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Wirebond IC基板:挑战

选择合适的底物设计和表面电镀工艺是确保关键供应商的支持。

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基板供应商削减产能分配给wirebond IC基板。我们听到“遮盖能力有限”,“不支持EBS设计”和“etchback转换”的设计要求。所有这一切意味着什么呢?

让我们先从“线”和“空间。”“行”的宽度是衬底上的跟踪和“空间”是两个痕迹之间的距离。如CABGA或为wirebond包PBGA衬底行/空间需求相比,更放松倒装芯片包就像FCBGAfcCSP。这是有道理的,因为应用程序支持CABGA如单片机高性能处理器的要求不如FCBGA打包。

镀基板使用不同的模式和方法基于线/空间和互联。

让我们先从模式的方法。

模式

模式是用来创建铜痕迹和其他衬底上的互联。

减去或隆起过程

减法模式大多数用于wirebond BGA基质> 35/35嗯行/空间需求。起点是一个覆铜层压板(CCL)的核心。它由一个层压材料两边薄铜箔。

通过钻到所需的设计核心。

通过这个核心是先涂上一层薄薄的使用化学镀铜过程,以便进行路径建立电镀在接下来的步骤。

接下来,我们使用电镀沉积厚铜到衬底上。

互联形成地区(即需要保持铜)与干膜覆盖。

多余的铜蚀刻掉留下的痕迹,连接垫。

因为不需要的铜剥离,这被称为减色法。腐蚀剂腐蚀必须通过三层不同厚度的铜铝箔、化学镀铜和铜电解。每个层上的腐蚀剂行为不同,导致不均匀的形状像一个帐篷看在一个截面。因此这个过程也称为掩蔽。

然后重复上述流程步骤创建额外的层底物。

添加处理

消去法是一个低成本的过程,但厚电解铜层很难腐蚀。实现功能与精细功能使用消去法是很困难的。在一个添加剂过程中,铜痕迹”添加“使用一个电镀的过程。半添加剂过程(SAP)既不是纯粹的添加剂(不需要蚀刻),也不是纯粹的减去(只有执行的厚铜蚀刻)(1)。

修改半添加剂过程(MSAP)

MSAP过程中,覆铜层压板核心是镀一层薄薄的铜使用一个化学过程。干膜应用于区域不需要联系的。这是紧随其后的是电镀添加的互联。干膜和多余的铜然后剥离,使所需的电路模式在衬底上。

半添加剂过程(SAP)

SAP用于倒装芯片基板使用沛富(味之素累积的电影)。这些积累层没有铜箔。这允许更精细的功能在衬底上。MSAP否则他们遵循相同的模式的过程。

wirebond基质的表面光洁度

互连区域顶部表面(债券的手指/垫)和BGA垫在底部表面镀必须防止氧化,并提供一个可靠的互连。

表面光洁度的选择取决于很多因素,如互连方法(wirebond,倒装芯片撞等等),信号速度,所需的底物大小和密度的电路设计。倒装芯片基板用化学镀的方法,如有机可焊性保护剂(OSP)和化学镀镍化学镀钯浸金(ENEPIG)。Wirebond BGA基质,债券的标准完成手指和BGA垫镀镍/金是使用电解过程。在某些情况下,OSP完成可以使用在BGA方面,但ENEPIG铜导线黏结性的潜在障碍。这使得电解镀表面用于wirebond基质的关键过程。

电解镀表面

一个电镀的过程需要进行路径需要镀领域。下面的方法提供了一种不同的方式来创建这个传导路径。

1)标准乘坐公交车基质

这种方法使用专门的公交线路(电镀存根)电流传递给每个垫,需要电镀。的优势在于它是一个简单的过程。然而,基质变大,设计不能很密集,因为它必须适应公共汽车痕迹。

2)Etchback

这种方法连接垫和债券手指使用镀镀选择性蚀刻后断开连接的公交线路,因此得名“etchback。”这个过程允许更紧凑的设计比总线设计标准,但仍需要宽松的电镀公交线路之间的间距和其他功能(通过信号跟踪等),防止铜迁移等问题。

3)修改电解Bussless衬底(MEBS)

MEBS使用债券上镀镍/金手指,但使用有机可焊性保护剂(OSP)焊料球垫。MEBS设计、BGA底部垫连接键的手指上面层。在处理过程中,整个底部BGA层与化学镀铜和电流传递给板债券手指在顶层。现在从底部镀铜层和垫涂以百中删除。

4)电解Bussless衬底(EBS)

EBS镀方法不使用总线。相反,一个化学镀步骤之后,模式创建连接垫和债券的手指需要镀。EBS方法允许密集、紧凑、设计和优化。债券的手指(顶部的衬底)以及BGA垫(底部的底物)与NiAu镀。

然而,EBS涉及许多额外的流程步骤和衬底供应商不愿意分配EBS的设计能力。很难工具一个EBS衬底在今天的受限环境。

总结

Wirebond BGA需求持续强劲,增长在单片机和触摸控制器应用程序。然而,传统的衬底供应商减少产能分配给这些基质。标准和etchback设计更容易支持从过程的角度来看,而EBS和MEBS更困难。选择合适的底物设计和表面电镀工艺是确保关键供应商的支持。只有少数衬底供应商正计划扩大支持wirebond BGA基质和活动与新供应商愿意投资在未来将至关重要。

来源:

  1. Tummala Rao r (2019)。包装设备和系统原理(第二版)。麦格劳希尔


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