Ochrana elektronických systémů před elektromagnetickým rušením (EMI) se stala horkým tématem. Technologický pokrok ve standardech 5G, bezdrátové nabíjení pro mobilní elektroniku, integrace antény do šasi a zavedení System in Package (SiP) vedou k potřebě lepšího stínění a izolace EMI v balíčcích komponent a větších modulárních aplikacích. Pro konformní stínění jsou materiály stínění proti EMI pro vnější povrchy obalu nanášeny hlavně pomocí procesů fyzikálního napařování (PVD) pomocí technologie předbalení pro aplikace vnitřního balení. Problémy rozšiřitelnosti a nákladů technologie rozprašování, stejně jako pokroky v oblasti spotřebního materiálu, však vedou k úvahám o alternativních metodách rozprašování pro stínění proti EMI.
Autoři budou diskutovat o vývoji procesů nanášení povlaků stříkáním pro nanášení materiálů stínění proti EMI na vnější povrchy jednotlivých součástek na pásech a větších obalech SiP. Pomocí nově vyvinutých a vylepšených materiálů a vybavení pro průmysl byl prokázán proces, který poskytuje jednotné pokrytí na obalech o tloušťce menší než 10 mikronů a rovnoměrné pokrytí kolem rohů obalů a bočních stěn obalů. poměr tloušťky boční stěny 1:1. Další výzkum ukázal, že výrobní náklady na aplikaci stínění proti EMI na balení součástí lze snížit zvýšením rychlosti rozprašování a selektivní aplikací povlaků na konkrétní oblasti balení. Nízké kapitálové náklady na zařízení a kratší doba nastavení postřikovacího zařízení ve srovnání s postřikovacím zařízením navíc zlepšují schopnost zvýšit výrobní kapacitu.
Při balení mobilní elektroniky se někteří výrobci modulů SiP potýkají s problémem izolace součástí uvnitř SiP od sebe navzájem a zvenčí, aby byla chráněna před elektromagnetickým rušením. Kolem vnitřních součástí jsou vyříznuty drážky a na drážky je aplikována vodivá pasta, aby se uvnitř pouzdra vytvořila menší Faradayova klec. Vzhledem k tomu, že se konstrukce výkopu zužuje, je nutné kontrolovat objem a přesnost uložení materiálu vyplňujícího výkop. Nejnovější pokročilé tryskací produkty regulují objem a malá šířka proudění vzduchu zajišťuje přesné plnění příkopu. V posledním kroku jsou vršky těchto výkopů vyplněných pastou slepeny k sobě nanesením vnějšího stínícího povlaku proti EMI. Spray Coating řeší problémy spojené s používáním naprašovacího zařízení a využívá vylepšené EMI materiály a nanášecí zařízení, což umožňuje výrobu SiP obalů pomocí efektivních metod vnitřního balení.
V posledních letech se stínění EMI stalo velkým problémem. S postupným zaváděním bezdrátové technologie 5G do hlavního proudu a budoucími příležitostmi, které 5G přinese do internetu věcí (IoT) a kritické komunikace, vzrostla potřeba účinně chránit elektronické součástky a sestavy před elektromagnetickým rušením. základní. S nadcházejícím bezdrátovým standardem 5G se frekvence signálu v pásmech 600 MHz až 6 GHz a pásmech milimetrových vln stanou běžnějšími a výkonnějšími, jakmile bude tato technologie přijata. Některé navrhované případy použití a implementace zahrnují okenní tabule pro kancelářské budovy nebo veřejnou dopravu, které pomáhají udržovat komunikaci na kratší vzdálenosti.
Vzhledem k tomu, že frekvence 5G obtížně pronikají stěnami a jinými tvrdými předměty, další navrhované implementace zahrnují opakovače v domácnostech a kancelářských budovách, které poskytují dostatečné pokrytí. Všechny tyto akce povedou ke zvýšení prevalence signálů ve frekvenčních pásmech 5G a vyššímu riziku vystavení elektromagnetickému rušení v těchto frekvenčních pásmech a jejich harmonickým.
Naštěstí lze EMI odstínit nanesením tenkého, vodivého kovového povlaku na externí součásti a zařízení System-in-Package (SiP) (obrázek 1). V minulosti bylo stínění proti EMI aplikováno umístěním vyražených kovových plechovek kolem skupin součástek nebo aplikací stínící pásky na jednotlivé součásti. S tím, jak se obaly a koncová zařízení stále miniaturizují, se tento přístup stínění stává nepřijatelným kvůli omezením velikosti a flexibilitě při manipulaci s různými, neortogonálními koncepty obalů, které se stále více používají v mobilní a nositelné elektronice.
