Elektronisten järjestelmien suojaamisesta sähkömagneettisilta häiriöiltä (EMI) on tullut kuuma aihe. 5G-standardien tekninen kehitys, mobiilielektroniikan langaton lataus, antennien integrointi koteloon ja System in Package (SiP) -järjestelmän käyttöönotto lisäävät tarvetta parantaa EMI-suojausta ja eristystä komponenttipaketeissa ja suuremmissa modulaarisissa sovelluksissa. Mukautettua suojausta varten pakkauksen ulkopintojen EMI-suojausmateriaalit kerrostetaan pääasiassa käyttämällä fyysistä höyrypinnoitusprosesseja (PVD) käyttäen esipakkaustekniikkaa sisäisiin pakkaussovelluksiin. Kuitenkin ruiskutustekniikan skaalautuvuus- ja kustannusongelmat sekä kulutustarvikkeiden edistyminen johtavat vaihtoehtoisten ruiskutusmenetelmien harkitsemiseen EMI-suojauksessa.
Kirjoittajat käsittelevät ruiskupinnoitusprosessien kehittämistä EMI-suojamateriaalien levittämiseksi yksittäisten komponenttien ulkopinnoille nauhoille ja suuremmille SiP-pakkauksille. Uusia ja parannettuja teollisuudelle tarkoitettuja materiaaleja ja laitteita käyttämällä on osoitettu prosessi, joka antaa tasaisen peiton alle 10 mikronia paksuille pakkauksille ja tasaisen peiton pakkauksen kulmien ja pakkauksen sivuseinien ympärille. sivuseinän paksuussuhde 1:1. Lisätutkimukset ovat osoittaneet, että valmistuskustannuksia EMI-suojauksen levittämisestä komponenttipakkauksiin voidaan vähentää lisäämällä ruiskutusnopeutta ja levittämällä pinnoitteita valikoivasti pakkauksen tietyille alueille. Lisäksi laitteiden alhaiset pääomakustannukset ja ruiskutuslaitteiden lyhyempi asennusaika ruiskutuslaitteisiin verrattuna parantavat kykyä lisätä tuotantokapasiteettia.
Pakatessaan mobiilielektroniikkaa jotkut SiP-moduulien valmistajat kohtaavat ongelman eristää SiP:n sisällä olevat komponentit toisistaan ja ulkopuolelta suojatakseen sähkömagneettisia häiriöitä. Sisäosien ympärille leikataan urat ja uriin levitetään johtavaa tahnaa pienemmän Faradayn häkin luomiseksi kotelon sisään. Kun kaivannon rakenne kapenee, on tarpeen valvoa kaivannon täyttävän materiaalin sijoituksen määrää ja tarkkuutta. Uusimmat edistyneet puhallustuotteet säätelevät äänenvoimakkuutta ja kapea ilmavirran leveys takaavat tarkan kaivantotäytön. Viimeisessä vaiheessa näiden tahnalla täytettyjen kaivojen yläosat liimataan yhteen levittämällä ulkoinen EMI-suojapinnoite. Spray Coating ratkaisee sputterointilaitteiden käyttöön liittyvät ongelmat ja hyödyntää parannettuja EMI-materiaaleja ja -pinnoituslaitteita, mikä mahdollistaa SiP-pakkausten valmistamisen tehokkailla sisäpakkausmenetelmillä.
Viime vuosina EMI-suojauksesta on tullut suuri huolenaihe. Langattoman 5G-teknologian asteittainen yleistyminen ja 5G:n tulevaisuuden mahdollisuudet esineiden Internetiin (IoT) ja toiminnan kannalta kriittiseen viestintään ovat lisääntyneet, kun elektronisia komponentteja ja kokoonpanoja on suojattava tehokkaasti sähkömagneettisilta häiriöiltä. välttämätön. Tulevan langattoman 5G-standardin myötä signaalitaajuudet 600 MHz – 6 GHz ja millimetriaaltoalueet yleistyvät ja tehostuvat tekniikan käyttöönoton myötä. Jotkut ehdotetut käyttötapaukset ja toteutukset sisältävät ikkunaruudut toimistorakennuksiin tai julkisiin kulkuvälineisiin, jotka auttavat pitämään viestinnän lyhyemmillä etäisyyksillä.
