Beskyttelse af elektroniske systemer mod elektromagnetisk interferens (EMI) er blevet et varmt emne. Teknologiske fremskridt inden for 5G-standarder, trådløs opladning til mobil elektronik, antenneintegration i chassiset og introduktionen af System in Package (SiP) driver behovet for bedre EMI-afskærmning og isolering i komponentpakker og større modulære applikationer. Til konform afskærmning deponeres EMI-afskærmningsmaterialer til emballagens ydre overflader hovedsageligt ved hjælp af fysiske dampaflejringsprocesser (PVD) ved brug af færdigpakningsteknologi til interne emballageapplikationer. Sprayteknologiens skalerbarhed og omkostninger, såvel som fremskridt inden for forbrugsvarer, fører imidlertid til overvejelser om alternative sprøjtemetoder til EMI-afskærmning.
Forfatterne vil diskutere udviklingen af spraybelægningsprocesser til påføring af EMI-afskærmningsmaterialer på de ydre overflader af individuelle komponenter på strimler og større SiP-pakker. Ved at bruge nyudviklede og forbedrede materialer og udstyr til industrien er der påvist en proces, der giver ensartet dækning på pakker med en tykkelse på mindre end 10 mikron og ensartet dækning omkring pakkehjørner og pakkesidevægge. sidevægstykkelsesforhold 1:1. Yderligere forskning har vist, at fremstillingsomkostningerne ved at påføre EMI-afskærmning på komponentpakker kan reduceres ved at øge sprøjtehastigheden og selektivt påføre belægninger på specifikke områder af pakken. Derudover forbedrer udstyrets lave kapitalomkostninger og den kortere opstillingstid for sprøjteudstyr sammenlignet med sprøjteudstyr evnen til at øge produktionskapaciteten.
Ved emballering af mobil elektronik står nogle producenter af SiP-moduler over for problemet med at isolere komponenter inde i SiP'en fra hinanden og udefra for at beskytte mod elektromagnetisk interferens. Riller skæres rundt om de indvendige komponenter, og ledende pasta påføres rillerne for at skabe et mindre Faraday-bur inde i kabinettet. Når rendedesignet indsnævres, er det nødvendigt at kontrollere volumen og nøjagtigheden af placeringen af materialet, der fylder renden. De seneste avancerede sprængningsprodukter styrer volumen og den smalle luftstrømsbredde sikrer nøjagtig renchfyldning. I det sidste trin limes toppen af disse pastafyldte grøfter sammen ved at påføre en ekstern EMI-afskærmningsbelægning. Spray Coating løser problemerne forbundet med brugen af sputterudstyr og udnytter forbedrede EMI-materialer og deponeringsudstyr, hvilket gør det muligt at fremstille SiP-pakker ved hjælp af effektive interne emballeringsmetoder.
I de senere år er EMI-afskærmning blevet en stor bekymring. Med den gradvise almindelige indførelse af trådløs 5G-teknologi og de fremtidige muligheder, som 5G vil bringe til Internet of Things (IoT) og missionskritisk kommunikation, er behovet for effektivt at beskytte elektroniske komponenter og samlinger mod elektromagnetisk interferens øget. væsentlig. Med den kommende trådløse 5G-standard vil signalfrekvenser i 600 MHz til 6 GHz og millimeterbølgebånd blive mere almindelige og kraftfulde, efterhånden som teknologien bliver taget i brug. Nogle foreslåede brugssager og implementeringer omfatter vinduesruder til kontorbygninger eller offentlig transport for at hjælpe med at holde kommunikationen over kortere afstande.
Fordi 5G-frekvenser har svært ved at trænge igennem vægge og andre hårde genstande, omfatter andre foreslåede implementeringer repeatere i hjem og kontorbygninger for at give tilstrækkelig dækning. Alle disse handlinger vil føre til en stigning i forekomsten af signaler i 5G-frekvensbåndene og en højere risiko for eksponering for elektromagnetisk interferens i disse frekvensbånd og deres harmoniske.
Heldigvis kan EMI afskærmes ved at påføre en tynd, ledende metalbelægning på eksterne komponenter og System-in-Package (SiP) enheder (Figur 1). Tidligere er EMI-afskærmning blevet påført ved at placere stemplede metaldåser omkring grupper af komponenter, eller ved at påføre afskærmningstape på individuelle komponenter. Men da pakker og slutenheder fortsætter med at blive miniaturiseret, bliver denne afskærmningstilgang uacceptabel på grund af størrelsesbegrænsninger og fleksibiliteten til at håndtere de forskellige, ikke-ortogonale pakkekoncepter, der i stigende grad bliver brugt i mobil og bærbar elektronik.
