Elektronisko sistēmu aizsardzība pret elektromagnētiskajiem traucējumiem (EMI) ir kļuvusi par aktuālu tēmu. Tehnoloģiskie sasniegumi 5G standartos, mobilās elektronikas bezvadu uzlāde, antenas integrācija šasijā un System in Package (SiP) ieviešana veicina vajadzību pēc labāka EMI ekranēšanas un izolācijas komponentu pakotnēs un lielākās modulārajās lietojumprogrammās. Konformālai ekranēšanai EMI aizsargmateriālus iepakojuma ārējām virsmām galvenokārt uzklāj, izmantojot fiziskas tvaiku pārklāšanas (PVD) procesus, izmantojot fasēšanas tehnoloģiju iekšējai iepakošanai. Tomēr izsmidzināšanas tehnoloģijas mērogojamības un izmaksu problēmas, kā arī palīgmateriālu attīstība liek apsvērt alternatīvas izsmidzināšanas metodes EMI aizsardzībai.
Autori apspriedīs smidzināšanas pārklājuma procesu attīstību EMI aizsargmateriālu uzklāšanai uz atsevišķu komponentu ārējām virsmām uz sloksnēm un lielākām SiP iepakojumiem. Izmantojot jaunizveidotus un uzlabotus materiālus un iekārtas nozarei, ir demonstrēts process, kas nodrošina vienmērīgu pārklājumu iepakojumiem, kuru biezums ir mazāks par 10 mikroniem, un vienmērīgu pārklājumu ap iepakojuma stūriem un iepakojuma sānu sienām. sānu sienu biezuma attiecība 1:1. Turpmākie pētījumi ir parādījuši, ka ražošanas izmaksas, uzklājot EMI ekranējumu komponentu iepakojumiem, var samazināt, palielinot izsmidzināšanas ātrumu un selektīvi uzklājot pārklājumus noteiktās iepakojuma vietās. Turklāt iekārtu zemās kapitāla izmaksas un īsāks smidzināšanas iekārtu uzstādīšanas laiks salīdzinājumā ar smidzināšanas iekārtām uzlabo spēju palielināt ražošanas jaudu.
Iepakojot mobilo elektroniku, daži SiP moduļu ražotāji saskaras ar problēmu izolēt komponentus SiP iekšpusē vienu no otra un no ārpuses, lai aizsargātu pret elektromagnētiskiem traucējumiem. Ap iekšējām sastāvdaļām ir izgrieztas rievas, un uz rievām tiek uzklāta vadoša pasta, lai korpusa iekšpusē izveidotu mazāku Faradeja būru. Tā kā tranšejas konstrukcija sašaurinās, ir jākontrolē tranšeju aizpildošā materiāla izvietojuma apjoms un precizitāte. Jaunākie uzlabotie spridzināšanas izstrādājumi kontrolē apjomu un šaurais gaisa plūsmas platums nodrošina precīzu tranšejas aizpildīšanu. Pēdējā posmā šo ar pastu pildīto tranšeju virsotnes tiek salīmētas kopā, uzklājot ārēju EMI aizsargpārklājumu. Spray Coating atrisina problēmas, kas saistītas ar izsmidzināšanas iekārtu izmantošanu, un izmanto uzlaboto EMI materiālu un uzklāšanas iekārtu priekšrocības, ļaujot izgatavot SiP iepakojumus, izmantojot efektīvas iekšējās iepakošanas metodes.
Pēdējos gados EMI ekranēšana ir kļuvusi par galveno problēmu. Līdz ar 5G bezvadu tehnoloģijas pakāpenisku ieviešanu un nākotnes iespējām, ko 5G sniegs lietiskajam internetam (IoT) un misijai kritiskiem sakariem, ir pieaugusi nepieciešamība efektīvi aizsargāt elektroniskos komponentus un mezglus no elektromagnētiskiem traucējumiem. būtiski. Līdz ar gaidāmo 5G bezvadu standartu signāla frekvences 600 MHz līdz 6 GHz un milimetru viļņu joslās kļūs izplatītākas un jaudīgākas, jo tehnoloģija tiks pieņemta. Daži piedāvātie izmantošanas gadījumi un ieviešanas veidi ietver logu rūtis biroju ēkām vai sabiedriskajam transportam, lai palīdzētu uzturēt saziņu īsākos attālumos.
