Tartalomjegyzék
Az elektronika világa messze elmaradt attól, amit 1900-ban láttunk. Ez a fejlődés a következőknek köszönhető multi-chip modulok a PCB-szerelvények. Multi-Chip modulok lehetővé teszi a tervezők számára, hogy integrálják IC-k, alkatrészek, és a karmester meghal egyetlen szubsztrátum. Ez kompakt megoldást tesz lehetővé, miközben biztosítja az optimális teljesítményt.
Ebben a blogban, ELEPCB bemutatja multi-chip modulok, a előnyök, a rendelkezésre álló típusok, és kulcsfontosságú információkat, amelyek segítenek megérteni ezeket az intelligens integrált áramköröket.
Mi az a Multi Chip modul PCB-n?
Multi-chip modul aka mikrochip modul egy olyan elektronikus egység, amely egy sor alkatrészek, integrált áramkörök, nyomvonalak és süllyesztékek együttesen. Ezáltal a Multi Chip Module egy teljes csomag szerkezetét kapja, amely rendelkezik csapok és csatlakozók. Ha elkészült, egy Multi Chip modul nagy IC-ként használható és lehet forrasztása PCB.
A Multi Chip Module csomagok különböző formákban és csomagokban kaphatók, amelyek az előre csomagolt IC-ktől a már meglévő IC-k lábnyomáig terjednek. gyártott chipcsomagok. Ezeket az egyedi gyártású csomagokat számos olyan elektronikai termékben használják, ahol a méret és a súly korlátokat jelent.
Az MCM néhány gyakori alkalmazása a következő:
- Intelligens elektronika, például laptopok, okosórák és CPU-k
- Rádiórendszerek és kommunikációs eszközök
- Orvostechnikai eszközök
- Katonai járművek és modulok
- LED-ek
Az MCM összeszerelés előnyei
A mikrochipmodulok egyik kiemelkedő előnye, hogy ezek a szerelvények lehetővé teszik a miniatürizálást a elektronikus eszközök, ami hordozhatóbbá és alkalmasabbá teszi őket súly/méret-korlátozott alkalmazások. Ettől eltekintve, itt van, amit ezek a csomagok kínálnak.
1. Kevesebb energiát használ
- Az MCM csökkenti a több elektronika csatlakoztatására van szükség. Ez azért van, mert minden fontos alkatrész a szerelvényen belül van összekötve. Ez lehetővé teszi rövidebb csatlakozóhosszúságok, és mivel a hossza kicsi, az áramkör alacsony energiafelhasználás mellett is működtethető.
2. Fokozott megbízhatóság
- Ha beszélünk nagyobb chipek, ők magas az áramkör meghibásodásának aránya, ellentétben az MCM-mel, ahol az áramkörök összekapcsolása tömörített csatlakozóvezetékekkel történik. A több chip miatt az összekapcsolási útvonalak kicsik, ezért ez a következőhöz vezet kevesebb probléma és nagy megbízhatóság.
3. Alacsonyabb gyártási költségek
- Egyéni IC-k a oldalon. PCB szerelvények vezethet magasabb termelési költségek. Ha azonban ezeket a szerelvényeket MCM formájában kombinálják, az csökkenti a költségeket, és így a nagy szerelvény megfizethetőbbé válik.
4. Alacsonyabb interferencia esélye
- Mivel az összes elektronikus egység egyetlen IC-be csomagolva, amely lehetővé teszi a komponensek közötti kis összekötő vonalakat. Mivel rövid csatlakozási útvonalak vannak, amelyek lehetővé teszik az áramkörök kevesebb interferenciával és nagyobb jelintegritással kell szembenéznie.
A Multi-Chip modul tervezésének magyarázata
Annak érdekében, hogy megértsük multi-chip modul tervezés, fontos megérteni, hogyan tervezik ezeket a kis méretű, mégis nagy teljesítményű chipeket az előírásoknak megfelelően.
Az MCM tervezése a következő lépéseken megy keresztül.
1. lépés:
Alátét
2. lépés:
Vezetőrétegek
Az első lépés egy MCM chip tervezése felé a következő a szubsztrátum típus. A szubsztrátum az alapanyag, ahol a az alkatrészek és a vezetékek elhelyezése.
A szubsztrát a a fent említett kategóriák és kiválasztható a tervezési paramétereknek megfelelően.
A multi-chip modulok tartalmaznak egy kiegyenlített szerkezet és ez a szerkezet sok réteg vezetőt tartalmaz. A rétegek kialakítása a következők szerint történik MCM chip típusa és a elektrokémiai mikrogyártási módszer. Ez a módszer létrehozza vastag rétegek oldalirányú méretekkel rendelkező vezetők.
3. lépés:
Csomagolás
2. lépés:
Kötés
A rétegek után az MCM-et becsomagolják, amely a következőket biztosítja mechanikus támogatás, elektromos csatlakoztathatóság és hőgazdálkodás. A csomagok különböző formájúak és technológiájúak.
Az MCM tervezés utolsó lépése a tervezett chip kötése. A kötés az a módszer, amely összeköti a tervezett chipeket a szubsztrátum. Olyan technikák, mint kábelkötés, szalag automatizált ragasztás, vagy flip-chip használják ehhez a folyamathoz.
Az MCM-ek típusai a hordozó alapján
Az MCM-eket a szubsztrát típusa szerint kategorizálják. Az aljzat dönti el, hogy a meghatározott követelményeknek megfelelően melyik MCM-típust kell használni. Az alábbiakban bemutatjuk, hogy mit találhat a piacon.
MCM-D:
A D típus egy dielektromos réteget használ, amely a következőkből áll üveg, fém vagy kerámia szubsztrátum. A szubsztrát tartalmaz egy réteg vékony film amely összeköti az alkatrészeket a szerelvényben.
