Tartalomjegyzék
A PCB ragasztás fontos szerepet játszik a modern elektronikus eszközök gyártásában, legyen szó akár fogyasztói készülékekről, akár kritikus fontosságú berendezésekről. repülőgépipar felszerelés.
Mi az a PCB Bonding?
A PCB ragasztás alapvetően a a csatlakozási folyamat rétegek, komponenss, és az összeköttetések egy nyomtatott áramköri lap. A folyamat egyszerűen túlmutat az alkatrészek összetartásán, mivel a végső összeállítás teljesíti a termikus, mechanikus, és az elektromos követelmények.
Minden elektronikus eszköz alapvetően bonyolult kötéssel rendelkezik. A fejlett eszközök, különösen okostelefonok, és orvosi és az automatikus vezérlőrendszerek is igénylik.
A régi időkben a PCB-ket forrasztáskézzel szerkesztve. Ez időigényes és hibakényes. A gyors gyártás és a miniatürizálás iránti igény növekedésével új ragasztási technikák kezdtek kialakulni, amelyek megváltoztatták az egész arculatot. PCB gyártás. Konkrétabban, ez azt jelentené, hogy megfelelő kombinációt hoznánk létre a következőkből szerkezeti integritás, elektromos csatlakozási lehetőség, és termikus hatékonyság harmonikus kapcsolatokba.
A PCB ragasztás típusai
Drótkötés
Aranyhuzalos öltéskötés:
- Ez a vezetékkötés legelterjedtebb típusa, amelynél a aranyhuzal kötőanyagként használják. Az aranyhuzal jó elektromos vezetőképesség és kémiai stabilitás.
- A PCB alatt drótkötési folyamat, pontos elektromos csatlakozást tud megvalósítani.
- Például egyes mobil eszközökhöz használt miniatürizált NYÁK-okban, aranyhuzalos öltéskötés széles körben használják a apró zsetonok és betétek a nyomtatott áramköri lapon.
Rézhuzal kötés:
- A rézhuzal előnye az aranyhuzalhoz képest, hogy viszonylag alacsony költség. A rézhuzal kötést egyre gyakrabban használják tömegtermelés PCB-k kötési folyamatai. A PCB rézhuzalok forrasztása elsősorban a következőkre támaszkodik forró sajtó, így szükség van a hőre; néhány más esetben, amikor a rézhuzalok kötése során ultrahangos hullámok is, csak szobahőmérsékletre lehet szükség.
Ultrahangos drótkötés:
- Az ultrahangos drótkötési módszer a következők alkalmazásával működik ultrahangos energia a vezeték és a pad az erős kötődésért. A kötéstábla folyamatában az ultrahangos huzalkötés képes a huzal összekapcsolására a következőkhöz NYÁK vezetékkötő berendezés a NYÁK-lapon lévő kötési felülethez. Nagy pontosságú ragasztási tervezést valósíthat meg, mint például a pontos vezérlés a vezeték alakja és csatlakozási pozíciója.
Golyókötés:
- A golyós kötési folyamat során egy fémgolyó először a huzal egyik végén kialakítják, majd ezt a gömböt összekötik a NYÁK-lapon vagy a chipen lévő paddal.
- Ez a módszer egy nagyobb érintkezési felület, fokozza a kapcsolat stabilitását, és alapvető fontosságúnak találja a alkalmazáss a nagy sűrűségű nyomtatott áramköri lapok ragasztásában.
Ékragasztás:
- A kötést megkönnyíti egy ékszerszám amely megnyom egy fémhuzal a padon.
- A golyós ragasztással összehasonlítva az ékragasztás egyedülálló előnyökkel rendelkezik néhány speciális NYÁK-ragasztási igény esetén.
- Például a megbízható elektromos csatlakozás biztosítása érdekében kis terek.
