 - D ofrecerá Latina una de oro, una vez en una oportunidad única para recuperar su mojo fabricación de productos electrónicos . Por favor , América , no perder esta oportunidad de dar volteretas el resto del mundo!




Es hora de utilizar 3- D en Arquitectura Asamblea electrónico



En primer lugar, quiero señalar "
Will 3D ICs Reemplace los PCB ?"Escrita por Happy Holden. El artículo apareció en el 1 de noviembre de 2007 en CircuiTree. El notable artículo fue clarividente , pero mistitled ligeramente. Tomé una enorme libertad y re- tituló "¿Cómo en 3-D Asamblea de cortocircuito IDH ". Eso requiere una explicación de que, a su vez, requiere un corto trayecto hacia abajo envases electrónica / carril de la memoria de reunión ... 



Una historia corta de embalaje y montaje electrónico



Los años 1980 fueron los años de gloria para la fabricación de electrónica estadounidense , aún cuando el proceso de deslocalización se alzaba en el fondo ( ver una de mis columnas anteriores "Desde Hong Kong, de 1963, a Del Mar, 2010: Una Inversión de deslocalización ?"). Impulsada por una mayor densidad de circuitos integrados se refleja en los paquetes IC, fabricación de circuitos impresos descubrió la tercera dimensión en su aplicación inicial de circuito multicapa.



En el plano de montaje, tecnología de montaje superficial elevaron la densidad de subsistema de nivel. Pero , a finales de la década de 1980 , la brecha entre < 100 nanómetros en función de las dimensiones de silicio y más de 6 millones (150 micrómetros) sobre los PCB - tres órdenes de magnitud de diferencia - crecía incluso más grande. Que presentaron varios retenes al progreso hacia las metas de los equipos electrónicos de mayor rendimiento con mayor funcionalidad.



En electrónica de consumo portátil, "más pequeño , más ligero , más delgado ", fue el imperativo del mercado . Así , a finales de la década de 1980 , y el comienzo de la década de 1990 , todos los sabios de paquetes de productos electrónicos descubierto una nueva religión. Su epifanía se llamaba " módulos multi - chip ", desnudo, sin envasar que mueren a bordo. Bueno, para acortar una larga historia , no fue así. MCM no se convirtió en la corriente principal. El problema de la " buena conocida morir " fue un impedimento importante. Sin embargo, dos acontecimientos conexos en los años 90 se agarraba la acción densificación - matriz paquetes IC ( BGA ) con tapa interconexiones de chip y de la Iniciativa

La BGA- IDH conexión

matrices de rejilla de bolas ( BGA ) fueron el paquete de matriz inicial para los CI , evolucionando desde el paquete de plomo periférica , aumentando los pines por pulgada cuadrada , el ancho de la conectividad. Para interponer morir al PCB groseras dimensiones que requiere un transformador dimensión - un "sustrato ". interconexiones de alta densidad ( IDH ) han nacido - dimensión poco pulgada cuadrada PCB multicapa con menos de 75 micrones y las líneas de los espacios y vías similares de tamaño . vías de Ciegos y enterrado aumento de la conectividad . Lo mismo hizo " la acumulación de "capas dieléctricas colocado por el depósito en lugar de por laminación dieléctrico, denso patterned por la tecnología semi - aditivo.



Todos estos avances se define que el desarrollo de nuevas gran interconexión , IDH. Es , a su vez , hizo posible a todos los productos portátiles de consumo , a partir de MP3 y cámaras de video para teléfonos inteligentes. Al igual que el IC sustratos que engendró la Iniciativa, toda la fabricación y toda la infraestructura de apoyo se encuentran en Asia .

U. S. Perfil de fabricación no favorable a la Iniciativa

IDH , tal como se define , no ha encontrado un hogar en Estados Unidos. Una de las razones radica en su perfil de fabricación. Infraestructura de red , servidores y equipos de almacenamiento de memoria , como ahora en práctica, requieren tablas grandes y largas colas de la señal. De alta velocidad de la señal de la integridad espaciamientos línea de más de 75 micrómetros , a diferencia de CI BGA sustratos y productos electrónicos portátiles de consumo .

Las interconexiones en 3- D va a cambiar esa imagen con menor acceso a los componentes en 3-D , el aumento de la conectividad y la diafonía reducida.

Ahora, de vuelta al presente ...

Antes de describir el contenido del artículo de Holden en el montaje en 3-D , he aquí algunas palabras sobre el autor . Él es ahora director de tecnología de Foxconn , líder mundial en la vertical -estructuradas , con sede en Taiwan EMS proveedor , que se espera hacer $ 75 mil millones en ventas en el montaje y fabricación de este año. Fue un jugador clave en las operaciones en cautividad de Hewlett Packard de PCB en la década de 1980 y luego se trasladó en el diseño , incluyendo una temporada en Mentor. Su valiosa Manual IDH está disponible gratuitamente aquí. Para más antecedentes , lea "Feliz Holden se retira de Mentor , el logro de Taiwan. "

Su artículo sobre el 2007 muchos frentes de reunión 3- D es más apremiante debido a su importante papel como un misionero de la Iniciativa.

El siguiente cuadro, extraído de su artículo, demuestra la superioridad en 3-D mejor que las palabras . El " OCCAM "está proxy para el 3- D .



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Tabla 1: OCCAM , un ejemplar de la asamblea en 3-D , ofrece cinco a siete veces la densidad del IDH en la mitad del costo . ( Imbera , con Nokia. )

Su artículo se compara la creciente , las nuevas variedades de aplicación 3-D. Holden fue " tomado por sorpresa "en 2007 a su rápido crecimiento . El proceso ha continuado. componentes TSVs e incrustados son los dos frentes principales, se van a fusionar en 3-D se desarrolla.

componentes integrados se pueden distribuir de película fina o discretos. Eliminan inductancia auto plomo, ahorrar espacio, permitirá en 3-D interconexiones y eliminar las conexiones de soldadura de plomo.


Soldadura Electrónica (Pasta )- Libre




El 8 de abril de 2010, por iniciativa de Phil Marcoux , un grupo se reunió en el IPC APEX Expo celebrada en Las Vegas , Nevada, para discutir la soldadura libre de montaje . Soldadura libre de montaje es posible mediante 3-D . chapado de cobre sustituye reflowed pasta de soldar . Los beneficios se resumen a continuación .



Impactos Ambientales y Económicos



Total de soldadura por refusión de Energía 2010 aproximación (basada en la penetración de mercado de pasta de soldadura SAC de aproximadamente 62 %):

SAC pasta de soldar : 6,24 mil millones megajulios

SnPb pasta de soldar : 3,07

Total 9310 millones megajulios



las emisiones de CO2 :



SAC pasta de soldadura : 401 millones de kilos

SnPb 201

Total 602 millones de kilos



En agosto de 2005 , la Universidad de Tennessee presentó su informe final , " Soldadura en Electrónica : Un Ciclo de Vida ", un estudio comparativo de los impactos de la soldadura, el cual declaró: "En un análisis global de la cuna a la tumba , el sistema de soldadura incluye cinco etapas del ciclo vital : (1) la extracción de materias primas / adquisición , (2) productos de tratamiento (3) fabricación del producto; (4) el uso del producto o la aplicación; y (5) la disposición final / EOL ".



El estudio proporcionó métrica para el uso de energía y kg de CO2 por cada 1.000 cc de pasta de soldadura , utilizados para obtener los totales mencionados .