MCM-S:
Egy másik típusú Az MCM S-típusú amely a következőkből készült szilícium szubsztrátum. Ennél a típusnál a pályák és nyomvonalak a szilíciumban készülnek az alkatrészek összekapcsolására.
Az MCM-csomagolás típusai
Összekapcsolási terv alapján
Az MCM csomagolástípusok többféle lehetőséggel állnak rendelkezésre. Ezek a csomagok a következő kategóriákba sorolhatók 2D, 2.5D és 3D technológia.
Újraelosztás
Réteg Fan-Out:
Alkalmas olyan alkalmazásokhoz, mint például Internet-of-Things, réteges fan-out MCM csomagok képesek ugyanazt a sűrűséget nyújtani, mint a szilícium interpozíciós lapkák, de alacsonyabb ár. Ha nagyobb teljesítményt és több iOS, akkor ezek a 2.5D csomagok jelentik a legjobb megoldást.
Hibrid kötés:
Hibrid kötés egy 3D csomag amely két ostyát TSV-k (Through-Silicon Vias) segítségével összekötve jön létre. Ez a 3D-s egymásra helyezett csomagolás kínálja a legnagyobb teljesítményt és a legnagyobb sűrűséget, mivel ez a technika csökkenti az energiapazarlást. Másrészt, a hibrid kötéscsomag drága a szilícium interpozíciókhoz képest, és összetettebb.
Szerves szubsztrát
Szerves szubsztrátum a leggyakoribb típusa a 2D csomag amelyet az elektronikai iparban széles körben használnak, mivel költséghatékony. Ezenkívül ez a csomagolási típus olyan alkalmazásokhoz alkalmas, ahol az alacsonyabb IO-sűrűség előnyben részesül, és kevesebb a die-kapcsolat.
Szilícium interposer
Szilícium interposer egy 2D MCM csomagolási típus amely a szilícium interposer segítségével két lapkát kapcsol össze.
Az MCM modulok és a szerelés ellenőrzése
Az MCM fontos összetevők, amelyek segítik az elektronikát a modernizáció útján. Az alábbiakban bemutatunk néhányat az ellenőrzésre és tesztelésre használt módszerek közül.
Ellenőrzés
Az MCM chipet kétféleképpen ellenőrizheti.
- Kézi ellenőrzés
- Megmunkált ellenőrzés
A címen kézi ellenőrzés, a tervező a nagyító, és digitális multiméter (DMM) a törés, a kötés és a szubsztrát integritásának ellenőrzése. Ezzel a szerszámok közötti repedéseket és a forrasztás minőségét is meg tudják találni.
A második módszer megmunkált ellenőrzésA gépek ultrahanghullámokat használnak a fémelemek közötti terek érzékelésére és áthatolására. A gépek képesek a következő hibák észlelésére forrasztás kötésintegritás, repedések a szerszámban, túlzott/elégtelen forraszanyag, szubsztrátum integritás, és a fedéltömítés repedései. Ettől eltekintve, 2D/3D Röntgenfelvétel gépek használható a következőkre is ellenőrizze és hibaelhárítás az MCM chipekben.
PCB Multi Chip modul Standard
Közös Tesztelési Akciócsoport (JTAG)
Az első módszer a kötött szkennelési módszer kihasználása. A Joint Test Action Group (JTAG) használatával a tervezők szondák használata nélkül is felismerhetik, hogy a chipek összekapcsolódtak-e egymással.
JTAG standard a 1990, az IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) által kifejlesztett, más néven "IEEE 1149.1 szabvány".
A szabvány tartalma három fő részből áll:
- Boundary-scan vizsgálat
- Ez a JTAG egyik alapvető funkciója. Az integrált áramköri chipek tervezésénél a chip bemeneti/kimeneti (I/O) csapjai köré integráltak határokat vizsgáló egységeket. A JTAG-interfészen keresztül ezek a határokat vizsgáló egységek vezérelhetők a chipek közötti kapcsolatok tesztelésének megvalósításához.
- Például, ha egy nyomtatott áramköri lap (PCB) egynél több chipet tartalmaz, a JTAG használata lehet abban az esetben, ha nem használnak fizikai szondákat az egyes chipek érintkezésére, annak kimutatására, hogy a chip közötti kapcsolat megfelelően van-e csatlakoztatva, hogy van-e nyitott vagy rövidzárlatos állapot.
- Eszköz programozása
- A chip programozására a JTAG interfész is használható.
- Például a Field Programmable Gate Array (FPGA) esetében a konfigurációs adatok a JTAG-interfészen keresztül írhatók a chipre, hogy újra meghatározzák az FPGA funkcióját.
- Rendszeres hibakeresés
- Egyes összetett chiprendszerek esetében a JTAG lehetőséget biztosít a hibakeresésre a rendszer futó állapotában. A JTAG-interfész segítségével hozzáférhetünk a chip belső regisztereihez, megtekinthetjük a belső jelek állapotát stb., ami segít a rendszer működésében előforduló hibák felderítésében.
Tesztelés
In-Circuit tesztelés egy olyan módszer, amely magában foglalja szondák és körömágyak.
Lehetővé teszi az egyes alkatrészek tesztelését.
Ha többet szeretnél megtudni az ICT tesztről a PCB-ben, nézd meg ezt!
Következtetés
Az elektronika egyre okosabb és hordozhatóbb, mert a PCB a táblák egyre kisebbek. Az IC-k csatlakoztatott a PCB-k egyre csökkentett méretű és intelligensebb. Mindezt a Multi Chip modul tette lehetővé, így azok kompakt, megfizethető, így napról napra növekvő igényeket támasztanak.
KAPCSOLATFELVÉTEL
Hungarian 
English 
Italian