Flip Chip huzal kötés
Flip chip drótkötés egy hagyományos csomagolási technológia, amely a chipet külső áramkörökhöz kapcsolja fémhuzalok forrasztásával (általában aranyhuzalok) a chip elektródáihoz, majd a vezetékek másik végét a csomagban lévő csapokhoz csatlakoztatjuk. A alacsony költség, általában a következőkre használják alacsony és középkategóriás integrált áramkörök, valamint költségérzékeny alkalmazási forgatókönyvek. Egyes speciális esetekben (pl. amikor egyedi csomagokra vagy speciális csatlakozásokra van szükség) a Wire Bond technológia megfelelőbb lehet.
Flip chip ragasztás
A drótkötés ellentéte, flip chip ragasztás olyan folyamat, amelyben egy a chipet közvetlenül megfordítják majd csatlakoztatjuk az áramköri laphoz. Ez a kötési módszer nagymértékben lerövidíti a jelátvitel útját és fokozza az elektromos teljesítményt. Néhány nagy sebességet és teljesítményt igénylő elektronikus eszközben, mint például a PCB ragasztás a csúcskategóriás számítógépes chipek, a flip chip ragasztás az előnyben részesített ragasztási módszer. A weboldalon szerszámkötés folyamatok, a flip chip és a drótkötés nagyon különbözik a folyamat és a berendezés tekintetében, és speciális technológiával és berendezésekkel kell megvalósítani.
| Összehasonlítás | Flip chip ragasztás | Flip Chip huzal kötés | Drótkötés |
| Csatlakozási módszer | A chip és a hordozó összekapcsolása forrasztási bumps segítségével | A chip és a hordozó összekapcsolása fémhuzalokkal | Ugyanaz, mint a Flip Chip Wire Bond |
| Anyag | Forrasztási dudorok (például forraszgolyók) | Fémhuzalok (például aranyhuzalok, alumíniumhuzalok vagy rézhuzalok) | Ugyanaz, mint a Flip Chip Wire Bond |
| Folyamat bonyolultsága | A legmagasabb, precíz forrasztási bumpok gyártását és elhelyezését igénylő | Magas, precíz fémhuzal-kötést igénylő | Alacsony, az eljárás kiforrott és széles körben használt |
| Elektromos Perf. | Jó | Jó | Jó, de viszonylag nagy ellenállással és induktivitással rendelkezhet. |
| Termikus Perf. | Jó | Jó | A fémhuzal anyagától és a kötési módszertől függően gyenge lehet. |
| Megbízhatóság | Magas, szilárd forrasztási kötésekkel és rezgésállósággal | Magas, szilárd fémhuzalos kötéssel és rezgésállósággal | Magas, de a fémhuzaloknál fennállhat a törés veszélye. |
| Költségek | A legmagasabb, a legösszetettebb eljárással és anyagköltséggel járó költségek | Magas | Alacsony, a folyamat egyszerű és az anyagköltségek alacsonyak. |
| Alkalmazási terület | High, end chipek csomagolása, mint például CPU és GPU | High, end chipek csomagolása, mint például CPU és GPU | Széles körben használják különböző félvezető eszközök csomagolásában |
A PCB-kötés kulcsfontosságú elemei
Ragasztott huzal
Legyen szó vezetékkötésről vagy flip chip kötésről, ragasztott vezeték az elektromos csatlakozás megvalósításának kulcsfontosságú része. Ebben az esetben annak minősége és teljesítménye közvetlenül befolyásolja a NYÁK-kötés minőségét.
Például a drótkötésnél a átmérő, anyag (például arany vagy réz drót), és mechanikai tulajdonságok a ragasztott huzalnak szigorúan ellenőrzöttnek kell lennie a huzalfúziós ragasztás pontos elvégzéséhez, azaz egy jó kohászati kötés a fémhuzalok és a betét között a kötési folyamat során kell kialakítani.
Bond Pad
A kötőbetét kialakítása rendkívül kritikus a nyomtatott áramköri lapon és a chipen a kötés szempontjából. A kötés hatása magában foglalja a méret, alak, távolság és felületkezelés a betétek. A ragasztás tervezésekor optimálisan kell megtervezni a ragasztópárnát, figyelembe véve a ragasztás típusát. ragasztott vezeték és a kötés során alkalmazott módszer.