John Burke, uno de los fundadores del Grupo SMART y columnista EMS007 , al comentar el estudio , dijo: "Los europeos deberían haber realizado este estudio antes de forzar la soldadura sin plomo en el mundo. Si se hubieran realizado el análisis, el impacto medioambiental negativo de sin plomo habría sido evidente . "



Fiabilidad de los equipos electrónicos




Paul Reid , experto en seguridad y columnista , comenta: " la soldadura sin plomo reduce la fiabilidad del 50%, nada más sacarlo de la caja ".



Error de la soldadura sin plomo que aportan mecanismos incluyen :


  • Mala adherencia de soldadura requiere más activos , los flujos corrosivos ;

  • El alto contenido de estaño conduce a la disolución de cobre en las almohadillas ;

  • la migración Kirkendall Efecto del cobre da lugar a vacíos ;

  • 260 ° C la temperatura necesaria para la plena componentes reflujo estrés y tablas , y

  • Estaño bigotes.

En comparación con chapado en cobre a través de las interconexiones de todas las conexiones soldadas han fiabilidad y desventajas de rendimiento.




El punto es que todas las interconexiones de soldadura son fuentes potenciales de fracaso final . Por el contrario, chapado en cobre a través de conexiones con los conductores de su composición sean intrínsecamente homogéneo y fiable , teniendo en cuenta emparejado CTE de sustratos y clientes potenciales.



Referencias



1.
Las juntas de soldadura en Electrónica : Diseño para la confiabilidad, Werner Engelmaier , Engelmaier Asociados .

2. Bumpless capa de Acumulación de envases, Intel BBUL investigación.





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Materiales para imprimir y dispositivos electrónicos para el Envasado

Resumen

EI Figura 8a.jpg



tecnologías de impresión ofrecen una solución simple para construir circuitos electrónicos sobre substratos flexibles de bajo costo. Materiales jugará papel importante para el desarrollo de la tecnología de impresión avanzada. Impresión avanzada es una tecnología relativamente nueva y necesita más caracterización y optimización de aplicaciones prácticas. En este artículo , los autores examinan el uso de diferentes materiales en el ámbito de la tecnología de impresión .



Una variedad de nanomateriales para imprimir los envases electrónica se han desarrollado . Esto incluye nanocapacitors y resistencias pasivas como incrustado , nanomateriales láser, materiales ópticos , materiales , etc puede proporcionar altas densidades de capacidad, que van desde 5nF/inch ² a 25 nF / pulgada ² , dependiendo de la composición , el tamaño de las partículas y espesor de la película . Las propiedades eléctricas de los condensadores fabricados a partir de BaTiO3nanocompuestos -epoxi mostraron una evolución estable pérdida constante dieléctrica y baja en un rango de frecuencia de 1 MHz a 1.000 MHz . Una variedad de resistencias para imprimir discretos con resistencias hoja diferente , que van desde ohmios Mohm , procesa en grandes paneles (19,5 pulgadas x 24 pulgadas) se han fabricado . materiales de baja resistividad, con resistencia de volumen en el rango de 4.10 ohm- cm a 6.10 ohm-cm dependiendo de la composición , tamaño de partícula y la carga puede ser utilizado como conductor de las articulaciones de alta frecuencia y alta densidad de interconexión de aplicaciones. Termoendurecibles polímeros modificados con materiales cerámicos o compuestos orgánicos puede producir k dieléctricos bajos y pérdida. La fiabilidad de los materiales fue determinada por IR- reflujo , ciclos térmicos , prueba de presión cocina (PCT ) y el choque de soldadura. Cambio en la capacitancia después de 3X IR- reflujo y después de 1.000 ciclos de ciclo profundo térmica ( DTC ) entre -55 ° C y 125 ° C , fue en 5 %. La mayoría de los materiales en el vehículo de prueba se mantuvieron estables después de IR- reflujo , el PCT y el choque de soldadura.

Introducción



En los últimos años , los avances se han logrado importantes en el desarrollo de la tecnología de semiconductores de envasado que utilizan diversos métodos de impresión, como la serigrafía , impresión de chorro de tinta e impresión microcontacto . Esta tendencia está impulsada por la demanda de bajo costo y gran superficie, flexible y dispositivos de peso ligero . Dado que la impresión es de por sí de naturaleza aditiva , materiales y costes de eliminación se espera que sean reducidos, resultando en un costo neto del sistema extremadamente bajo. La mayor parte de las actividades de investigación en esta área de impresión se han dedicado a la elaboración de materiales de orquesta de chorro de tinta procesable solución [1-4 ] . materiales para imprimir deben ser química y físicamente inertes a la otra funcional, dieléctricos, materiales photoimageable transformación en la misma capa de preservar la integridad estructural y eléctrica de los dispositivos / paquetes y tienen que ser operativamente estable para mantener un funcionamiento de larga vida .



A estos efectos , los materiales orgánicos y poliméricos han sido ampliamente perseguidos ya que ofrecen numerosas ventajas, incluyendo el procesamiento a baja temperatura , compatibilidad con los sustratos orgánicos , estable y significativa para la modificación estructural. Nanomateriales / compuestos híbridos de proporcionar el mayor beneficio potencial para la alta densidad, de alta velocidad, miniaturizados avanzadas de envasado . Las pequeñas dimensiones , la fuerza y las notables propiedades físicas y eléctricas de estas estructuras , los materiales que los hacen muy singular con una gama de aplicaciones prometedoras . Los dispositivos semiconductores basados en polímeros funcionales , materiales compuestos , los híbridos se consideran muy prometedoras para aplicaciones electrónicas , ya que potencialmente pueden ser fabricados totalmente con similares tecnologías de polímeros para imprimir en diferentes rellenos activo puede ser introducido en el sistema de polímeros funcionales misma .


nanocompuestos han reportado varios avanzadas para aplicaciones de embalaje . A pesar de nanocompuestos varios utilizados para el avance de la tecnología de semiconductores de envases no siempre son imprimibles , los autores creen que existe un margen potencial de mejora de los materiales existentes, para que la temperatura de procesamiento de bajo , los procesos flexibles y rentables para imprimir y materiales pueden ser desarrollados para las grandes producción a gran escala . Un esfuerzo en este sentido se presenta en este documento.

En este trabajo , los autores del informe para imprimir nuevos materiales que tienen el potencial para superar los materiales convencionales para producir estructuras finas compatible con sustratos orgánicos . En concreto , las aplicaciones electrónicas de los materiales de impresión se discuten (Figura 1), tales como adhesivos (ambos conductores y no conductores ) , dieléctricos entre capas (bajo - k , dieléctricos de baja pérdida ) , integrados pasivos (condensadores , resistencias ) , circuitos , Etc Los autores también están investigando los materiales de impresión para la fabricación de dispositivos tales como inductores, incrustado láser e interconexiones ópticas . Aquí , los autores han utilizado resinas epoxi, como la típica matriz de polímero y una gama de metal / rellenos de cerámica con un tamaño de partícula de entre 10 nm a 10 micras. La adición de distintos materiales de relleno en los controles de matriz epoxi las propiedades de eficiencia eléctrica de los materiales compuestos .



Por ejemplo , la adición de nanopartículas de óxido de zinc en shows láser epoxi como el comportamiento en el bombeo óptico , y la adición de titanato de bario ( BaTiO3) los resultados de las nanopartículas en alta capacidad. resinas termoestables tienen ventajas en términos de fabricación , las temperaturas de transformación, baja absorción de humedad , altas temperaturas de transición vítrea ( Tg), y la versatilidad los hacen muy prometedor para el envasado avanzado. Sin embargo , dispersiones homogénea de partículas de cerámica en la matriz epoxi son un paso crítico para alcanzar propiedades uniformes película.



