Przewodnik do projektowania płytek PCB o wysokiej gęstości dla płyt WLP o wysokości odchylenia 04 mm05 mm

Ponieważ urządzenia elektroniczne nadal kierują się do miniaturyzacji, wysokiej wydajności i niskiego zużycia energii, technologia Wafer Level Package (WLP) zyskała szerokie zastosowanie w urządzeniach mobilnych,urządzenia do noszenia, aplikacji IoT i innych wymagających dziedzin ze względu na jego przewagę rozmiarową, doskonałą wydajność elektryczną i właściwości termiczne.Opakowania WLP stwarzają bezprecedensowe wyzwania dla projektowania płytek drukowanych, zwłaszcza w przypadku ultra-cienkiej wysokości piłki 0,4 mm i 0,5 mm. Raport ten zawiera kompleksową analizę krytycznych rozważań, praktycznych technik projektowania, potencjalnych problemów,oraz rozwiązania do projektowania płytek WLP o średnicy 0,4 mm/0,5 mm.

Opakowanie na poziomie płytki jest technologią, w której procesy pakowania są zakończone bezpośrednio na płytce przed pocięciem.

• Minimalizacja rozmiaru:Wymiary WLP ściśle pasują do rozmiaru chipa, eliminując dodatkowe wymagania dotyczące podłoża
• Zwiększone osiągi elektryczne:Zmniejszone długości połączeń między sieciami, niższa induktancja pasożytnicza i pojemność
• Ulepszone zarządzanie cieplne:Bezpośrednia ekspozycja na chipy ułatwia lepsze rozpraszanie ciepła
• Zmniejszenie kosztów:Uproszczone procesy i zmniejszone zużycie materiałów niższe koszty pakowania

Opakowania WLP mają kilka konfiguracji:

• Wyniki badania:Kulki znajdujące się w aktywnym obszarze chipa, przy zachowaniu minimalnego rozmiaru opakowania
• WLP z wypróżnieniem:Wykorzystuje warstwy redystrybucji (RDL) do rozszerzania połączeń poza obszar chipów
• eWLB (wbudowany poziom płytki BGA):Włącza odłamki w żywicy epoksydowej przed przetworzeniem RDL

Podstawą projektowania płytek PCB WLP jest precyzyjna konfiguracja podkładek, z dwoma podstawowymi podejściami:

Wymagania dotyczące:

• Zalety:Zwiększona przyczepność i niezawodność podkładki
• Wady:Zmniejszona powierzchnia kontaktu miedzi i przestrzeń drogowa

Podkładki do masek bez lutowania (NSMD):

• Zalety:Większy obszar połączeń i elastyczność trasy
• Wady:Niska wytrzymałość mechaniczna

Odległość piłki od środka do środka zasadniczo określa ograniczenia projektowe:

0.5 mm:Zapewnia około 19,7 mil odstęp, co pozwala na 4 mil śladów z 1 oz miedzi (220mA pojemność)

0.4 mm.Oferuje tylko 15,7 mil odstęp, ograniczając ślady do 2,7 mil szerokości (160mA pojemność)

Pojemność prądu śladowego zależy od szerokości i grubości miedzi:

• 1 uncja miedzi: nadaje się do zastosowań niskiego prądu
• 2 uncje miedzi: spełnia wymagania średniego prądu
• 3 oz miedzi: wymagane do zastosowań wysokiego prądu

Projekty o wysokiej gęstości wymagają zaawansowanych metod:

• Przewody przepustowe:Podstawowe, ale kosztowne
• Ślepe/zakopane przewody:Oszczędność przestrzeni, ale wyższe koszty
• Mikrovias:Roztwory wiertne laserowo do maksymalnej gęstości

Wśród ważnych kwestii należy wymienić:

• Regulacja impedancji (50Ω jednokrętowa, 100Ω różnic)
• Minimalizacja odbicia poprzez odpowiednie zakończenie
• Zmniejszenie przepływu dźwięku poprzez odpowiednie rozstawienie

W przypadku gdy konwencjonalna trasa okaże się niewystarczająca:

• Mikrowiany wiertniane laserowo:Wysokokokosztowe rozwiązanie precyzyjne
• Zestawy kulkowe w ustawieniu:Tworzy dodatkową przestrzeń routingową
• Częściowe wykorzystanie zestawu kul:Zaniedbanie strategicznego szpilki dla pomocy w trasy

Podstawowe procesy walidacji obejmują:

• Kontrola zasad projektowania (DRC)
• Symulacje integralności sygnału
• Analiza termiczna
• Badanie prototypu

Udane projektowanie płytek WLP o rozmiarze 0,4 mm/0,5 mm wymaga starannego rozważenia typów podkładek, dokładnych obliczeń szerokości śladu i innowacyjnych rozwiązań dla wyzwań związanych z trasą.Wdrażając te wytyczne, inżynierowie mogą osiągnąć wydajne, niezawodne projekty, które spełniają wymagania nowoczesnej miniaturyzowanej elektroniki.