Koska 5G-taajuuksilla on vaikeuksia tunkeutua seiniin ja muihin koviin esineisiin, muita ehdotettuja toteutuksia ovat kodeissa ja toimistorakennuksissa olevat toistimet riittävän peiton takaamiseksi. Kaikki nämä toimet johtavat signaalien yleisyyden lisääntymiseen 5G-taajuuskaistoilla ja suurempaan riskiin altistua sähkömagneettisille häiriöille näillä taajuuskaistoilla ja niiden harmonisilla.
Onneksi EMI voidaan suojata levittämällä ohut, johtava metallipinnoite ulkoisiin komponentteihin ja System-in-Package (SiP) -laitteisiin (kuva 1). Aikaisemmin EMI-suojausta on käytetty asettamalla leimattuja metallitölkkejä komponenttiryhmien ympärille tai kiinnittämällä yksittäisiin komponentteihin suojateippiä. Kuitenkin, kun pakkauksia ja päätelaitteita pienennetään edelleen, tämä suojausmenetelmä tulee mahdottomaksi, koska kokorajoitukset ja joustavuus voivat käsitellä erilaisia, ei-ortogonaalisia pakkauskonsepteja, joita käytetään yhä enemmän mobiilissa ja puettavassa elektroniikassa.
Samoin jotkin johtavat pakkausmallit ovat siirtymässä siihen, että ne peittävät valikoivasti vain tietyt pakkauksen osat EMI-suojausta varten sen sijaan, että peittäisivät pakkauksen koko ulkopinnan täydellä paketilla. Ulkoisen EMI-suojauksen lisäksi uudet SiP-laitteet vaativat sisäänrakennetun lisäsuojauksen, joka on rakennettu suoraan pakkaukseen, jotta eri komponentit voidaan eristää kunnolla toisistaan samassa pakkauksessa.
Päämenetelmä EMI-suojauksen luomiseksi valetuille komponenttipakkauksille tai valetuille SiP-laitteille on ruiskuttaa useita metallikerroksia pinnalle. Sputteroimalla voidaan kerrostaa erittäin ohuita tasaisia puhtaan metallin tai metalliseosten pinnoitteita pakkausten pinnoille, joiden paksuus on 1-7 µm. Koska sputterointiprosessi pystyy kerrostamaan metalleja angstrom-tasolla, sen pinnoitteiden sähköiset ominaisuudet ovat tähän asti olleet tehokkaita tyypillisissä suojaussovelluksissa.
Suojauksen tarpeen kasvaessa sputteroinnilla on kuitenkin merkittäviä haittoja, jotka estävät sen käyttämisen skaalautuvana menetelmänä valmistajille ja kehittäjille. Ruiskutuslaitteiden alkupääomakustannukset ovat erittäin korkeat, miljoonien dollarien luokkaa. Monikammioprosessin ansiosta ruiskutuslaitteistolinja vaatii suuren alueen ja lisää entisestään lisäkiinteistöjen tarvetta täysin integroidulla siirtojärjestelmällä. Tyypilliset sputterointikammion olosuhteet voivat saavuttaa 400 °C:n alueen, kun plasmaviritys sputteroi materiaalia sputterointikohteesta alustalle; siksi tarvitaan "kylmälevy"-asennusteline alustan jäähdyttämiseksi kokevien lämpötilojen alentamiseksi. Päällystysprosessin aikana metalli kerrostetaan tietylle alustalle, mutta pääsääntöisesti 3D-pakkauksen pystysuorien sivuseinien pinnoitteen paksuus on yleensä jopa 60 % verrattuna ylemmän pintakerroksen paksuuteen.
Lopuksi, koska sputterointi on näköetäisyyspinnoitusprosessi, metallihiukkasia ei voida selektiivisesti tai ne on kerrostettava ulkonevien rakenteiden ja topologioiden alle, mikä voi johtaa merkittävään materiaalihäviöön sen lisäksi, että se kerääntyy kammion seinien sisään; joten se vaatii paljon huoltoa. Jos tietyt substraatin tietyt alueet jätetään näkyviin tai EMI-suojausta ei vaadita, substraatti on myös esinaamioitava.
