Indice dei contenuti
Il mondo dell'elettronica ha fatto passi da gigante rispetto a quello che si vedeva nel 1900. Questo progresso è dovuto all'uso di moduli multi-chip su Assemblaggi di PCB. Moduli multi-chip consentono ai progettisti di integrare CI, componentie il conduttore muore in un unico substrato. Ciò consente di ottenere una soluzione compatta, pur garantendo prestazioni ottimali.
In questo blog, ELEPCB introdurrà moduli multi-chip, il loro benefici, il tipi disponibilie informazioni fondamentali che vi aiuteranno a comprendere questi circuiti integrati intelligenti.
Che cos'è il modulo multi chip su PCB?
Modulo multi-chip alias microchip modulo è un assemblaggio elettronico che contiene una serie di componenti, circuiti integrati, tracce e matrici tutti insieme. Ciò conferisce al modulo Multi Chip la struttura di un pacchetto completo che ha pin e terminali. Una volta completato, un modulo Multi Chip può essere usato come un grande IC e può essere saldareal PCB.
I pacchetti di moduli multi chip sono disponibili in una varietà di forme e confezioni che vanno dai circuiti integrati preconfezionati alle impronte di moduli già esistenti. fabbricato pacchetti di chip. Questi pacchetti personalizzati sono utilizzati in una varietà di prodotti elettronici in cui le dimensioni e il peso sono limitati.
Alcune delle applicazioni più comuni dell'MCM comprendono:
- Elettronica intelligente come computer portatili, smartwatch e CPU
- Sistemi radio e dispositivi di comunicazione
- Dispositivi medici
- Veicoli e moduli militari
- LED
Vantaggi dell'assemblaggio MCM
Uno degli straordinari vantaggi dei moduli a microchip è che questi gruppi permettono di miniaturizzare di dispositivi elettroniciche li rende più trasportabili e adatti a peso/dimensioni limitate applicazioni. A parte questo, ecco cosa possono offrire questi pacchetti.
1. Utilizza meno energia
- L'MCM diminuisce la necessità di collegare più dispositivi elettronici. Questo perché tutti i componenti importanti sono collegati all'interno del gruppo. Questo permette di lunghezze di collegamento inferiorie dato che la lunghezza è ridotta, il circuito possono essere alimentati a bassa potenza.
2. Affidabilità migliorata
- Se parliamo di chip più grandi, essi hanno un'alta percentuale di guasti ai circuitia differenza degli MCM, dove i circuiti sono interconnessi mediante linee di connessione impacchettate. A causa dei chip multipli, i percorsi di interconnessione sono piccoli e ciò porta a Problemi ridotti ed elevata affidabilità.
3. Costi di produzione inferiori
- Utilizzo di singoli CI in PCB assemblaggi può portare a costi di produzione più elevati. Tuttavia, quando questi gruppi vengono combinati sotto forma di MCM, i costi si abbassano, rendendo il grande gruppo più accessibile.
4. Minore possibilità di interferenze
- Poiché tutti i gruppi elettronici sono in un singolo ICche consente di realizzare piccole linee di interconnessione tra i componenti. Poiché esistono percorsi di connessione brevi che consentono ai circuiti di meno interferenze e più integrità del segnale.
Spiegazione del design del modulo multi-chip
Al fine di ottenere una comprensione di progettazione di moduli multi-chipÈ importante capire come questi chip, piccoli ma potenti, vengono progettati in base alle specifiche.
La progettazione di MCM passa attraverso le seguenti fasi.
Fase 1:
Substrato
Fase 2:
Strati di conduttori
Il primo passo verso la progettazione di un chip MCM è selezionare il substrato tipo. Il substrato è il materiale di base dove ospita i componenti e i fili.
Il substrato viene fornito nel formato categorie sopra citate e possono essere selezionati in base ai parametri di progettazione.
I moduli multi-chip contengono un struttura livellata e tale struttura contiene molti strati di conduttori. Gli strati sono progettati in base alla tipo di chip MCM e sono realizzati con il metodo metodo di microfabbricazione elettrochimica. Questo metodo crea strati spessi di conduttori che hanno dimensioni laterali.
Fase 3:
Imballaggio
Fase 2:
Legame
Dopo la stesura degli strati, l'MCM viene confezionato in modo da fornire meccanico supporto, connettività elettrica e gestione termica. I pacchetti sono disponibili in diverse forme e tecnologie.
L'ultima fase della progettazione di MCM è l'incollaggio del chip progettato. L'incollaggio è il metodo che collega i chip progettati nel substrato. Tecniche come incollaggio dei fili, incollaggio automatico del nastro, o flip-chip vengono utilizzati per questo processo.
Tipi di MCM in base al substrato
Gli MCM sono classificati in base al tipo di substrato. Il substrato decide quale tipo di MCM utilizzare in base ai requisiti definiti. Ecco cosa si può trovare sul mercato.
MCM-D:
Il tipo D utilizza uno strato di dielettrico composto da vetro, metallo o ceramica substrato. Il substrato contiene uno strato di film sottile che collega i componenti dell'assieme.
MCM-S:
Un altro tipo di MCM è un tipo S che è fatto di silicio substrato. Con questo tipo, le tracce sono realizzate nel silicio per collegare i componenti.