Figura 1.jpg IE

Figura 1: Vista general de algunas de las posibles aplicaciones de los materiales de impresión en la microelectrónica .



EI 2.jpg Figura



Figura 2: proceso de impresión Varios ( A) - ( B ) Pantalla resistencias impreso, (C ) - ( D ) la pantalla condensadores impresos, y (E) - (F ) de inyección de tinta impresa inductores.



EI 3.jpg Figura



Figura 3: inyección de tinta de impresión en plástico flexible .


 

Resultados y Discusión



materiales para imprimir tiene aplicaciones potenciales en todos los niveles de la microelectrónica ( ver Figura 1) . Este artículo examina el uso de nanomateriales en el ámbito de la tecnología de impresión . procesos de impresión tienen varias ventajas , tales como la deposición selectiva , la reparación y la capacidad de re- impresión. Sin embargo , las características impresas con las características deseadas , el grosor y la tolerancia presentan retos significativos. En general, las soluciones diluidas se utilizan para la impresión de chorro de tinta fina y pastas se utilizan con pantallas de grosor y la impresión de contacto.



concentración de Nanomateriales y la viscosidad correspondiente es importante para los procesos de impresión . de baja viscosidad, es preferible que los procesos de impresión de chorro de tinta , en el rango de 7-10 cp . Baja viscosidad permite la generación de estructuras finas submicron . Serigrafía y el contacto se realiza mejor con una mayor viscosidad ( 100.000-150.000 cp ) thixotropes , y generar 10-25 micrones de espesor características . La realización de polímeros , materiales compuestos , las nanopartículas a favor de impresión de chorro de tinta para los transistores , guías de onda. Pantalla / impresión por contacto puede ser utilizado para la fabricación de láseres aleatorios donde las partículas de la superficie están activos. resistores integrados, capacitores y líneas conductoras del circuito puede usar chorro de tinta o impresión de la pantalla de diferentes características . características dieléctricas son típicamente grandes y pueden usar cualquiera de las técnicas de impresión conocido.



Figura 2 muestra diversas impresiones . Figura 2A- D representan los procesos de impresión de la pantalla . métodos de impresión de la pantalla puede producir aspectos de la línea en el rango de 100 micrones. Figura 2E- F representan impresiones de chorro de tinta con el tamaño mínimo de entidad lineal en el rango de 30-100 micras. El espacio entre dos de inyección de tinta imprimen líneas se puede reducir a 50 micrones. Además , los autores están desarrollando envases flexibles para una variedad de aplicaciones. Varias clases de materiales flexibles se pueden utilizar para formar de alto rendimiento de envases flexibles . Los autores están investigando la pantalla y la impresión por chorro de tinta de bajo costo envases flexibles .



Figura 3 representa la impresión de chorro de tinta sobre sustratos flexibles. Una variedad de materiales , incluidos los de poliamida , PTFE y el polímero de cristal líquido ( LCP ) , se ha utilizado para elaborar envases flexibles . Los envases flexibles con pasivos integrados también están siendo investigados . Un elemento clave de estos envases flexibles es la incorporación de la capacitancia disociación integrada capas resistencia. Figura 2A -B representa serigrafiados resistencias en un sustrato de PTFE. Para la deposición selectiva área grande , el tamaño y el grosor función dictará la tecnología de impresión . Nosotros preferimos utilizar la impresión por chorro de tinta para gran área depósito selectivo de las estructuras de varias capas con espesor controlado (Figura 3B -C).



Condensadores y resistencias



Una nueva clase de nanocompuestos de polímero que ha mostrado una elevada constante dieléctrica , es un BaTiO3 nanocompuestos epoxi. Estos se usan para fabricar condensadores de película delgada incrustado. laminación High-temperature/pressure se utilizó para integrar condensadores en placas de circuitos impresos multicapa . La fabricación de condensadores se basa en una tecnología secuencial acumulación empleando una primera Cu grabado electrodo. Después de los patrones del electrodo , la nanocompuestos pueden ser depositados y laminados en un PCB . Nanocompuestos pueden ser depositados directamente por la impresión. La Figura 4 muestra un diagrama de flujo para la toma de serigrafía condensadores discretos integrados y resistencias. los valores de la capacitancia se definen por el tamaño de la característica , el espesor y constante dieléctrica de las composiciones de cerámica - polímero . La figura 5A muestra una vista representante de la sección transversal de la pantalla impresa incrustado condensadores y resistencias . La medición de las propiedades eléctricas de los condensadores fabricados a partir de nanocompuestos grabados y áreas que tienen de ~ 2 -
100 mm ² mostraron densidad alta capacidad que van desde 5 nF / pulgada ² a 25 nF / pulgada ² , dependiendo de la composición , tamaño de partícula , y el espesor de las impresiones. condensadores de película delgada fabricado 40 a 60 % v / v BaTiO3nanocompuestos -epoxi mostró una densidad de capacitancia estables en el rango de 5-20 nF / m² pulgadas. Condensadores fabricados a partir de 70 % v nanocompuestos v / mostraron densidad capacitancia de 25 nF / m² pulgadas.



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Figura 4: Presentación esquemática para la toma de pantalla de película delgada para imprimir condensadores integrados y resistencias.






EI Figura 5a.jpg



Figura 5a: vista en sección transversal de la pantalla impresa incrustado condensadores y resistencias .



EI Figura 5b.jpg



Figura 5b : perfil de impedancia de los condensadores .



Hemos utilizado el analizador de redes para las mediciones de alta frecuencia de impresora condensadores integrados. Las mediciones se llevaron a cabo a partir de 45 MHz a 26GHz . Figura 5b muestra el perfil de frecuencia alta capacidad de 1 cm de diámetro condensadores . El ajuste de la curva indica que estos condensadores son equivalentes a una capacidad 1,4 nF a granel. La inductancia de condensadores incluyendo el exceso de sonda, a través de e incrustados se estimó en 60 pH. La figura 5c muestra la constante dieléctrica (DK) y factor de disipación medido a 1MHz - 1.000 MHz para un BaTiO3 nanocompuestos epoxi como un ejemplo típico representante . Dk mínima (3,7) y la pérdida ( 0,017) se observó en epoxi puro. La adición de alta constante dieléctrica (~ 1200) de partículas de titanato de bario en la matriz de epoxi aumenta la constante dieléctrica global .



Las propiedades dieléctricas de un nanocompuesto es probable influencia de dos maneras: ( a) por la microestructura del compuesto y ( b ) por el cambio en la interfase o la polarización de Maxwell en las interfaces . Para disfrutar de un nanocompuesto dispersos titanato de bario , la polarización interfaz tiene una gran contribución sobre la propiedad dieléctrica. Según la regla de Maxwell para las mezclas dieléctrico, la medida Dk (compuesto) debe exceder los valores de la resistencia correspondiente Dk condensador epoxi tal que Dk ( epoxi ) < Dk (compuesto) < Dk (partícula) . El aumento de pérdidas dieléctricas 0,01 a 0,025 , con frecuencia cada vez mayor .



EI Figura 5c.jpg



Figura 5c : constante dieléctrica (DK) y la pérdida en función de la frecuencia de los materiales para imprimir.



EI 6.jpg Figura



Figura 6 : Cambios en la resistencia con la temperatura .


