微电子技术是干什么的,以什么为核心?(如何跟上微电子技术的新发展)

随着新的电子设备的开发和更多功能的需要,PCB上的空间变得更加重要。由于消费者的需求,设备需要越来越小,多氯联苯(pcb)必须致密以适合所有组件。这就是在PCB生产(设计/布局、制造)中正确使用微电子最佳实践的原因&PCB组件)即使减小了外形尺寸,也能确保设备正常工作。

PCB设计处于电气和机械设计之间的连接点,使特定的构建要求独特。一位PCB设计专家可能会告诉你从简单的两层和四层PCB开始,这些PCB带有镀通孔(PTH)组件。然后,他们会告诉你向表面贴装技术(SMT)发展,最终发展到高密度互连(HDI)设计。也许你会从模拟或数字设计开始,努力实现混合信号。

听起来像是个都市传奇。。。

这可能是设计师过去通常会走的路,但那艘船早就开航了。今天的初级到中级PCB设计师需要以上提到的所有这些工具,然后是一些。如果你看看消费者的需求和行业的需求,没有人会要求90年代的技术。如果你想成为“明天”的PCB设计师,那么学习永远不会结束。

微电子的新世界无处不在的高速和高频技术每个角落都有。晶体管以数十亿计,现在可以放在一张名片上。好的PCB计数是两位数。线宽变得如此之小,以至于似乎消失了。使用微米是因为千分之一英寸太大而无法测量。是的,微电子技术正在改变,所以让我们从你需要了解的基本构造块开始。

任何一个希望从PCB设计开始职业生涯的人都必须赶上并跟上最新的技术

微电子电路板元件-历史与应用

过去“简单”电路板的元件很难找到。即使你能找到它们,它们也会导致体积庞大、耗电量大的设计。当涉及到表面安装的设备时,每一代产品的引脚间距都会变得越来越紧。常见部件的周边有销,中心到中心的典型尺寸分别为0.5和0.4毫米。

PTH装置通常是以2.54mm为中心的针。双列直插式封装(DIP)只有两侧的引脚间距很宽。8到20个针之间的东西很常见;14个引脚是最典型的DIP封装。那时设计工作容易得多,但现在呢?

今天,现代的方形扁平封装(QFP)部件几乎没有表面贴装的“鸥翼”引线。周边区域的中心区域通常有一个大的插销,该插销与接地网相连,以形成额外的热通道。管脚数从16个(加1个)开始,很容易达到128个管脚。为了使它更紧凑,芯片供应商把引线塞进设备下面。这被称为四边形无引线,简称QFN。

什么是BGA封装?

我们已经在设备的四周和中间覆盖了插针,但是密度列车不会以这种技术结束。现代芯片的整个底部通过一个没有引线的引脚网格连接到PCB上。相反,焊料球以网格形式附着在设备底部,这些被称为球栅阵列(BGA)封装. 球栅阵列封装已迅速成为微电子领域最受欢迎的封装选择。

最早的BGA软件包的球间距为1.27毫米;传统部件间距的一半。一个典型的通孔可以用来扇出和路由这些包。为了减小BGA的尺寸,这些引脚被挤到一毫米间距。其次是0.8毫米,然后是0.65毫米,这是最好的沥青,可以支持普通的PTH技术板。

微电子技术是干什么的,以什么为核心?(如何跟上微电子技术的新发展)

图1.大约在2010年,带有802.11n 3×2 MIMO无线电的PCIE卡。基带芯片未填充以显示360针的占用空间,作为可通过通孔技术支持的最佳间距BGA设备的示例。

由于高可靠性pcb(被IPC归为3类)需要一个更大的过孔捕捉板,因此该党最终为这些应用提供了0.8毫米间距的BGA封装。在很长一段时间内,BGA包被认为不够可靠,不适合此类应用。自那以后,他们进入了汽车行业,但主要是因为他们支持通孔通孔。随着硅面积的缩小,从0.5毫米、0.4毫米下降到0.35毫米,电路的边缘速率上升,信号完整性的挑战也随之升级。

当观察PCB时,您可能会注意到BGA焊盘之间的痕迹。随着球距的减小,这些通道就会丢失。扇出通道的区域也丢失。精细间距的BGA脚印使用SMD焊盘内部的微孔。你越深入BGA软件包,你就越深入电路板,才能找到更合适的路由通道。因此,对微孔进行了叠加。