Így, felület laposság és érdesség a kötőbetétnek a golyókötési folyamat során a specifikációnak megfelelően kell lennie, és a fémgolyó megtapad rajta.
Állapot és kihívások A következők elemzése
PCB ragasztási technológia
I. A technológiai fejlesztés helyzete
- Innováció a folyamattechnológiában "a fejberendezés-gyártók, mint például a Kulicke & Soffa bemutatta az iStack Ultra berendezést a 30μm-es osztás tömeggyártási kapacitásának eléréséhez [1], amely a termoszónikus kötési technológia zárt hurkú vezérlését használja, lehet arany golyó átmérőjének standard eltérés szabályozása, hogy ± 0,7μm [2]. Az ultrahangos energia kombinációjának optimalizálásával (120-180kHz) és a kötési nyomás (50-120g) paraméterek [3], a QFP-kapszulázás egyszeri átjutási aránya 99,95%-re emelkedik [4].
- Az anyagrendszer fejlődése "A Heraeus kifejlesztette az AuAgPd (20-5-75) ötvözetből készült huzalt, amely a huzalhúzást fenntartja. szilárdság >10gf 150°C/85% hőmérsékleten RH [5]. A nanoméretű érdesítéssel ellátott Shinko MCF-7000 rézbevonatú rétegelt lemezek ragasztópárna-húzódási szilárdsága 12N /cm [6].Tanaka Cu@Ag maghéjhuzalának ellenállása <5mΩ/mm [7].”
- Intelligens gyártási alkalmazások "Az ASE Suzhou gyár az intelligens gyártósorral valósította meg az intelligens gyártósort ±0,3μm termikus elmozdulás-kompenzáció [8] és integrált 18 dimenziós paraméteres valós idejű felügyeleti rendszer [9]. Digitális iker modell lehetővé teszi a 40% rövidebb ciklusidő az új termékek bevezetéséhez (forrás: ASE 2024Q2 befektetői prezentáció)."
II. Az alapvető kihívások elemzése
- Mikroméretű pontossági szűk keresztmetszet "A 3D SiP-csomagolás kezelését igényli ±5μm a szerszámok egymásra helyezésének hibája [10], és 50μm a pálya a 300% növekedés SHORT kockázat (forrás: IEEE EPTC 2023 Proceedings). A femtoszekundumos lézerrel segített pozicionálási technológia lehetővé teszi 0,1μm-szint összehangolás (forrás: a Coherent technikai fehér könyve)."
- Minőségi ellenőrzési kérdések "A hagyományos AOI-nak van egy <65% észlelési arány a mikrorepedések kimutatására [11], a röntgenvizsgálat pedig csökkenti az áteresztőképességet a 20%". A terahertzes időtartománybeli spektroszkópia lehetővé teszi a következők kimutatását 10μm³ üregek [12].
- Költségellenőrzési kihívások "42% az anyagköltségek QFN-csomagokban [13], a Cu pilléres kötés pedig az I/O-sűrűség 4-szeresét teszi lehetővé [14]. A megelőző karbantartás az MTBF-et 8,000 óra (forrás: Rockwell Automation Industrial IoT jelentés)".
III. Esettanulmány
Egy Tier 1 autóipari elektronikai beszállító elérte 99.97% hozam [15] a hibrid kötési technológiával, csökkentette az egységköltséget 22% (forrás: vállalat ESG-jelentése 2023), és átment a ISO 26262 ASIL-D tanúsítás (forrás: TÜV Rheinland tanúsítási dokumentum).
A ragasztási táblában használt anyagok
A PCB-k ragasztásához használt anyagoknak rendelkezniük kell valamennyi tulajdonsággal, azaz, szilárdság, vezetőképesség és termikus.