Nanocompuestos son también atractivos para aplicaciones de resistencia ya que las piezas resistencias variables se pueden formar con sólo cambiar el metal relación aislante. Estas composiciones , sin embargo, tienen ventaja práctica sólo cuando sean susceptibles de ser impresos en las capas internas de circuitos . Los autores han desarrollado diversas resistencias discretas con resistencia de hoja de 1 ohm a 120 Mohm . Resistencias en varias gamas ofrecen un tratamiento de baja temperatura y resistencia de materiales se pueden imprimir en la capa interna misma . Ejemplos representativos de los perfiles de temperatura (25 ° C -150 ° C ) de las resistencias de película delgada se muestran en la Figura 6 . Las propiedades eléctricas de resistencias fabricadas con nanocompuestos epoxi mostraron una resistencia estable a lo largo de este rango de temperatura.



Inductores



de impresión de inyección de tinta de las estructuras en espiral se pueden utilizar para formar bobinas. El espacio en la espiral y la resistencia dictará calidad de inductores. Alta resistencia térmica provoca la pérdida y, por tanto , no es adecuado para los inductores . Aquí , los autores han depositado capas múltiples de metal en las líneas de inyección de tinta impresa para aumentar la capacidad de transporte de corriente o conductividad. Espiral de alta conductividad puede generar mayores campo magnético en la misma tensión y por lo tanto puede proporcionar un mayor inductancia en paquetes más pequeños. Los autores han utilizado una variedad de capas múltiples de metal, como Cu electrolítico , el oro de inmersión , el oro electrolítico , el paladio electrolítico , el níquel electrolítico , etc Figura 2E muestra un ejemplo representativo de inductores espiral. depósito Multi- capa en espirales de metal reduce la resistencia línea a cientos de miliohmios .



Adhesivos para la realización de interconexiones



nanocompuestos de baja resistividad de resistividad de volumen en el rango de 4.10 ohm- cm a 6.10 ohm- cm, dependiendo de la composición , tamaño de partícula y carga, puede ser utilizado como conductor de las articulaciones de alta frecuencia y alta densidad de interconexión de aplicaciones. unión de metal a metal entre los rellenos conductor proporciona la conductividad eléctrica , mientras que una resina de polímero proporciona una mejor capacidad de procesamiento y la robustez mecánica. Los materiales pueden ser impresos o llenos en un núcleo de unión para la fabricación de las interconexiones del eje Z en laminados . articulaciones conductora se formaron durante la laminación compuesto utilizando un adhesivo conductor de la electricidad . Los núcleos llena adhesivo unirse fueron estratificados, con subcomposites circuitized para producir una estructura de material compuesto .



laminación High-temperature/pressure se usa para curar el adhesivo en el compuesto y faciliten la interconexión entre los subcomposites circuitized . Figura 7 muestra fotografía óptica de la sección transversal del PLP construye con paño de vidrio reforzada materiales dieléctricos . La construcción fue montada a partir de múltiples capas múltiples sub - compuestos. El recuadro muestra una visión algo ampliada de una conexión adhesiva tierra- tierra.



EI 7.jpg Figura



Figura 7
: Fotografía de z -interconnect laminado se muestra en la sección transversal.



Imprimir ZnO




ZnO ha sido propuesta como un material interesante para los dispositivos ópticos en el azul de longitud de onda ultravioleta a la región debido a su gran banda prohibida directa de 3,4 eV. semiconductores basados en ZnO puede cubrir casi la misma gama de longitudes de onda como GaN . La energía excitonic unión de ZnO es mucho mayor que los compuestos basados en GaN . Se ha prestado mucha atención a los sistemas de ZnO dispersos que, al bombeo, las emisiones láser muestran como se describe por el láser aleatorio plazo. Una serie de ZnO láseres aleatorios basados , incluyendo películas de ZnO policristalino , polvos [ 5], microlasers ZnO [6 ] , híbridos basados en ZnO [7,8 ], etc , se han desarrollado . En los láseres convencionales , los fotones se refleja hacia atrás y adelante a través de una cavidad de estimular la emisión de más fotones contribuyendo así a crear un intenso haz de radiación coherente [ 9]. Un efecto similar puede producirse en un medio desordenado que contiene partículas de semiconductores o en un polvo finamente molido semiconductores . Si las partículas o granos son lo suficientemente cerca - menos de la longitud de onda de la luz - los fotones forman lazos cerrados . Como resultado , la luz se dispersa que pasa por los mismos granos , al igual que en un láser normal , la luz rebota entre los espejos principales a la amplificación de la luz.

Wiersma [9 ] sugiere varias posibles aplicaciones de los láseres aleatorios ZnO basada en la variedad de nuevos dispositivos ópticos miniaturizados . Das y Giannelis desarrollado una serie de nanocompuestos de polímero ZnO . Epoxy, PDMS ( polidimetilsiloxano ) , y PMMA ( polimetilmetacrilato ) nanocompuestos basados en ZnO muestran emisión con láser en torno a 385 nm ( región azul - violeta). Cuando ZnO se dispersa en un polímero fluorescente como poli [2- metoxi -5-( 2'- ethylhexyloxy ) -p-Fenileno vinileno ] ( MEH -PPV ) , muestra la emisión con láser en torno a 610 nm (rojo región). Por otra parte , el óxido de zinc es útil como material piezoeléctrico y sensor. Este material puede ser utilizado como relleno para las capas de la capacitancia en ZnO mejora la micro-estructura y calidad de la película de los condensadores de bario titanato de epoxi . Los autores han desarrollado ZnO imprimir para una variedad de estructuras finas . Podemos imprimir diferentes anchos de línea y espaciados que varían de aproximadamente 3,5 a 10 milésimas de pulgada . Más pequeño características, como ~ 2 puntos millones , también se pueden imprimir. Todas estas características se puede utilizar como láseres de azar, o de la capacitancia, óptico o capas de protección. Así, es posible utilizar ZnO impresora multifuncional como materiales para los dispositivos.



Confiabilidad



La fiabilidad de los nanocompuestos fue determinada por IR- reflujo , ciclos térmicos , prueba de presión cocina (PCT ) y el choque de soldadura. Cambio en la capacitancia después de 3X IR- reflujo y después de 1.000 ciclos de ciclo profundo térmica ( DTC ) entre -55 ° C y 125 ° C , fue en 5 %. Cambio en la capacitancia después del reflujo de infrarrojos (asamblea) de acondicionamiento previo ( 3X, 245 ° C ) ya los choques térmicos hasta 1.400 ciclos (-55 ° C -125 ° C) para los condensadores integrados grandes, medianas y pequeñas eran menos del 5% . La mayoría de los nanocompuestos en el vehículo de prueba se mantuvieron estables después de IR- reflujo , el PCT y el choque de soldadura. Cambio de la conductividad del conductor de electricidad, adhesivos después del reflujo 3X -IR a 220 ° C fue inferior al 5% . Algunos de los materiales de baja pérdida también estaban expuestos al PCT (4 horas) seguido de un baño de soldadura 15 segundos a 260 ° C. PCT y el choque de soldadura a veces provocar la deslaminación. En general, la soldadura por inmersión / shock recoger el
PCT inducida por los defectos y delaminación causa. PCT y los experimentos iniciales de soldadura por inmersión no mostró ninguna delaminación . pruebas de fiabilidad detallada de nanocompuestos está bajo investigación.



EI Figura 8a.jpg

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Figura 8: ( A) Presentación esquemática para hacer guías de onda para imprimir y (B ) guías de onda ópticas .