Ligeledes bevæger nogle førende pakkedesigns sig i retning af selektivt at dække kun visse områder af pakken til EMI-afskærmning i stedet for at dække hele pakkens ydre med en fuld pakke. Ud over ekstern EMI-afskærmning kræver nye SiP-enheder yderligere indbygget afskærmning indbygget direkte i pakken for korrekt at isolere de forskellige komponenter fra hinanden i den samme pakke.
Den vigtigste metode til at skabe EMI-afskærmning på støbte komponentpakker eller støbte SiP-enheder er at sprøjte flere lag metal på overfladen. Ved sputtering kan meget tynde ensartede belægninger af rent metal eller metallegeringer afsættes på emballageoverflader med en tykkelse på 1 til 7 µm. Fordi sputteringsprocessen er i stand til at afsætte metaller på ångstrøm-niveau, har de elektriske egenskaber af dens belægninger hidtil været effektive til typiske afskærmningsanvendelser.
Men efterhånden som behovet for beskyttelse vokser, har sputtering betydelige iboende ulemper, der forhindrer det i at blive brugt som en skalerbar metode for producenter og udviklere. Startkapitalomkostningerne for sprøjteudstyr er meget høje, i millioner af dollars. På grund af flerkammerprocessen kræver sprøjteudstyrslinjen et stort areal og øger yderligere behovet for yderligere fast ejendom med et fuldt integreret overførselssystem. Typiske sputterkammerforhold kan nå 400°C området, da plasmaexcitationen sputter materialet fra sputtermålet til substratet; derfor kræves en "kold plade" monteringsarmatur for at afkøle underlaget for at reducere de oplevede temperaturer. Under aflejringsprocessen aflejres metallet på et givet substrat, men som regel er belægningstykkelsen af de lodrette sidevægge af en 3D-pakke normalt op til 60% sammenlignet med tykkelsen af det øvre overfladelag.
Endelig, på grund af det faktum, at sputtering er en synslinjeaflejringsproces, kan metalpartikler ikke selektivt eller skal deponeres under overhængende strukturer og topologier, hvilket kan føre til betydeligt materialetab ud over dets akkumulering inde i kammervæggene; det kræver derfor meget vedligeholdelse. Hvis visse områder af et givet underlag skal efterlades blottede, eller der ikke kræves EMI-afskærmning, skal underlaget også formaskes.
Beskyttelse af elektroniske systemer mod elektromagnetisk interferens (EMI) er blevet et varmt emne. Teknologiske fremskridt inden for 5G-standarder, trådløs opladning til mobil elektronik, antenneintegration i chassiset og introduktionen af System in Package (SiP) driver behovet for bedre EMI-afskærmning og isolering i komponentpakker og større modulære applikationer. Til konform afskærmning deponeres EMI-afskærmningsmaterialer til emballagens ydre overflader hovedsageligt ved hjælp af fysiske dampaflejringsprocesser (PVD) ved brug af færdigpakningsteknologi til interne emballageapplikationer. Sprayteknologiens skalerbarhed og omkostninger, såvel som fremskridt inden for forbrugsvarer, fører imidlertid til overvejelser om alternative sprøjtemetoder til EMI-afskærmning.
Forfatterne vil diskutere udviklingen af spraybelægningsprocesser til påføring af EMI-afskærmningsmaterialer på de ydre overflader af individuelle komponenter på strimler og større SiP-pakker. Ved at bruge nyudviklede og forbedrede materialer og udstyr til industrien er der påvist en proces, der giver ensartet dækning på pakker med en tykkelse på mindre end 10 mikron og ensartet dækning omkring pakkehjørner og pakkesidevægge. sidevægstykkelsesforhold 1:1. Yderligere forskning har vist, at fremstillingsomkostningerne ved at påføre EMI-afskærmning på komponentpakker kan reduceres ved at øge sprøjtehastigheden og selektivt påføre belægninger på specifikke områder af pakken. Derudover forbedrer udstyrets lave kapitalomkostninger og den kortere opstillingstid for sprøjteudstyr sammenlignet med sprøjteudstyr evnen til at øge produktionskapaciteten.
Ved emballering af mobil elektronik står nogle producenter af SiP-moduler over for problemet med at isolere komponenter inde i SiP'en fra hinanden og udefra for at beskytte mod elektromagnetisk interferens. Riller skæres rundt om de indvendige komponenter, og ledende pasta påføres rillerne for at skabe et mindre Faraday-bur inde i kabinettet. Når rendedesignet indsnævres, er det nødvendigt at kontrollere volumen og nøjagtigheden af placeringen af materialet, der fylder renden. De seneste avancerede sprængningsprodukter kontrollerer volumen og smal luftstrømsbredde sikrer nøjagtig renchfyldning. I det sidste trin limes toppen af disse pastafyldte grøfter sammen ved at påføre en ekstern EMI-afskærmningsbelægning. Spray Coating løser problemerne forbundet med brugen af sputterudstyr og udnytter forbedrede EMI-materialer og deponeringsudstyr, hvilket gør det muligt at fremstille SiP-pakker ved hjælp af effektive interne emballeringsmetoder.
