Diseño electrónico - Guía de diseño de PCB para circuitos integrados encapsulados a nivel de obleas

La distancia entre los puntos de soldadura de los componentes wlap y wlacsp es muy pequeña. Diferentes diseños de almohadillas también limitan el ancho de la pista entre los puntos de soldadura. Hay más restricciones al diseñar pcb.

Con el encapsulamiento de tamaño de chip a nivel de obleas de wlap y wlacsp, la efectividad de los chips miniaturizados es cada vez más evidente, y el uso de productos electrónicos sigue aumentando. Sin embargo, aunque el wlp y el wlcsp pueden alcanzar el tamaño del chip después del encapsulamiento. al igual que las ventajas sobresalientes del mismo tamaño y tamaño del chip, las funciones del producto encapsulado son cada vez más complejas, el número de pin y los requisitos de diseño son cada vez más estrictos, y el diseño de PCB se ha convertido en un nuevo desafío de aplicación...

Wlap (encapsulamiento a nivel de obleas) y wlacsp (encapsulamiento a nivel de chips a nivel de obleas) son en realidad un método de encapsulamiento de circuitos integrados, refiriéndose al encapsulamiento directamente en la obleas después de la producción de obleas (wafer). Los programas de encapsulamiento y prueba, cuando se completa el encapsulamiento, se cortan en un método de fabricación de encapsulamiento de un solo circuito integrado.

Los componentes de diseño de encapsulamiento hechos de IC y wlap tradicionales son muy diferentes en tamaño, y wlap solo necesita el tamaño del núcleo para tener las mismas características eléctricas.

El wlap encapsula los componentes en la etapa de chip, por lo que los pines IC tradicionales, el relleno del cuerpo del encapsulamiento, etc. no requieren espacio, y el tamaño del componente puede alcanzar el tamaño del núcleo, por lo que el desafío de diseño de PCB es mayor.

Nemotek utiliza wlap para hacer módulos de sensores de imagen, utilizando un diseño de lente óptica, lo que puede reducir en gran medida el área ocupada del módulo de sensores de imagen. La alimentación automática se puede producir rápidamente, lo que ahorra costos de producción.

Samsung utiliza sensores de imagen producidos en forma de wlap, encapsulados directamente a nivel de obleas, lo que reduce considerablemente el tamaño de los componentes, que pueden ser muy delgados y ocupar la menor superficie.

El wlap y el wlcsp son diferentes del método de fabricación de circuitos integrados, en el que se corta el chip en un chip y luego se cablean Pines adicionales en el paquete. Debido a la pequeña superficie del encapsulamiento, wlap y wlacsp pueden lograr las mismas funciones de aplicación ic, pero siempre que la superficie sea la misma que el tamaño del chip cortado y en el proceso de hacer un solo IC con wlap y wlacsp, no es necesario cableado y relleno de pegamento como un IC ordinario. Al desarrollar soluciones de productos de diseño miniaturizado o ultraminiaturizado, las aplicaciones IC que utilizan métodos de diseño de encapsulamiento wlap y wlacsp pueden lograr excelentes ventajas de miniaturización de productos. Además, los propios componentes de wlap y wlcsp tienen excelentes propiedades eléctricas (debido a la falta de cableado y pin) para componentes para aplicaciones de transmisión de alta velocidad. Es más eficiente porque los componentes se pueden procesar en el chip, lo que también reduce el engorroso proceso de fabricación del ic.

Pero aquí viene la pregunta. Aunque el tamaño de wlap y wlacsp es relativamente pequeño, con el aumento del número de pines IC tradicionales, los requisitos de distancia de bola de los envases de wlap y wlacsp se han vuelto más estrictos, pero la propiedad eléctrica necesaria para el diseño del circuito básicamente no es diferente del soporte eléctrico necesario para el IC general, pero el tamaño de wlap y wwcsp se ha reducido al tamaño del chip. Además, los contactos y circuitos que se pueden conectar al PCB a través de wlap y wlacsp son muy pequeños. En el diseño de pcb, la solución no es tan simple como la solución general de aplicación ic.

Para el uso del encapsulamiento a nivel de obleas, el objetivo es reducir el costo y el tamaño general de la solución, pero cuando se introduce el encapsulamiento a nivel de obleas, el costo del PCB debe deberse necesariamente al uso del encapsulamiento a nivel de obleas y se debe realizar el cableado correspondiente. Con la mejora del proceso de estampado, las características del PCB pueden coincidir exactamente con los componentes de wlp y wlcsp sin problemas de conexión. Especialmente después de usar wlap y wlcsp en el esquema de diseño, el PCB se volverá más complejo y su papel se volverá más importante. El proceso de diseño debe planificarse cuidadosamente para evitar la estabilidad del producto final debido a la calidad del pcb.

El encapsulamiento de componentes en la etapa de obleas ahorra en gran medida el área ocupada de la placa portadora.