Podobně některé přední návrhy pouzder směřují k selektivnímu pokrytí pouze určitých oblastí pouzdra pro stínění EMI, spíše než k pokrytí celého vnějšího pouzdra úplným pouzdrem. Kromě vnějšího stínění proti EMI vyžadují nová zařízení SiP další vestavěné stínění zabudované přímo do pouzdra, aby bylo možné navzájem správně izolovat různé komponenty ve stejném pouzdru.
Hlavní metodou pro vytvoření stínění EMI na lisovaných součástkách nebo lisovaných SiP zařízeních je nastříkání několika vrstev kovu na povrch. Naprašováním lze na povrch obalů nanášet velmi tenké stejnoměrné povlaky čistého kovu nebo kovových slitin o tloušťce 1 až 7 µm. Protože proces naprašování je schopen nanášet kovy na úrovni angstromů, elektrické vlastnosti jeho povlaků byly dosud účinné pro typické aplikace stínění.
Jak však roste potřeba ochrany, má naprašování značné inherentní nevýhody, které brání jeho použití jako škálovatelné metody pro výrobce a vývojáře. Počáteční kapitálové náklady na stříkací zařízení jsou velmi vysoké, v řádu milionů dolarů. Vzhledem k vícekomorovému procesu vyžaduje linka stříkacích zařízení velkou plochu a dále zvyšuje potřebu dalších nemovitostí s plně integrovaným přenosovým systémem. Typické podmínky rozprašovací komory mohou dosáhnout rozsahu 400 °C, protože plazmová excitace rozprašuje materiál z rozprašovací elektrody na substrát; proto je zapotřebí montážní přípravek „studená deska“ k ochlazení substrátu, aby se snížily teploty. Během procesu nanášení se kov nanáší na daný substrát, ale zpravidla tloušťka povlaku svislých bočních stěn 3D obalu je obvykle až 60 % ve srovnání s tloušťkou horní povrchové vrstvy.
Konečně, vzhledem k tomu, že naprašování je proces nanášení přímou viditelností, kovové částice nemohou být selektivně nebo musí být ukládány pod převislé struktury a topologie, což může vést ke značným ztrátám materiálu kromě jeho akumulace uvnitř stěn komory; proto vyžaduje velkou údržbu. Pokud mají být určité oblasti daného substrátu ponechány odkryté nebo není vyžadováno EMI stínění, musí být substrát také předem zamaskován.
Ochrana elektronických systémů před elektromagnetickým rušením (EMI) se stala horkým tématem. Technologický pokrok ve standardech 5G, bezdrátové nabíjení pro mobilní elektroniku, integrace antény do šasi a zavedení System in Package (SiP) vedou k potřebě lepšího stínění a izolace EMI v balíčcích komponent a větších modulárních aplikacích. Pro konformní stínění jsou materiály stínění proti EMI pro vnější povrchy obalu nanášeny hlavně pomocí procesů fyzikálního napařování (PVD) pomocí technologie předbalení pro aplikace vnitřního balení. Problémy rozšiřitelnosti a nákladů technologie rozprašování, stejně jako pokroky v oblasti spotřebního materiálu, však vedou k úvahám o alternativních metodách rozprašování pro stínění proti EMI.
Autoři budou diskutovat o vývoji procesů nanášení povlaků stříkáním pro nanášení materiálů stínění proti EMI na vnější povrchy jednotlivých součástek na pásech a větších obalech SiP. Pomocí nově vyvinutých a vylepšených materiálů a vybavení pro průmysl byl prokázán proces, který poskytuje jednotné pokrytí na obalech o tloušťce menší než 10 mikronů a rovnoměrné pokrytí kolem rohů obalů a bočních stěn obalů. poměr tloušťky boční stěny 1:1. Další výzkum ukázal, že výrobní náklady na aplikaci stínění proti EMI na balení součástí lze snížit zvýšením rychlosti rozprašování a selektivní aplikací povlaků na konkrétní oblasti balení. Nízké kapitálové náklady na zařízení a kratší doba nastavení postřikovacího zařízení ve srovnání s postřikovacím zařízením navíc zlepšují schopnost zvýšit výrobní kapacitu.
Při balení mobilní elektroniky se někteří výrobci modulů SiP potýkají s problémem izolace součástí uvnitř SiP od sebe navzájem a zvenčí, aby byla chráněna před elektromagnetickým rušením. Kolem vnitřních součástí jsou vyříznuty drážky a na drážky je aplikována vodivá pasta, aby se uvnitř pouzdra vytvořila menší Faradayova klec. Vzhledem k tomu, že se konstrukce výkopu zužuje, je nutné kontrolovat objem a přesnost uložení materiálu vyplňujícího výkop. Nejnovější pokročilé tryskací produkty regulují objem a úzká šířka proudění vzduchu zajišťuje přesné plnění příkopu. V posledním kroku jsou vršky těchto výkopů vyplněných pastou slepeny k sobě nanesením vnějšího stínícího povlaku proti EMI. Spray Coating řeší problémy spojené s používáním naprašovacího zařízení a využívá vylepšené EMI materiály a nanášecí zařízení, což umožňuje výrobu SiP obalů pomocí efektivních metod vnitřního balení.