Tā kā 5G frekvencēm ir grūti iekļūt sienās un citos cietos objektos, citi piedāvātie varianti ietver atkārtotājus mājās un biroju ēkās, lai nodrošinātu atbilstošu pārklājumu. Visas šīs darbības palielinās signālu izplatību 5G frekvenču joslās un palielinās elektromagnētisko traucējumu iedarbības risku šajās frekvenču joslās un to harmonikas.
Par laimi, EMI var aizsargāt, uzklājot plānu, vadošu metāla pārklājumu ārējiem komponentiem un System-in-Package (SiP) ierīcēm (1. attēls). Agrāk EMI ekranēšana tika izmantota, novietojot apzīmogotas metāla kārbas ap sastāvdaļu grupām vai uzklājot aizsarglenti atsevišķām sastāvdaļām. Tomēr, tā kā pakotnes un gala ierīces turpina miniatūrizēt, šī ekranēšanas pieeja kļūst nepieņemama izmēra ierobežojumu un elastības dēļ, lai apstrādātu dažādas, neortogonālas pakotnes koncepcijas, kuras arvien vairāk izmanto mobilajā un valkājamā elektronikā.
Tāpat daži vadošie pakotņu dizaini virzās uz to, lai selektīvi segtu tikai noteiktas pakotnes daļas EMI ekranēšanai, nevis aptvertu visu iepakojuma ārpusi ar pilnu paketi. Papildus ārējam EMI ekranējumam jaunajām SiP ierīcēm ir nepieciešams papildu iebūvēts ekranējums, kas iebūvēts tieši iepakojumā, lai pareizi izolētu dažādas sastāvdaļas vienu no otras vienā iepakojumā.
Galvenā metode EMI ekranējuma izveidošanai uz veidņu detaļu iepakojumiem vai veidotām SiP ierīcēm ir vairāku metāla slāņu izsmidzināšana uz virsmas. Izsmidzinot, uz iepakojuma virsmām var uzklāt ļoti plānus vienmērīgus tīra metāla vai metālu sakausējumu pārklājumus ar biezumu no 1 līdz 7 µm. Tā kā izsmidzināšanas process spēj nogulsnēt metālus angstroma līmenī, tā pārklājumu elektriskās īpašības līdz šim ir bijušas efektīvas tipiskiem ekranēšanas lietojumiem.
Tomēr, pieaugot nepieciešamībai pēc aizsardzības, izsmidzināšanai ir būtiski raksturīgi trūkumi, kas neļauj to izmantot kā mērogojamu metodi ražotājiem un izstrādātājiem. Smidzināšanas iekārtu sākotnējās kapitāla izmaksas ir ļoti augstas, sasniedzot miljoniem dolāru. Pateicoties daudzkameru procesam, smidzināšanas iekārtu līnijai ir nepieciešama liela platība un vēl vairāk palielinās nepieciešamība pēc papildu nekustamā īpašuma ar pilnībā integrētu pārvietošanas sistēmu. Tipiski izsmidzināšanas kameras apstākļi var sasniegt 400°C diapazonu, jo plazmas ierosme izsmidzina materiālu no izsmidzināšanas mērķa uz substrātu; tādēļ, lai atdzesētu pamatni, lai samazinātu piedzīvoto temperatūru, ir nepieciešams “aukstās plāksnes” montāžas armatūra. Uzklāšanas procesā metāls tiek nogulsnēts uz dotā pamatnes, taču parasti 3D iepakojuma vertikālo sānu sienu pārklājuma biezums parasti ir līdz 60% salīdzinājumā ar virsējā virsmas slāņa biezumu.
Visbeidzot, ņemot vērā faktu, ka izsmidzināšana ir nogulsnēšanas process, kas notiek tiešā redzamības zonā, metāla daļiņas nevar selektīvi tikt nogulsnētas vai tās ir jānogulsnē zem pārkarošām konstrukcijām un topoloģijām, kas var izraisīt ievērojamus materiāla zudumus papildus tam, ka tās uzkrājas kameras sienās; tāpēc tai ir nepieciešama liela apkope. Ja noteiktas substrāta vietas ir jāatstāj atklātas vai EMI ekranēšana nav nepieciešama, pamatnei jābūt arī iepriekš maskētai.