Elektronisten järjestelmien suojaamisesta sähkömagneettisilta häiriöiltä (EMI) on tullut kuuma aihe. 5G-standardien tekninen kehitys, mobiilielektroniikan langaton lataus, antennien integrointi koteloon ja System in Package (SiP) -järjestelmän käyttöönotto lisäävät tarvetta parantaa EMI-suojausta ja eristystä komponenttipaketeissa ja suuremmissa modulaarisissa sovelluksissa. Mukautettua suojausta varten pakkauksen ulkopintojen EMI-suojausmateriaalit kerrostetaan pääasiassa käyttämällä fyysistä höyrypinnoitusprosesseja (PVD) käyttäen esipakkaustekniikkaa sisäisiin pakkaussovelluksiin. Kuitenkin ruiskutustekniikan skaalautuvuus- ja kustannusongelmat sekä kulutustarvikkeiden edistyminen johtavat vaihtoehtoisten ruiskutusmenetelmien harkitsemiseen EMI-suojauksessa.
Kirjoittajat käsittelevät ruiskupinnoitusprosessien kehittämistä EMI-suojamateriaalien levittämiseksi yksittäisten komponenttien ulkopinnoille nauhoille ja suuremmille SiP-pakkauksille. Uusia ja parannettuja teollisuudelle tarkoitettuja materiaaleja ja laitteita käyttämällä on osoitettu prosessi, joka antaa tasaisen peiton alle 10 mikronia paksuille pakkauksille ja tasaisen peiton pakkauksen kulmien ja pakkauksen sivuseinien ympärille. sivuseinän paksuussuhde 1:1. Lisätutkimukset ovat osoittaneet, että valmistuskustannuksia EMI-suojauksen levittämisestä komponenttipakkauksiin voidaan vähentää lisäämällä ruiskutusnopeutta ja levittämällä pinnoitteita valikoivasti pakkauksen tietyille alueille. Lisäksi laitteiden alhaiset pääomakustannukset ja ruiskutuslaitteiden lyhyempi asennusaika ruiskutuslaitteisiin verrattuna parantavat kykyä lisätä tuotantokapasiteettia.
Pakatessaan mobiilielektroniikkaa jotkut SiP-moduulien valmistajat kohtaavat ongelman eristää SiP:n sisällä olevat komponentit toisistaan ja ulkopuolelta suojatakseen sähkömagneettisia häiriöitä. Sisäosien ympärille leikataan urat ja uriin levitetään johtavaa tahnaa pienemmän Faradayn häkin luomiseksi kotelon sisään. Kun kaivannon rakenne kapenee, on tarpeen valvoa kaivannon täyttävän materiaalin sijoituksen määrää ja tarkkuutta. Uusimmat edistyneet puhallustuotteet säätelevät äänenvoimakkuutta ja kapea ilmavirran leveys takaavat tarkan kaivantotäytön. Viimeisessä vaiheessa näiden tahnalla täytettyjen kaivojen yläosat liimataan yhteen levittämällä ulkoinen EMI-suojapinnoite. Spray Coating ratkaisee sputterointilaitteiden käyttöön liittyvät ongelmat ja hyödyntää parannettuja EMI-materiaaleja ja -pinnoituslaitteita, mikä mahdollistaa SiP-pakkausten valmistamisen tehokkailla sisäpakkausmenetelmillä.
Viime vuosina EMI-suojauksesta on tullut suuri huolenaihe. Langattoman 5G-teknologian asteittainen yleistyminen ja 5G:n tulevaisuuden mahdollisuudet esineiden Internetiin (IoT) ja toiminnan kannalta kriittiseen viestintään ovat lisääntyneet, kun elektronisia komponentteja ja kokoonpanoja on suojattava tehokkaasti sähkömagneettisilta häiriöiltä. välttämätön. Tulevan langattoman 5G-standardin myötä signaalitaajuudet 600 MHz – 6 GHz ja millimetriaaltoalueet yleistyvät ja tehostuvat tekniikan käyttöönoton myötä. Jotkut ehdotetut käyttötapaukset ja toteutukset sisältävät ikkunaruudut toimistorakennuksiin tai julkisiin kulkuvälineisiin, jotka auttavat pitämään viestinnän lyhyemmillä etäisyyksillä.