Las guías de ondas ópticas



Las guías de ondas son importantes para aplicaciones de alta velocidad. Varios de polímeros y nanocompuestos son reportados a ser útiles como guías de onda. Zhang et al. [ 10], reportaron las nanopartículas de plata y rodamina B de polímeros basados en guías de onda planar multi-modelo . concentración de nanopartículas de plata mejora las propiedades ópticas ( fluorescencia) de guías de onda planar dopados rodamina - PMMA. SAJ et al. [ 11], describe las guías de ondas de plasmones compuesto de plata nanoplates dispuestos en varias geometrías para encontrar el uno con el menor atenuación. Ellos han investigado propagación de la luz de longitud de onda de 500 nm a lo largo de las diferentes cadenas de plata nanoplates de longitud sub - longitud de onda y la anchura y altura de longitud de onda de tamaño . Yeo et al. [12 ] , desarrollado un nuevo polímero de sílice interruptor termo- óptico híbrido con interferencia reducida significativamente. El revestimiento de la parte superior y las capas fundamentales están compuestos de polímero , mientras que la capa de revestimiento de la parte inferior está hecha de sílice.




Entre las diversas técnicas de curado UV , micro- moldeado y la replicación son procesos exitosos para la fabricación de polímeros guías de onda. Las guías de onda de polímero se muestra en la figura 8b fueron fabricados utilizando un proceso de polímero de inyección de tinta óptica compatible . Debido a limitaciones de resolución espacial y tamaño de la gota de equipos de inyección de tinta actuales , los canales de guía de ondas no puede ser " de inyección de tinta de imprenta. " En su lugar, de alta resolución procesos litográficos debe ser utilizado para definir los canales de guía de onda real. Aunque el screening de los materiales de guía de onda es posible , los procesos de inyección de tinta ofrecen deposición excelente material y revestimiento , tanto en términos de flexibilidad , con control de espesor exacto y uniforme en el rango de dos a tres micras. Figura 3B muestra la impresora de chorro de tinta , de gran área, selectiva deposición de materiales de guía de ondas . espesor deseado de la capa de chapado o núcleo puede lograrse mediante una o varias pasadas de impresión.



Los autores utilizaron contacto y sin contacto con la fotolitografía processis fotomáscaras de alta calidad para la definición de los canales de guía de ondas . La figura 8a muestra un diagrama de flujo para la toma de guías de onda ópticas . guías de onda de buena calidad con bajas pérdidas (aproximadamente 0.05dB/cm ) a 850 nm se pueden fabricar con la impresión de chorro de tinta . El principal desafío de la implementación de esta tecnología es en la formulación del polímero óptico con la viscosidad adecuada y propiedades de adhesión .



Bajo K y composites de baja pérdida



Bajas pérdidas materiales son importantes para la alta frecuencia y aplicaciones de alta velocidad . materiales de baja k son útiles para reducir el grosor del sustrato dieléctrico circuito resultante . La industria inalámbrica de rápido crecimiento requiere de materiales de alto rendimiento para construir de baja pérdida , alta densidad, paquetes integrados térmicamente estable . GHz de frecuencia de sistemas operativos requieren materiales de sustrato con una menor pérdida ( Df ), baja constante dieléctrica (DK) y una buena potencia las características de manejo , que son importantes en muchas de estas aplicaciones.



Baja pérdida es un requisito crítico para los dispositivos portátiles ligeros para la vida de la batería. dieléctricos low-k no sólo baja línea a línea de capacidad, sino también reducir los problemas de interferencia entre las huellas . polímeros orgánicos , como benzocyclobutene divinil siloxano ( DVS- BCB ) , un polímero basado en el silicio con alto contenido orgánico y de poli ( arileno ) éteres (PAE ) son algunos ejemplos de materiales de baja K . Los fluoropolímeros , fluorados poliimidas , híbrido poliimida - sílice y triazina bismaleimide , en combinación con resinas epoxi , se han utilizado como bajas pérdidas y baja k materiales dieléctricos .



Este artículo describe la pérdida completa de impresión de bajo y materiales de bajo k compatible con laminado de sustratos orgánicos . Los autores presentaron los sistemas llenos de cerámica o de polímeros orgánicos en cerámica / rellenos orgánica y dictar la propiedad de los materiales compuestos . de sílice y sílice puro muticomponent , el nitruro de boro, aluminio y varios k otra baja y la pérdida de relleno se utilizaron como compuestos de impresora . Figura 9 muestra una variación de la constante dieléctrica y la pérdida con la frecuencia. Constante Dieléctrica disminuye con frecuencia cada vez mayor . La serigrafía y técnicas de dosificación se utilizan generalmente para la impresión de materiales dieléctricos .



EI 9.jpg Figura



Figura 9:
Constante Dieléctrica y la pérdida en función de la frecuencia para epoxi llena sistema.




Conclusiones



materiales no son prometedoras para imprimir sólo porque son versátiles , pero también económica en comparación con otros métodos. Una variedad de materiales adecuados en los procesos de impresión para la fabricación de componentes integrados selectiva y localizada en
PWB / LCC se ha desarrollado ( Figura10 ) . Los materiales y procesos permiten tamaños finos característica y espesor controlado de los depósitos de capas. Este resultado se logra mediante el uso de inyección de tinta , la detección y el contacto priting y dispensación de los procesos . Los experimentos demostraron que la impresión por chorro de tinta y posterior deposición de metal capa es conveniente para los inductores , mientras que la pantalla o póngase en contacto con la impresión para la conducción de adhesivos para aplicaciones de interconexión . Los condensadores , resistencias, ZnO y materiales de guía de onda puede utilizar cualquiera de chorro de tinta o de la pantalla o imprimir en contacto con los procesos basados en sus requisitos y la viscosidad de las soluciones.



EI 10- 2.jpg Figura



Figura 10: materiales para imprimir en la microelectrónica . Múltiples materiales se pueden imprimir en la misma capa.



Condensadores fabricados utilizando un proceso de impresión mostraron alta capacidad y baja pérdida , y son fiables después de IR- reflujo y DTC .
Los nanomateriales pueden producir resistencia variable que van desde ohmios Mohm . k baja y materiales pérdida también puede ser fabricada a partir de nanocompuestos . En general , los materiales de impresión será útil para producir múltiples functial envases electrónicos complejos . Los resultados también sugieren que los nanomateriales impresora puede ser atractivo para Roll -a-rollo de fabricación de la microelectrónica de grandes superficies tales como el despliegue de pantallas, e-paper , teclados , las estructuras de radiofrecuencia , los transistores , la energía fotovoltaica , dispositivos médicos, etc



Referencias



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7. G. van Soest, Tomita M. , A. Lagendijk, " Ampliando el volumen en los medios de difusión, " Opt. Lett. , 24 ( 1999) 306.

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Problemas en el tanque : Metalización flexible , parte II

Jueves, 05 de agosto 2010 | Michael Carano , OMG Químicos Electrónica


En mi columna anterior, y en otros lugares en la literatura , las preocupaciones con el cobre electrolítico de la descamación de materiales poliimida han sido reportados. La principal preocupación con descamación o ampollas es la creación de un vacío causado por el peeling o ampolla ( Figura 1).



Carano Figura 1.jpg



Figura 1: circuito flexible de plasma antes de la siembra desmeared .



Es la hipótesis de que las ampollas se originan en una, o una combinación de, las causas potenciales se enumeran a continuación :

  • adsorción catalizador causando un excesivo depósito de hiper electrolítico ;
  • Altamente depósito de cobre electrolítico subrayó ;
  • Plasma residuos causando bondability pobres del cobre electrolítico ;
  • Más de superficie de la resina activa debido a la del plasma;
  • Falta de perfilometría superficie debido al plasma , y
  • En general la suavidad del material de poliamida .

Básicamente , se puede considerar un mecanismo de estrés como una posible causa de una mala adherencia del metal plateado para el sustrato. Cuando el estrés discutiendo en depósitos plateado, existen dos formas - una tensión de compresión y tracción . Bajo tensión de compresión , un depósito de intentos para aliviar el estrés que al acortar sí mismo. En esencia , el depósito rizos lejos de la dirección de este revestimiento. Con tensión de tracción , el depósito se alargan [1 ] . Lo que esto significa es , con tensiones de compresión altamente , una ampolla suele ser generado. Y con tensión de tracción , uno ve normalmente una delaminación del depósito del sustrato.