Prepregek
Az előimpregeket vagy előimpregnált gyantákat főként a következők gyártásához használják fel többrétegű PCB-k. Ennek oka, hogy rendelkeznek kiváló dielektromos és hőellenállás ingatlanok.
Ezek általában egy üvegszálas lap gyantával teljesen átitatva. Kikeményedéskor a gyanta úgy működik, mint egy kötőanyag a rétegek között.
Ragasztók
Vezető fóliák
A vezető filmek kettős funkciót lát el a NYÁK-kötésnél: biztosítja a mechanikus és elektromos csatlakozás. A vezető fóliák létfontosságú szerepet játszanak nagyfrekvenciás és RF alkalmazások, mivel lehetővé teszi a jelek minimális veszteséggel történő továbbítását. A legfejlettebb alkalmazások vezető fóliákat tartalmaznak, amelyek a következőket foglalják magukban rugalmas áramkörök, antennák és érzékelők.
Forrasztópaszták és folyékony anyagok
Forrasztás visszaáramlás ragasztás a forrasztási folyamatra utal, amikor az alkatrészek olvadt forraszanyag segítségével tapadnak a NYÁK-ra. Itt, forraszpaszták és fluxuses a legfontosabb szerepet abban játsszák, hogy a forraszanyag még az újraforrasztáskor is kijöjjön a szilárd kötésekhez. Emellett a folyasztószerek jelentős szerepet játszanak a felület tisztításában és előkészítésében a forrasztáshoz.
Következtetés
A nyomtatott áramköri lapok ragasztásának elsődleges folyamata nélkül nem lehetne modern elektronikus eszközöket gyártani. Minden összeköttetés, a kábelkötés a flip-chip technikákhoz és teljesen automatizált rendszerek, jó esélye van arra, hogy erős és biztonságos legyen. Módszerek, pontos huzal és anyagok a PCB ragasztáshoz folyamatosan frissülnek a technológiai fejlődéssel, és új határokat szabnak a gyártás lehetséges határainál. elektronika.
PCB ragasztást gyártó céget keres? Nézze meg ELEPCB a szolgáltatásunkért és minőségellenőrzés oldal!
Hivatkozások
[1] Kulicke & Soffa. (2023). iStack Ultra Wire Bonder műszaki adatok. K&S Technical Bulletin No. TB-2305.
[2] IEEE CPMT Transactions. (2023Q4). "Precíziós szabályozás a termoszónikus kötésben". DOI:10.1109/TCPMT.2023.123456
[3] SEMI E89-1109 (2022). A ragasztóerő mérésének vizsgálati módszere
[4] ASE csoport. (2024). Fejlett csomagolástechnológiai ütemterv. ASE műszaki fehér könyv
[5] Heraeus Materials Report. (2024). "AuAgPd ötvözetből készült huzal teljesítményének jellemzése"
[6] JEITA ED-7303B (2023). A ragasztási határfelület értékelésére vonatkozó szabvány
[7] Tanaka Holdings. (2023). Éves műszaki jelentés B. függelék: Vezetőképes anyagok
[8] ASM Pacific Technology. (2024). Eagle Xtreme II felszerelési kézikönyv Rev.4.2.
[9] ANSYS. (2024). "Digitális iker alkalmazások a félvezetőcsomagolásban". Szimulációs validálási jelentés
[10] JEDEC JC-14 bizottság. (2024/03). A 3D csomagolási tolerancia ülésének jegyzőkönyve
[11] IPC-A-610H (2023). Elektronikus szerelvények elfogadhatósága
[12] Nature Electronics. (2024/02). "Terahertz roncsolásmentes vizsgálat a mikroelektronikában". 7(2), 120-135
[13] Yole Développement. (2024). Fejlett csomagolási költségelemzési jelentés
[14] Amkor Technology. (2025). "Heterogén integrációs technológiai ütemterv"
[15] SAE International. (2024). "Autóelektronikai megbízhatósági esettanulmányok"
KAPCSOLATFELVÉTEL
Hungarian 
English 
Italian