Tipi di imballaggio MCM
Basato sulla progettazione dell'interconnessione
I tipi di imballaggio MCM hanno molteplici opzioni disponibili. Queste confezioni sono disponibili in categorie come Tecnologia 2D, 2.5D e 3D.
Ridistribuzione
Strato Fan-Out:
Adatto per applicazioni come Internet-of-Things, pacchetti MCM fan-out a strati hanno la capacità di offrire la stessa densità degli interpositori al silicio, ma a un prezzo più basso. Se siete alla ricerca di prestazioni migliori e più iOS, allora questi 2.5D I pacchetti sono la soluzione migliore.
Legame ibrido:
Legame ibrido è un Pacchetto 3D che si ottiene incollando due wafer tra loro mediante TSV (Through-Silicon Vias). Questo packaging 3D impilato offre le massime prestazioni e la più alta densità perché questa tecnica riduce gli sprechi di energia. D'altro canto, il pacchetto di incollaggio ibrido è costoso rispetto agli interpositori al silicio e presenta una maggiore complessità.
Substrato organico
Substrato organico è il tipo più comune di Pacchetto 2D ampiamente utilizzato nell'industria elettronica per la sua economicità. Inoltre, questo tipo di imballaggio è adatto per le applicazioni in cui si preferisce una minore densità di I/O e un minor numero di connessioni tra gli stampi.
Interpositore di silicio
Interpositore di silicio è un Tipo di imballaggio MCM 2D che sfrutta l'interposizione di silicio per collegare tra loro due stampi.
Ispezione dei moduli MCM e dell'assemblaggio
Gli MCM sono componenti importanti che aiutano l'elettronica a imboccare la strada della modernizzazione. Di seguito sono riportati alcuni dei metodi utilizzati per l'ispezione e il collaudo.
Ispezione
Il chip MCM può essere ispezionato in due modi.
- Ispezione manuale
- Ispezione dei macchinari
Con ispezione manuale, il progettista utilizza lente d'ingrandimento, e multimetro digitale (DMM) per verificare la rottura, l'integrità del legame e l'integrità del substrato. Inoltre, è possibile individuare le fessure tra le matrici e la qualità della saldatura.
Il secondo metodo è ispezione dei macchinariLe macchine sfruttano le onde ultrasoniche per rilevare gli spazi tra gli elementi metallici e penetrarvi. Le macchine sono in grado di rilevare difetti che includono saldare integrità del legame, crepe nella matrice, materiale di saldatura eccessivo/insufficiente, substrato integrità e fessure del coperchio. A parte questo, 2D/3D Raggi X macchine può essere utilizzato anche per ispezionare e risolvere i problemi dei chip MCM.
Modulo Multi Chip PCB Standard
Gruppo d'azione per i test congiunti (JTAG)
Il primo metodo è sfruttando il metodo della scansione vincolata. Con l'uso del Joint Test Action Group (JTAG), i progettisti possono rilevare se i chip sono interconnessi senza dover usare sonde.
JTAG standard è 1990, sviluppato dall'IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers), noto anche come "Standard IEEE 1149.1".
Il contenuto dello standard comprende tre parti principali:
- Test a scansione perimetrale
- Questa è una delle funzioni principali di JTAG. Nella progettazione dei chip di circuiti integrati, le unità di boundary-scan sono integrate intorno ai pin di ingresso/uscita (I/O) del chip. Attraverso l'interfaccia JTAG, queste unità di boundary-scan possono essere controllate per realizzare il test delle connessioni inter-chip.
- Ad esempio, se una scheda a circuito stampato (PCB) ha più di un chip, l'uso di JTAG può essere quello di non utilizzare sonde fisiche per contattare ogni pin del chip, per rilevare se la connessione tra i chip è collegata correttamente, se c'è una condizione di apertura o di cortocircuito.
- Programmazione del dispositivo
- Per programmare il chip è possibile utilizzare anche l'interfaccia JTAG.
- Ad esempio, nel Field Programmable Gate Array (FPGA), i dati di configurazione possono essere scritti sul chip attraverso l'interfaccia JTAG per ridefinire la funzione dell'FPGA.
- Debug di sistema
- Per alcuni sistemi di chip complessi, JTAG fornisce un mezzo di debug nello stato di funzionamento del sistema. L'interfaccia JTAG può essere utilizzata per accedere ai registri interni del chip, visualizzare lo stato dei segnali interni e così via, aiutando a individuare gli errori nel funzionamento del sistema.
Test
Test in circuito è un metodo che prevede sonde e letti di unghie.
Consente di testare i singoli componenti.
Se volete saperne di più sul test TIC nel PCB, date un'occhiata qui!
Conclusione
I dispositivi elettronici sono sempre più intelligenti e portatili, perché i loro PCB le schede sono sempre più piccole. I circuiti integrati collegati ai PCB stanno diventando ridotto nelle dimensioni e più intelligente. Tutto questo è stato possibile grazie al modulo multi chip, che li ha resi compatti e convenienti, aumentando così la domanda di giorno in giorno.
CONTATTO
Italian 
English 
Hungarian