Cuando un recubrimiento metálico se pone en contacto con un material de resina , varios factores críticos están en juego , entre ellos [ 2]:

  • Grado de contacto entre el metal plateado y la superficie ;
  • Superficie de energía del sustrato ;
  • Grado de limpieza o el alcance de contaminantes de la superficie , y
  • Último niveles de estrés del metal depositado .

Es obvio que cuando el cobre electrolítico se deposita sobre una superficie de resina , la adhesión no debe verse comprometida . El objetivo es minimizar el estrés (tanto de compresión y tracción ) en la mayor medida posible.



Un ejemplo real de adhesión relacionados con ampollas se muestra en la sección transversal en la figura 2 . Tenga en cuenta que las ampollas que son evidentes en la sección.



Carano figura 2.jpg



Figura 2 : Las ampollas se indican con flechas .

Se reconoce que desmear plasma deja la superficie un tanto en un estado inerte . Es importante que el trabajo muy estrechamente con el fabricante de su proveedor de plasma para asegurar un proceso optimizado . Es fundamental que los residuos del proceso desmear plasma son removidos antes de cobre electrolítico de chapado. Residuos , en caso de que permanezcan en el sustrato, causará fallas de adhesión. Recomiendo que a los circuitos de la flexión y flexión rígida , una alcalina suave proceso de permanganato de ser empleados junto con el plasma .



Otro factor crítico de éxito se refiere a las condiciones operativas y químicas en el proceso de deposición de cobre electrolítico . Estos aspectos clave que ahora se presenta con cierto detalle. Mucho de lo que se detalla a continuación son los resultados de hace muchas . Estos experimentos produjeron varias piezas importantes de información.



El factor crítico primero es el control de la velocidad de depósito de cobre. Después de varias EOD y otras pruebas, la mejor condición para la eliminación de la electrolítico peeling es aplicar lo que se conoce como proceso de una velocidad de depósito de cobre electrolítico de bajo . La definición de la deposición de baja es un proceso que los depósitos de 1,0 a 1,5 micropulgadas de cobre por minuto de tiempo de permanencia en la solución de cobre electrolítico en sí. Esto se consigue haciendo varias modificaciones en el proceso actual. En primer lugar, el baño electrolítico se debe reducir la temperatura de 80 a 90 ° F con un tiempo de deposición de 20 minutos. El espesor de depósito de destino es de 20-25 μ por 20 a 25 minutos.



A fin de frenar el baño, la cantidad de catalizador de paladio depositado sobre la base material dieléctrico debe reducirse. Esto se logra al reducir el limpiador / acondicionador , así como las concentraciones de catalizador. Por supuesto , ayuda si el limpiador / acondicionador de la química está diseñado para reducir el espesor de la capa de catalizador , ya que es adsorbido por el material de poliamida . La reducción del espesor de la capa de catalizador y , a su vez la cantidad de paladio en el material , mejora la adhesión , así como reduce la tendencia del cobre electrolítico de ampolla o pull- lejos del sustrato .



Uno tiene que evitar la situación que se muestra en la Figura 3 . Aquí el estrés en el depósito ha sido tan alta que el cobre blíster y luego se separó del sustrato.



Carano figura 3.jpg



Figura 3 : Los formularios de la ampolla luego rompe con poliimida, dejando un vacío . 



Por supuesto la falta de textura de una superficie de poliamida contribuye a las fallas de adherencia también. Figura 4 a continuación muestra la topografía de la superficie de una resina epoxi de alta Tg después desmear alcalina de permanganato (a la izquierda ) frente a poliimida desmear después ( a la derecha) .



Carano figura 4.jpg



Figura 4: epoxi de alta Tg después desmear (izquierda) y después de poliimida flex desmear a la derecha.

Es evidente que cualquier ayuda con la adherencia de la topografía sobre la rugosidad de la superficie poliimida es casi imposible. Por lo tanto, es aún más crítico que el proceso de cobre electrolítico estar diseñados para un rendimiento óptimo , que incluye depósitos de baja tensión , menores tasas de deposición global y reducir al mínimo la cantidad de absorción de paladio del catalizador.



En una futura columna , voy a profundizar en otros aspectos del depósito de cobre electrolítico , incluyendo las interacciones clave entre los acondicionadores de química , el tamaño de las partículas y catalizador de la actividad global , la estructura de cobre electrolítico de grano y los efectos sobre la adhesión colectiva .



Referencias:



1. Obtenido de
http://www.eduresourcecollection.com/civil_sm_Stresses.php.

2. Czichos , H., J. Phys. D: Aplicada Phys., Vol. 5, 1972.





Michael Carano es con OMG químicos electrónicos (antes electroquímica ) , un desarrollador y proveedor de los procesos y materiales para la cadena de abastecimiento de la industria, incluyendo la fabricación de PWBs , la producción de células solares , el envasado y metalización electrónica sin plomo. Ha estado involucrado en el PLP , el acabado general del metal industrias fotovoltaicas por más de 29 años. Su enfoque principal es en las tecnologías de metalización, galvanización , acabados soldables, IDH , metal selectiva de acabado , el embalaje de semiconductores y procesos de imágenes. Él también busca nuevas maneras de aumentar la competitividad de los clientes de OMG mediante la introducción de procesos innovadores y respetuosos del medio ambiente . Mike también está involucrado en la planificación estratégica y formulación de estrategia tecnológica y su aplicación. Carano ha publicado más de 75 artículos técnicos y ha presentado numerosos trabajos de todo el mundo . Él es el titular de nueve patentes en EE.UU. y más de 20 patentes internacionales que atienden a una variedad de temas, incluyendo placas , los procesos de metalización y técnicas de fabricación de placa de circuito . Él es el ex presidente de la Consejo de Gestión de Proveedores de la CIP y sirve actualmente en el IPC comité Planes a Largo Plazo . Michael es también un miembro de la Junta de Directores de la CIP y está cumpliendo un tercer mandato.



Obtuvo una licenciatura en Ciencias Químicas por la Universidad Estatal de Youngstown , donde también ha completado dos años de estudios de posgrado en química de polímeros y se ha ganado un MBA en Marketing Internacional de Baker College. Para comunicarte con Michael , haga clic en
aquí. Para seguirlo en Twitter, haga clic en aquí.

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Nuevo paquete , tecnologías de interconexión de chips ultra-delgado


Lunes, 09 de agosto 2010 | Kallmayer Christine & Rolf Aschenbrenner , Fraunhofer IZM ; Haberland y Julián Herbert Reichl , Universidad Técnica de Berlín





Figura Kallmayer 6.jpgFigura 8: Proceso de flujo del proceso de integración iBoard .





Figura 6 : IC controlador con 50 micras de pitch HiCoFlex .



Figura Kallmayer 7.jpg





Figura 7: Interposer con viruta de tirón contra viento y marea en la comparación.



El interposers se colocan entre las prepegs de una multicapa y laminados a continuación . Debido a la interposición del ventilador se pueden conectar mediante métodos convencionales, que siempre se utilizan en el proceso de fabricación de tableros de múltiples capas . El flujo del proceso se muestra en la Figura 8 . Si la interposición se encuentra en la zona neutral de la acumulación de los agujeros son perforados de manera convencional. Para la integración justo debajo de la capa exterior, la interconexión de vías láser es usado con éxito.