堆积这些微孔绝对是一个成本驱动因素。

通孔技术中的连接器

连接器在通孔技术中具有一定的持久力,因为它们在接合和脱离时承受着压力。即便如此,仍有一种趋势,即使用定位销和混合解决方案,在同一连接器中混合使用通孔和表面安装垫。这种架构的一个很好的例子是usbtype-C。

当您遇到像USB-C连接器这样的组件时,数据表上通常有一些非常具体的尺寸。非电镀孔可能有非常严格的公差,这可以在焊盘堆栈中获得。板上也可能有一个单边公差的中间安装连接器插槽。

焊盘、锡膏模板孔和局部基准点标记对PCB组装至关重要 .

这些信息对于捕获和保存非常重要,因此它会进入到创建制造图的过程中。供应商需要知道在哪里进行铣削和钻孔操作。因此,有些接头需要硬金或足够大的面积来接合配合接头。如果不在封装外形中对数据进行主动管理,数据可能会丢失

小型逻辑电路、轴向引线电阻和电容器可能会继续流行,因为它们为业余爱好者和低技术开发类型的印刷电路板提供了一个生态系统。与此同时,处理器和其他先进芯片也将这一空间抛在脑后。

微电子技术是干什么的,以什么为核心?(如何跟上微电子技术的新发展)

与下图1所示相同的PCB。所有部件均为表面安装。二次侧是安装BGA封装去耦电容器的好地方。在这种情况下,一些延迟线和其他小型集成电路正在使用中。

由于老式电路板所用过孔的尺寸不支持最新一代设备的要求,这一空间被留给了更先进的芯片。一个接一个,过去的电镀通孔部件正在变得过时。任何想从事PCB设计的人都必须赶上并跟上微电子领域的最新技术。

微电子中的高密度互连(HDI)

由于微电子技术的进步,初级PCB设计师必须精通微通孔。在设计中实现微通孔需要一些依赖性。第一个问题是,除非孔很浅,否则很难将直径较小的微孔板上。即使深度与直径的比例为1:1也是一个挑战。

如果电介质厚度小于等于65微米,典型的PCB工厂可以管理直径为100微米的孔。

所以,层必须很薄。当使用薄层时,受控阻抗传输线的几何形状也会减小。为了获得较薄的线宽,制造商必须从较薄的铜箔开始。对于顶层跟踪,将参照平面从第2层向下移动到第3层,并在第2层的传输线下方创建一个空隙,这更为合理。

与其在第2层铜板上留下空隙,不如使用“线路隔离”形状,以便在必须更换该形状时,该区域不会出现意外布线或铜线泛滥。当董事会大纲修订后,这将在全球范围内发生。故障保护实践包括在必要时对组件和布线使用隔离装置。设计意图将在将来的编辑中继续存在,即使是其他人在做这个项目。这将包括捕捉包括最小线宽和气隙以及任何长度要求的设计约束。

微孔的优点在于它们可以放置在SMD焊盘内,这样可以更紧密地放置,因为不需要考虑扇出过孔。虽然可以填充和盖住传统的机械通孔,但其较大的尺寸使其最适合QFP和QFN封装的中心垫。简单地说,微电子技术需要微型通孔。

微通孔的典型实现

微通孔的典型实现是八层板。

第一步是创建一个四层板,最终将成为成品板的第3、4、5和6层。然后下一步是在4层“核心”上下夹一层预浸料,建立另一层对。这一步包括第二个层压循环。然后用一个激光系统来制造微通孔,这些孔被镀并重复这个过程。

从四层开始,到六层,再到八层,总共需要三个层压周期。最终产品有一到二层的微通孔,另一层从二层到三层。然后是岩芯,它使用标准的机械钻尺寸,然后再从6层到7层再到7层再到底部7层。

层压循环涉及一个非常昂贵的设备,称为压力机。新闻出版不是一个快速的过程;当然没有钻孔或电镀步骤那么快。这使得顺序层压是一项成本高昂、交付周期较长的工作。在使用HDI技术时,最好与pcb制造供应商密切合作。

以上内容如果对你有帮助,请收藏本站,以便第一时间了解最新网赚项目,学习各大网赚培训团队内部VIP网赚教程,每日持续更新。
© 版权声明
THE END
喜欢就支持一下吧
评论 抢沙发
头像
欢迎您留下宝贵的见解!
提交
头像

昵称

取消
昵称表情代码图片