V posledních letech se stínění EMI stalo velkým problémem. S postupným zaváděním bezdrátové technologie 5G do hlavního proudu a budoucími příležitostmi, které 5G přinese do internetu věcí (IoT) a kritické komunikace, vzrostla potřeba účinně chránit elektronické součástky a sestavy před elektromagnetickým rušením. základní. S nadcházejícím bezdrátovým standardem 5G se frekvence signálu v pásmech 600 MHz až 6 GHz a pásmech milimetrových vln stanou běžnějšími a výkonnějšími, jakmile bude tato technologie přijata. Některé navrhované případy použití a implementace zahrnují okenní tabule pro kancelářské budovy nebo veřejnou dopravu, které pomáhají udržovat komunikaci na kratší vzdálenosti.
Vzhledem k tomu, že frekvence 5G obtížně pronikají stěnami a jinými tvrdými předměty, další navrhované implementace zahrnují opakovače v domácnostech a kancelářských budovách, které poskytují dostatečné pokrytí. Všechny tyto akce povedou ke zvýšení prevalence signálů ve frekvenčních pásmech 5G a vyššímu riziku vystavení elektromagnetickému rušení v těchto frekvenčních pásmech a jejich harmonickým.
Naštěstí lze EMI odstínit nanesením tenkého, vodivého kovového povlaku na externí součásti a zařízení System-in-Package (SiP) (obrázek 1). V minulosti se stínění EMI uplatňovalo umístěním vyražených kovových plechovek kolem skupin součástí nebo aplikací stínící pásky na určité součásti. Nicméně, jak se obaly a koncová zařízení nadále miniaturizují, tento přístup stínění se stává nepřijatelným kvůli omezením velikosti a flexibilitě při manipulaci s řadou neortogonálních konceptů pouzder, které se stále častěji vyskytují v mobilní a nositelné elektronice.
Podobně některé přední návrhy pouzder směřují k selektivnímu pokrytí pouze určitých oblastí pouzdra pro stínění EMI, spíše než k pokrytí celého vnějšího pouzdra úplným pouzdrem. Kromě vnějšího stínění proti EMI vyžadují nová zařízení SiP další vestavěné stínění zabudované přímo do pouzdra, aby bylo možné navzájem správně izolovat různé komponenty ve stejném pouzdru.
Hlavní metodou pro vytvoření stínění EMI na lisovaných součástkách nebo lisovaných SiP zařízeních je nastříkání několika vrstev kovu na povrch. Naprašováním lze na povrch obalů nanášet velmi tenké stejnoměrné povlaky čistého kovu nebo kovových slitin o tloušťce 1 až 7 µm. Protože proces naprašování je schopen nanášet kovy na úrovni angstromů, elektrické vlastnosti jeho povlaků byly dosud účinné pro typické aplikace stínění.
Jak však roste potřeba ochrany, má naprašování značné inherentní nevýhody, které brání jeho použití jako škálovatelné metody pro výrobce a vývojáře. Počáteční kapitálové náklady na stříkací zařízení jsou velmi vysoké, v řádu milionů dolarů. Vzhledem k vícekomorovému procesu vyžaduje linka stříkacích zařízení velkou plochu a dále zvyšuje potřebu dalších nemovitostí s plně integrovaným přenosovým systémem. Typické podmínky rozprašovací komory mohou dosáhnout rozsahu 400 °C, protože plazmová excitace rozprašuje materiál z rozprašovací elektrody na substrát; proto je zapotřebí montážní přípravek „studená deska“ k ochlazení substrátu, aby se snížily teploty. Během procesu nanášení se kov nanáší na daný substrát, ale zpravidla tloušťka povlaku svislých bočních stěn 3D obalu je obvykle až 60 % ve srovnání s tloušťkou horní povrchové vrstvy.
Konečně, vzhledem k tomu, že naprašování je proces nanášení přímou viditelností, kovové částice nemohou být selektivně ukládány nebo musí být ukládány pod převislé struktury a topologie, což může vést ke značným ztrátám materiálu kromě jeho akumulace uvnitř stěn komory; proto vyžaduje velkou údržbu. Pokud mají být určité oblasti daného substrátu ponechány odkryté nebo není vyžadováno EMI stínění, musí být substrát také předem zamaskován.
Bílá kniha: Při přechodu od výroby malého k velkému sortimentu je pro maximalizaci produktivity výroby rozhodující optimalizace propustnosti více dávek různých produktů. Celkové využití linky… Zobrazit bílou knihu
Čas odeslání: 19. dubna 2023