Kallmayer 8.jpg Figura





Ejemplo de aplicación



El objetivo era la sustitución de etiquetas de papel con texto y código de barras en contenedores de transporte para las letras. Como una solución con un alto potencial para la automatización de una RFID pasiva -Label con pantalla de tinta E fue desarrollado . Energía y los datos se transmiten según ISO 15693 a dos antenas diferentes (13,56 MHz) que se colocan fuera del área de visualización. Con objeto de conseguir una pantalla con 982 segmentos y símbolos 4 VA conductor con 324 E / S cada uno, fueron requeridos. Estos circuitos comerciales tienen un paso de 50 micras . Por lo tanto una integración flip- chip en una tarjeta de circuitos impresos convencionales no es posible. Dependiendo del flujo del proceso algunas tecnologías incrustación hacer también no ha permitido ponerse en contacto con 25 pastillas de micras , por ejemplo, directamente por vías de perforación a las almohadillas. La integración de la tecnología iBoard fue elegido para resolver este problema. En un primer paso, el 50 fichas micras, delgado, con piel de Au tuvo que ser montado en la tecnología de ACA en una película delgada de interposición HiCoFlex [ 11, 12 ] con el fin de metalización CuNiAu . El grosor total de la interposición reunido sólo 90 micrómetros . La sección transversal en la Figura 9 muestra lo importante que es la precisión de posicionamiento de tales campos de multa con una distancia de golpe de < 8 micras .



Figura Kallmayer 9.jpg



Figura 9: Sección transversal de los contactos ACA sobre interposición de capa fina.



El VA necesarias otras son un microcontrolador y la interfaz RFID. Como estos chips sólo tienen parcelas mínimas > 100 micras , pueden ser montados en finos interposers FR4 con metalización final Cu .

El interposers 4 conductor, regulador y de interposición de interposición RFID se integraron luego en un tablero de FR4 6- capa , como se muestra en el flujo del proceso en la Figura 8 . Los chips de controlador no se rompen durante el proceso de laminación a pesar de su geometría es fundamental (Figura 12). La marca roja en la figura 11 se muestra la posición de un conductor en una imagen de rayos X de la tabla final .

Algunos componentes necesarios SMD pasiva se reunieron entonces en la parte trasera del tablero. En el lado frontal de la e-tinta FPL fue laminadas con capas de protección.

Desarrollado por el lector el contenido de la memoria y la pantalla se puede cambiar incluso en movimiento. La pantalla se mantiene sin cambios con alto contraste para meses sin suministro de energía. El módulo final se muestra en la Figura 10 .



Kallmayer 10.jpg Figura



Figura 10: Pantalla de demostración RFID con seis chips incrustados y hojas E -ink (160 mm x 65 mm x 1 mm).



Kallmayer 11.jpg Figura



Figura 11: imagen de rayos X del circuito integrado del controlador integrado.



Kallmayer 12.jpg Figura



Figura 12: Sección transversal del circuito integrado del controlador integrado.

Conclusión



En general, el suministro de chips ultra delgado o componentes es el cuello de botella para las tecnologías que permitan nuevas incorporación de componentes activos. El conjunto de chips fina se puede realizar con buenos resultados por varias tecnologías flip-chip . Póngase en contacto con espesores <10 micras, se puede lograr.


 

Incrustación de chips delgada en flexiona flexible multicapa se puede utilizar para obtener módulos de capa fina con varias capas de componentes activos. Como demostrador de 4 capas con -IC se han realizado con 450 micras de espesor .

Para la integración de los chips con los campos de < 100 micras, la tecnología iBoard ha demostrado resultados muy prometedores. El uso de cualquiera FR4 o Thinfilm interposers PI , una amplia gama de tipos de chips con diferentes metalurgias protuberancia puede ser integrado con espesores de chips de 50 micras, o incluso mayor.

Como ejemplo del potencial de esta tecnología una pantalla RFID módulo con 6 circuitos integrados se ha descrito.

Aunque hay muchas aplicaciones potenciales de estas tecnologías que los fabricantes son reacios a utilizar los módulos con componentes integrados en la tecnología de procesado placa de circuito impreso . Sólo la creciente necesidad de utilizar esta tecnología para superar la brecha entre los lanzamientos de chips y geometrías en línea FR4 ha despertado el interés grande en los últimos años. Un requisito previo para lograr un mayor grado de aceptación sería la disponibilidad de las herramientas de diseño correspondientes para realizar esta integración 3D para facilitar el flujo de diseño .



Agradecimientos



El trabajo presentado se realizó parcialmente en los proyectos financiados : la MAYÚS proyecto fue financiado por la Comisión Europea y el proyecto Pariflex por el Ministerio Federal de Educación e Investigación .

Los autores desean agradecer a Thomas Neumann Alexander Gottwald y de Suiza Electronic AG para proporcionar la tecnología para la pantalla iBoard RFID módulos.



Referencias



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Nuevo paquete , tecnologías de interconexión de chips ultra-delgado


Nuevo paquete , tecnologías de interconexión de chips ultra-delgado
Lunes, 09 de agosto 2010 | Kallmayer Christine & Rolf Aschenbrenner , Fraunhofer IZM ; Haberland y Julián Herbert Reichl , Universidad Técnica de Berlín



 

El proceso de unión ACA requiere la presión para atrapar partículas eléctricamente conductora entre los golpes de chip y la metalización del sustrato para formar un contacto eléctrico. El calor aplicado en la herramienta de unión y el mandril se necesita para curar el adhesivo , que es generalmente un material a base de epoxi. Los adhesivos se de pasta o una película , bien en forma . Un contacto delgado con metalización Niau en ambos lados se muestra en la Figura 3 .



Flip Chip



En el chip últimos tirón en flexión destinadas al más alto grado de miniaturización. desarrollos recientes sobre el uso del flip- chip en flex como requisito previo para la incrustación.

Para la acumulación de una multicapa de láminas flexibles , comercial PI de 25 micras poliimida con 17 micras de espesor cableado de cobre se utilizan . Sobre los sustratos de chips ultra delgada tapa están montados. La interconexión eléctrica se establece utilizando adhesivos conductores anisotrópicos o soldadura fina interconexiones . No se observaron diferencias en relación con el rendimiento o el rendimiento se puede encontrar en la comparación de esas tecnologías. tableros múltiples flex con chips montados y láminas adhesivas se apilan juntos y laminado en una etapa comercial de prensa . Posteriormente las capas de la pila están interconectados mediante la perforación a través de los agujeros y metalización. Por último, la superficie exterior de la pila entera se estructuran .



Figura Kallmayer 4.jpg



Figura 4 : Flujo de Proceso para la viruta de tirón en la tecnología flex.



El uso de este flujo de proceso flexiona multicapa con 4 capas de incrustados muere y un grosor total de 450 micras, se dio cuenta (Figura 5). No hay ruptura de los chips se observó durante la laminación .



Figura Kallmayer 5.jpg



Figura 5: Flex con cuatro capas de múltiples capas incrustadas muere. Arraigo en FR4 .



chips ultra finos pueden ser integrados en tarjetas de circuitos rígidos por diferentes tecnologías, por ejemplo, Chip de polímero [2 , 10] . Si el tono de los chips es muy fina (<100 micras ) , es adecuado para montar el ICS en una mediadora flexible ( por ejemplo, PI) con finas metalización Cu ( 5μm ), que permite la estructuración de la multa requerida .

Un ejemplo de un chip controlador de campo con 50 micras en una Thinfilm HiCoFlex [ 11, 12 ] se muestra en la Figura 6 . El espesor de la viruta es relevante para el rendimiento durante el proceso de integración. Los chips son en general de 50 micras o más delgados para evitar daños en el silicio durante la laminación . La diferencia entre los ultrafinos morir y un montaje convencional flip-chip se muestra en la Figura 4 .