I de senere år er EMI-afskærmning blevet en stor bekymring. Med den gradvise almindelige indførelse af trådløs 5G-teknologi og de fremtidige muligheder, som 5G vil bringe til Internet of Things (IoT) og missionskritisk kommunikation, er behovet for effektivt at beskytte elektroniske komponenter og samlinger mod elektromagnetisk interferens øget. væsentlig. Med den kommende trådløse 5G-standard vil signalfrekvenser i 600 MHz til 6 GHz og millimeterbølgebånd blive mere almindelige og kraftfulde, efterhånden som teknologien bliver taget i brug. Nogle foreslåede brugssager og implementeringer omfatter vinduesruder til kontorbygninger eller offentlig transport for at hjælpe med at holde kommunikationen over kortere afstande.
Fordi 5G-frekvenser har svært ved at trænge igennem vægge og andre hårde genstande, omfatter andre foreslåede implementeringer repeatere i hjem og kontorbygninger for at give tilstrækkelig dækning. Alle disse handlinger vil føre til en stigning i forekomsten af signaler i 5G-frekvensbåndene og en højere risiko for eksponering for elektromagnetisk interferens i disse frekvensbånd og deres harmoniske.
Heldigvis kan EMI afskærmes ved at påføre en tynd, ledende metalbelægning på eksterne komponenter og System-in-Package (SiP) enheder (Figur 1). Tidligere er EMI-afskærmning blevet påført ved at placere stemplede metaldåser omkring grupper af komponenter, eller ved at påføre afskærmningstape på visse komponenter. Men da pakker og slutenheder fortsætter med at blive miniaturiseret, bliver denne afskærmningstilgang uacceptabel på grund af størrelsesbegrænsninger og fleksibiliteten til at håndtere de mange ikke-ortogonale pakkekoncepter, der i stigende grad findes i mobil og bærbar elektronik.
Ligeledes bevæger nogle førende pakkedesigns sig i retning af selektivt at dække kun visse områder af pakken til EMI-afskærmning i stedet for at dække hele pakkens ydre med en fuld pakke. Ud over ekstern EMI-afskærmning kræver nye SiP-enheder yderligere indbygget afskærmning indbygget direkte i pakken for korrekt at isolere de forskellige komponenter fra hinanden i den samme pakke.
Den vigtigste metode til at skabe EMI-afskærmning på støbte komponentpakker eller støbte SiP-enheder er at sprøjte flere lag metal på overfladen. Ved sputtering kan meget tynde ensartede belægninger af rent metal eller metallegeringer afsættes på emballageoverflader med en tykkelse på 1 til 7 µm. Fordi sputteringsprocessen er i stand til at afsætte metaller på ångstrøm-niveau, har de elektriske egenskaber af dens belægninger hidtil været effektive til typiske afskærmningsanvendelser.
Men efterhånden som behovet for beskyttelse vokser, har sputtering betydelige iboende ulemper, der forhindrer det i at blive brugt som en skalerbar metode for producenter og udviklere. Startkapitalomkostningerne for sprøjteudstyr er meget høje, i millioner af dollars. På grund af flerkammerprocessen kræver sprøjteudstyrslinjen et stort areal og øger yderligere behovet for yderligere fast ejendom med et fuldt integreret overførselssystem. Typiske sputterkammerforhold kan nå 400°C området, da plasmaexcitationen sputter materialet fra sputtermålet til substratet; derfor kræves en "kold plade" monteringsarmatur for at afkøle underlaget for at reducere de oplevede temperaturer. Under aflejringsprocessen aflejres metallet på et givet substrat, men som regel er belægningstykkelsen af de lodrette sidevægge af en 3D-pakke normalt op til 60% sammenlignet med tykkelsen af det øvre overfladelag.
Endelig, på grund af det faktum, at sputtering er en synslinjeaflejringsproces, kan metalpartikler ikke selektivt eller skal deponeres under overhængende strukturer og topologier, hvilket kan resultere i betydeligt materialetab ud over dets akkumulering inde i kammervæggene; det kræver derfor meget vedligeholdelse. Hvis visse områder af et givet underlag skal efterlades blottede, eller der ikke kræves EMI-afskærmning, skal underlaget også formaskes.
Hvidbog: Når du går fra lille til stor sortimentsproduktion, er optimering af gennemløbet af flere batcher af forskellige produkter afgørende for at maksimere produktionsproduktiviteten. Overordnet linjeudnyttelse... Se hvidbog
Indlægstid: 19-apr-2023