Elektronisko sistēmu aizsardzība pret elektromagnētiskajiem traucējumiem (EMI) ir kļuvusi par aktuālu tēmu. Tehnoloģiskie sasniegumi 5G standartos, mobilās elektronikas bezvadu uzlāde, antenas integrācija šasijā un System in Package (SiP) ieviešana veicina vajadzību pēc labāka EMI ekranēšanas un izolācijas komponentu pakotnēs un lielākās modulārajās lietojumprogrammās. Konformālai ekranēšanai EMI aizsargmateriālus iepakojuma ārējām virsmām galvenokārt uzklāj, izmantojot fiziskas tvaiku pārklāšanas (PVD) procesus, izmantojot fasēšanas tehnoloģiju iekšējai iepakošanai. Tomēr izsmidzināšanas tehnoloģijas mērogojamības un izmaksu problēmas, kā arī palīgmateriālu attīstība liek apsvērt alternatīvas izsmidzināšanas metodes EMI aizsardzībai.
Autori apspriedīs smidzināšanas pārklājuma procesu attīstību EMI aizsargmateriālu uzklāšanai uz atsevišķu komponentu ārējām virsmām uz sloksnēm un lielākām SiP iepakojumiem. Izmantojot jaunizveidotus un uzlabotus materiālus un iekārtas nozarei, ir demonstrēts process, kas nodrošina vienmērīgu pārklājumu iepakojumiem, kuru biezums ir mazāks par 10 mikroniem, un vienmērīgu pārklājumu ap iepakojuma stūriem un iepakojuma sānu sienām. sānu sienu biezuma attiecība 1:1. Turpmākie pētījumi ir parādījuši, ka ražošanas izmaksas, uzklājot EMI ekranējumu komponentu iepakojumiem, var samazināt, palielinot izsmidzināšanas ātrumu un selektīvi uzklājot pārklājumus noteiktās iepakojuma vietās. Turklāt iekārtu zemās kapitāla izmaksas un īsāks smidzināšanas iekārtu uzstādīšanas laiks salīdzinājumā ar smidzināšanas iekārtām uzlabo spēju palielināt ražošanas jaudu.
Iepakojot mobilo elektroniku, daži SiP moduļu ražotāji saskaras ar problēmu izolēt komponentus SiP iekšpusē vienu no otra un no ārpuses, lai aizsargātu pret elektromagnētiskiem traucējumiem. Ap iekšējām sastāvdaļām ir izgrieztas rievas, un uz rievām tiek uzklāta vadoša pasta, lai korpusa iekšpusē izveidotu mazāku Faradeja būru. Tā kā tranšejas konstrukcija sašaurinās, ir jākontrolē tranšeju aizpildošā materiāla izvietojuma apjoms un precizitāte. Jaunākie uzlabotie spridzināšanas produkti kontrolē tilpumu un šaurs gaisa plūsmas platums nodrošina precīzu tranšejas aizpildīšanu. Pēdējā posmā šo ar pastu pildīto tranšeju virsotnes tiek salīmētas kopā, uzklājot ārēju EMI aizsargpārklājumu. Spray Coating atrisina problēmas, kas saistītas ar izsmidzināšanas iekārtu izmantošanu, un izmanto uzlaboto EMI materiālu un uzklāšanas iekārtu priekšrocības, ļaujot izgatavot SiP iepakojumus, izmantojot efektīvas iekšējās iepakošanas metodes.
Pēdējos gados EMI ekranēšana ir kļuvusi par galveno problēmu. Līdz ar 5G bezvadu tehnoloģijas pakāpenisku ieviešanu un nākotnes iespējām, ko 5G sniegs lietiskajam internetam (IoT) un misijai kritiskiem sakariem, ir pieaugusi nepieciešamība efektīvi aizsargāt elektroniskos komponentus un mezglus no elektromagnētiskiem traucējumiem. būtiski. Līdz ar gaidāmo 5G bezvadu standartu signāla frekvences 600 MHz līdz 6 GHz un milimetru viļņu joslās kļūs izplatītākas un jaudīgākas, jo tehnoloģija tiks pieņemta. Daži piedāvātie izmantošanas gadījumi un ieviešanas veidi ietver logu rūtis biroju ēkām vai sabiedriskajam transportam, lai palīdzētu uzturēt saziņu īsākos attālumos.