Debido a que el encapsulamiento de wlap y wlacsp se basa directamente en el proceso de encapsulamiento del sustrato de "silicio", el IC básicamente no necesita usar líneas de unión. para los componentes de alta frecuencia, puede obtener directamente mejores propiedades eléctricas de alta frecuencia y lograr el beneficio de acortar el tiempo de ciclo. Y porque el encapsulamiento se puede completar en una fábrica de obleas, al tiempo que ahorra costos de encapsulamiento, pero para los ingenieros, el plan de diseño también debe considerarse en la dirección de reducir costos. Para coincidir con los componentes de wlap y wlcsp, el costo de los PCB también debe estar limitado hasta cierto punto. Preste atención a sopesar el diseño o adoptar el diseño del circuito correspondiente.

En general, para importar los componentes de wlap y wlacsp, antes de llevar a cabo la planificación del diseño de pcb, el ingeniero debe obtener primero el área ocupada por wlap y WLAN CSP (es decir, el tamaño de encapsulamiento), al tiempo que confirma los errores de tamaño / contacto y el contacto de los componentes de wlap y W lcsp. para la información de los componentes clave, como la distancia, el diseño del Circuito de arranque y la colocación de los componentes de proceso, Puede diseñar y planificar con los parámetros de los componentes obtenidos. A medida que el tamaño y los contactos de wlap y wlacsp se hacen cada vez más pequeños, también debe considerar soldar los pines IC aplicables. Diseño de colchoneta.

Los PCB deben ajustarse para las formas SMD y nsmd

Puede coincidir con los tipos de almohadilla wlp y wlcsp y puede utilizar la definición de máscara de soldadura (smd) y la limitación de máscara no de soldadura (nsmd). La almohadilla de soldadura SMD tipo de definición de máscara de soldadura está diseñada para usar la máscara de soldadura para definir la bola de soldadura y el área de la almohadilla de soldadura a soldar. Esta solución de diseño puede reducir la posibilidad de que la almohadilla se levante durante el proceso de soldadura o desmontaje. Pero la desventaja en forma de SMD es que el SMD reduce la superficie de la superficie de cobre conectada a la bola de soldadura, al tiempo que reduce el espacio entre las almohadillas adyacentes, lo que limitará el ancho de las huellas entre las almohadillas y también puede conducir a la conductividad del pcb. el uso de agujeros es elástico. En la mayoría de los esquemas de diseño, los más utilizados siguen siendo los esquemas de diseño smd, ya que las almohadillas de SMD pueden tener mejores características de conexión de soldadura y pueden integrar la soldadura y las almohadillas durante el proceso de fabricación.

Para las almohadillas definidas por máscaras no de soldadura (nsmd), el método de diseño es utilizar cobre para la soldadura de protuberancias de soldadura para definir el área de la almohadilla. Esta solución de diseño puede proporcionar una mayor superficie para conectar PCB y bolas de soldadura. Al mismo tiempo, nsmd ofrece una mayor distancia de aislamiento entre la almohadilla y la almohadilla en comparación con el formato de diseño smd, lo que hace que la distancia de cableado entre las almohadillas sea más amplia y tenga una mayor flexibilidad para el uso de agujeros de pcb. Sin embargo, si el nsmd está soldando, la soldadura y otras operaciones pueden hacer que la almohadilla se levante fácilmente.

El espaciamiento requiere una consideración especial

La consideración del tamaño del espaciado también es muy importante, especialmente cuando el PCB es en forma de SMD o nsmd, el tamaño del espaciado reservado para diferentes soluciones también varía ligeramente, y el tamaño del espaciado se refiere a la distancia entre las bolas de soldadura, es decir, la distancia entre los dos centros de las bolas de soldadura. cuanto mayor sea el tamaño del espaciamiento, Cuanto mayor sea el espacio de cableado disponible para el cableado entre la almohadilla y la almohadilla.

En cuanto al cableado de pcb, debido a las características de los componentes wlap y wlacsp, la distancia entre las bolas de soldadura disponibles es bastante pequeña. Básicamente, es imposible utilizar equipos mecánicos de apertura para abrir los agujeros de pcb. Debido a que el agujero de la apertura mecánica es demasiado grande, el proceso de apertura también puede hacer que el PCB dañe el cable fino superior debido a errores durante la apertura. Sin embargo, en los PCB que utilizan componentes wlap y wlacsp, debido a que el circuito es mucho más compacto, se utilizará un láser más costoso para perforar a través del agujero.

Observaciones finales

El encapsulamiento del tamaño del chip a nivel de obleas de los componentes wlap y wlacsp tiene excelentes beneficios de mejora para reducir el tamaño del producto final, pero como intercambio, el plan de diseño de PCB también debe actualizarse al mismo tiempo, con multicapa de alta densidad y aberturas láser de precisión. Durante el desarrollo, el espacio de carga y los costos de los componentes originalmente ahorrados por los componentes IC se transferirán parcialmente al diseño de PCB y la producción en masa posterior. Por el contrario, los componentes más pequeños se utilizan para producir piezas en la línea de producción en la parte posterior del producto. El procesamiento o mantenimiento también puede causar algunos problemas operativos más difíciles de implementar, que deben considerarse uno por uno antes de realizar el diseño pertinente.