Para pendientes > 100 micras interposers delgada FR4 se puede aplicar . El diseño es un fan de la E / S de manera que las Pitch es crítica para los siguientes procesos . El uso de una interposición separa el conjunto de chips del proceso de incrustación. Esta mediadora puede ser probado antes de ser integrado en el tablero.

Nuevo paquete , tecnologías de interconexión de chips ultra-delgado

Lunes, 09 de agosto 2010 | Kallmayer Christine & Rolf Aschenbrenner , Fraunhofer IZM ; Haberland y Julián Herbert Reichl , Universidad Técnica de Berlín -------------------------------------------------------------------------------- Resumen Este trabajo muestra diferentes enfoques para el uso de la disponibilidad de chips ultra delgada para la realización de nuevos paquetes con alta densidad y un rendimiento mejorado. Por varios años las tecnologías han sido desarrolladas para la incorporación de chips en circuitos a fin de lograr en 3-D - paquetes utilizando procesos convencionales de fabricación de PCB . chips ultra finos son adecuados para ser integrados en tarjetas de circuitos rígidas , así como en varias capas y en sustratos flexibles . El uso de interposers antes de la inserción puede facilitar la incorporación de componentes con ultra finos lanzamientos . Un ejemplo de un producto complejo basado en RFID se muestra que es posible gracias a la integración de las ultra delgadas muere. Introducción Un enfoque con visión de futuro para la futura producción de PCB fue el desarrollo de las tecnologías de integración de los componentes activos y pasivos en las diferentes capas de las placas. Esto permite una densidad extremadamente alta funcionalidad y componentes en tres dimensiones. El objetivo es lograr este progreso , manteniendo los procesos típicos para la fabricación de PCB . Los diferentes enfoques se han descrito para la incrustación en FR4 [1, 2]. Una solución adecuada para la integración de los chips con paso muy fino es la tecnología iBoard [ 3].Se basa en el montaje flip-chip de los chips de paso fino en interposers delgado con ventilador de diseño. Además de los sustratos rígidos orgánicos circuitos flexibles cada vez más importante en la industria de PCB para aplicaciones que van desde productos de consumo a los implantes médicos. La evolución reciente - e.g. en el proyecto SHIFT [ 4, 5 ] -permitir la integración de componentes también en sustratos flexibles multicapa que permite una densidad aún mayor con el grosor total bajo. Las tecnologías que son los requisitos previos para esta solución y los resultados experimentales se muestran en este trabajo. Los aspectos importantes que se estaban investigando para las nuevas tecnologías son las diferentes limitaciones en cuanto a tono y geometrías chip [6 ]. Para ser incorporados en un sustrato de los componentes tienen que estar delgada. Para la integración de paneles de circuitos rígidos , de 50 micras de espesor de chips fueron elegidos , para los sustratos flexibles 20 micras, son obligatorios. Tecnologías Chips ultra delgado La lámina de adelgazamiento es un procedimiento habitual en ese lugar de fabricación de obleas delante final. Normalmente obleas se adelgazan a 120 micras de espesor o 80 antes de cortar en cubitos en chips individuales y posterior envasado. Uso comercial de adelgazamiento de obleas espesores servicios de 50 micras, son también fácilmente disponibles . Adelgazamiento por debajo de 50 micras , sin embargo, todavía es crítica. Este régimen se denomina por tanto ultra delgadas. Wafer manipulación y cortado en rodajas se hace más sutil. Micro grietas en los bordes y las esquinas de los chips que pueden ser inducidas por el cortado en dados mecánicos son propensos a propagarse por la mayor parte de los chips y causar una falla . Esto es especialmente crítico para los procesos con altas cargas mecánicas como unión viruta de tirón . Para los chips ultra delgada por lo que es recomendable utilizar una técnica de adelgazamiento por corte en dados , se ranuras de separación están grabados en la oblea antes de la molienda . En las fichas de los estudios actuales con un espesor de 50 micras para FR4 y 20 micras de multicapas flexibles se han utilizado para desarrollar e investigar la actuación de dos tecnologías distintas de inserción. Detalles del proceso de adelgazamiento y los problemas encontrados han sido el tema de varias publicaciones [7 , 8] no se presentaron y discutieron en el presente documento . Asamblea de los chips superfinos Se ha demostrado que los chips superfinos son adecuados para los procesos de flip-chip [ 9].Especialmente en combinación con el sustrato flexible es importante para lograr delgada contactos flip-chip en dimensiones similares a los dos socios de contacto. Para los chips y los sustratos de hasta 10 micras, la interconexión de altura no debe superar el 10 micras . Esto es posible con la soldadura , así como tecnologías de adhesivos .


Thermode Fianzas

Para la soldadura fina metalurgia conjunta golpe CuSn es una solución muy buena . Puede ser depositados por galvanoplastia con paso muy fino. La protuberancia se forma mediante siembra de una capa delgada de Sn en la parte superior de las tomas de Cu . Uniformidad de las capas delgadas en galvanoplastia es más importante para asegurar una calidad consistente de los flip chip asambleas en condiciones de servidumbre . desviaciones topetón altura de 3 % se han conseguido con difusor de placas anillos en el chapista taza. Todos los golpes se han utilizado en el mismo estado en plateado , sin previo proceso de reflujo . El reflujo se consumen ya demasiado el volumen de soldadura poco a la formación de IMC. La topografía de un golpe CuSn - plateado como se puede ver en la Figura 1.



Kallmayer Figura 1.jpg



Figura 1: electrochapado CuSn golpe en el chip de prueba ( bump 6μm altura, espesor de la viruta 30μm ) .



La tecnología de adhesión thermode se basa en la soldadura de reflujo rápido por el calentamiento del pulso. El proceso rápido permite el uso de materiales de bajo coste con la resistencia a baja temperatura para la viruta de tirón de soldadura a alta temperatura sin perjuicio de la flexión . Incluso es posible aplicar el material underfill antes de la colocación de la matriz y realizar el llenado insuficiente y la unión en un solo paso . El preapplication de underfiller noflow se puede hacer mediante la impresión de la plantilla o por el suministro. El uso de underfiller noflow hoy está limitada por las temperaturas de soldadura. En caso de underfiller noflow eutéctica SnCu soldadura se estableció con éxito . Un conjunto típico de la soldadura fina se muestra en la Figura 2 .



Figura Kallmayer 2.jpg



Figura 2: Ultra delgada de soldadura conjunta CuSn .



protuberancias comunes para la tecnología de ACA son realizados por adhesión mecánica golpe stud [6 ] o varias tecnologías de deposición química , que van desde la evaporación chapado en los procesos . Electrolítico deposición de níquel se utiliza a menudo , ya que se beneficia de su bajo costo potenciales [ 7, 8 ] . La norma UBM níquel químico para una gran confianza tiene un espesor de 5 micras, pero sólo un mínimo de 1 micra es necesario contar con un cerrado y vacío capa de níquel libre [ 9]. Para delgada Niau interconecta con un espesor de 3 micras se utiliza normalmente . Conductor o chips RFID a menudo están disponibles con galvanizado Au protuberancias que son también muy apropiado para los procesos de ACA . El espesor de golpe es típicamente > 10μm para los chips comerciales, pero el proceso funciona bien con 5 micras .



Figura Kallmayer 3.jpg



Figura 3: póngase en contacto con Ultra delgada ACP sobre PI sustrato de película fina con metalización CuNiAu .