Tā kā 5G frekvencēm ir grūti iekļūt sienās un citos cietos objektos, citi piedāvātie varianti ietver atkārtotājus mājās un biroju ēkās, lai nodrošinātu atbilstošu pārklājumu. Visas šīs darbības palielinās signālu izplatību 5G frekvenču joslās un palielinās elektromagnētisko traucējumu iedarbības risku šajās frekvenču joslās un to harmonikas.
Par laimi, EMI var aizsargāt, uzklājot plānu, vadošu metāla pārklājumu ārējiem komponentiem un System-in-Package (SiP) ierīcēm (1. attēls). Agrāk EMI ekranēšana tika izmantota, novietojot apzīmogotas metāla kārbas ap sastāvdaļu grupām vai uzklājot aizsarglenti noteiktām sastāvdaļām. Tomēr, tā kā iepakojumi un gala ierīces joprojām tiek miniaturizēti, šī ekranēšanas pieeja kļūst nepieņemama izmēra ierobežojumu un elastības dēļ, lai apstrādātu dažādas neortogonālas pakotnes koncepcijas, kas arvien biežāk sastopamas mobilajā un valkājamajā elektronikā.
Tāpat daži vadošie pakotņu dizaini virzās uz to, lai selektīvi segtu tikai noteiktas pakotnes daļas EMI ekranēšanai, nevis aptvertu visu iepakojuma ārpusi ar pilnu paketi. Papildus ārējam EMI ekranējumam jaunajām SiP ierīcēm ir nepieciešams papildu iebūvēts ekranējums, kas iebūvēts tieši iepakojumā, lai pareizi izolētu dažādas sastāvdaļas vienu no otras vienā iepakojumā.
Galvenā metode EMI ekranējuma izveidošanai uz veidņu detaļu iepakojumiem vai veidotām SiP ierīcēm ir vairāku metāla slāņu izsmidzināšana uz virsmas. Izsmidzinot, uz iepakojuma virsmām var uzklāt ļoti plānus vienmērīgus tīra metāla vai metālu sakausējumu pārklājumus ar biezumu no 1 līdz 7 µm. Tā kā izsmidzināšanas process spēj nogulsnēt metālus angstroma līmenī, tā pārklājumu elektriskās īpašības līdz šim ir bijušas efektīvas tipiskiem ekranēšanas lietojumiem.
Tomēr, pieaugot nepieciešamībai pēc aizsardzības, izsmidzināšanai ir būtiski raksturīgi trūkumi, kas neļauj to izmantot kā mērogojamu metodi ražotājiem un izstrādātājiem. Smidzināšanas iekārtu sākotnējās kapitāla izmaksas ir ļoti augstas, sasniedzot miljoniem dolāru. Pateicoties daudzkameru procesam, smidzināšanas iekārtu līnijai ir nepieciešama liela platība un vēl vairāk palielinās nepieciešamība pēc papildu nekustamā īpašuma ar pilnībā integrētu pārvietošanas sistēmu. Tipiski izsmidzināšanas kameras apstākļi var sasniegt 400°C diapazonu, jo plazmas ierosme izsmidzina materiālu no izsmidzināšanas mērķa uz substrātu; tādēļ, lai atdzesētu pamatni, lai samazinātu piedzīvoto temperatūru, ir nepieciešams “aukstās plāksnes” montāžas armatūra. Uzklāšanas procesā metāls tiek nogulsnēts uz dotā pamatnes, taču parasti 3D iepakojuma vertikālo sānu sienu pārklājuma biezums parasti ir līdz 60% salīdzinājumā ar virsējā virsmas slāņa biezumu.
Visbeidzot, ņemot vērā to, ka izsmidzināšana ir nogulsnēšanas process tiešā redzamībā, metāla daļiņas nevar selektīvi nogulsnēt vai tās ir jānogulsnē zem pārkarošām konstrukcijām un topoloģijām, kas var izraisīt ievērojamus materiāla zudumus papildus tam, ka tās uzkrājas kameras sienās; tāpēc tai ir nepieciešama liela apkope. Ja noteiktas substrāta vietas ir jāatstāj atklātas vai EMI ekranēšana nav nepieciešama, pamatnei jābūt arī iepriekš maskētai.
Baltais papīrs: pārejot no neliela sortimenta uz lielu sortimentu ražošanu, ir ļoti svarīgi optimizēt vairāku dažādu produktu partiju caurlaidspēju, lai palielinātu ražošanas produktivitāti. Vispārējā līnijas izmantošana… Skatīt balto grāmatu
Publicēšanas laiks: 19.04.2023