Koska 5G-taajuuksilla on vaikeuksia tunkeutua seiniin ja muihin koviin esineisiin, muita ehdotettuja toteutuksia ovat kodeissa ja toimistorakennuksissa olevat toistimet riittävän peiton takaamiseksi. Kaikki nämä toimet johtavat signaalien yleisyyden lisääntymiseen 5G-taajuuskaistoilla ja suurempaan riskiin altistua sähkömagneettisille häiriöille näillä taajuuskaistoilla ja niiden harmonisilla.
Onneksi EMI voidaan suojata levittämällä ohut, johtava metallipinnoite ulkoisiin komponentteihin ja System-in-Package (SiP) -laitteisiin (kuva 1). Aiemmin EMI-suojausta on käytetty asettamalla leimattuja metallitölkkejä komponenttiryhmien ympärille tai kiinnittämällä tiettyihin komponentteihin suojateippiä. Kuitenkin, kun pakkauksia ja päätelaitteita pienennetään edelleen, tästä suojausmenetelmästä tulee mahdoton hyväksyä kokorajoitusten ja joustavuuden vuoksi käsitellä erilaisia ei-ortogonaalisia pakkauskonsepteja, joita löytyy yhä enemmän liikkuvasta ja puettavasta elektroniikasta.
Samoin jotkin johtavat pakkausmallit ovat siirtymässä siihen, että ne peittävät valikoivasti vain tietyt pakkauksen osat EMI-suojausta varten sen sijaan, että peittäisivät pakkauksen koko ulkopinnan täydellä paketilla. Ulkoisen EMI-suojauksen lisäksi uudet SiP-laitteet vaativat sisäänrakennetun lisäsuojauksen, joka on rakennettu suoraan pakkaukseen, jotta eri komponentit voidaan eristää kunnolla toisistaan samassa pakkauksessa.
Päämenetelmä EMI-suojauksen luomiseksi valetuille komponenttipakkauksille tai valetuille SiP-laitteille on ruiskuttaa useita metallikerroksia pinnalle. Sputteroimalla voidaan kerrostaa erittäin ohuita tasaisia puhtaan metallin tai metalliseosten pinnoitteita pakkausten pinnoille, joiden paksuus on 1-7 µm. Koska sputterointiprosessi pystyy kerrostamaan metalleja angstrom-tasolla, sen pinnoitteiden sähköiset ominaisuudet ovat tähän asti olleet tehokkaita tyypillisissä suojaussovelluksissa.
Suojauksen tarpeen kasvaessa sputteroinnilla on kuitenkin merkittäviä haittoja, jotka estävät sen käyttämisen skaalautuvana menetelmänä valmistajille ja kehittäjille. Ruiskutuslaitteiden alkupääomakustannukset ovat erittäin korkeat, miljoonien dollarien luokkaa. Monikammioprosessin ansiosta ruiskutuslaitteistolinja vaatii suuren alueen ja lisää entisestään lisäkiinteistöjen tarvetta täysin integroidulla siirtojärjestelmällä. Tyypilliset sputterointikammion olosuhteet voivat saavuttaa 400 °C:n alueen, kun plasmaviritys sputteroi materiaalia sputterointikohteesta alustalle; siksi tarvitaan "kylmälevy"-asennusteline alustan jäähdyttämiseksi kokevien lämpötilojen alentamiseksi. Päällystysprosessin aikana metalli kerrostetaan tietylle alustalle, mutta pääsääntöisesti 3D-pakkauksen pystysuorien sivuseinien pinnoitteen paksuus on yleensä jopa 60 % verrattuna ylemmän pintakerroksen paksuuteen.
Lopuksi, koska sputterointi on näköetäisyyspinnoitusprosessi, metallihiukkasia ei voida selektiivisesti tai ne on kerrostettava ulkonevien rakenteiden ja topologioiden alle, mikä voi johtaa merkittävään materiaalihäviöön sen lisäksi, että se kerääntyy kammion seiniin; joten se vaatii paljon huoltoa. Jos tietyt substraatin tietyt alueet jätetään näkyviin tai EMI-suojausta ei vaadita, substraatti on myös esinaamioitava.
Valkoinen paperi: Kun siirrytään pienten lajitelmien tuotannosta suureen valikoimaan, eri tuotteiden useiden erien suorituskyvyn optimointi on kriittistä tuotannon tuottavuuden maksimoimiseksi. Kokonaislinjan käyttö… Näytä valkoinen kirja
Postitusaika: 19.4.2023