Het beschermen van elektronische systemen tegen elektromagnetische interferentie (EMI) is een hot topic geworden. Technologische vooruitgang op het gebied van 5G-standaarden, draadloos opladen voor mobiele elektronica, antenne-integratie in het chassis en de introductie van System in Package (SiP) zorgen voor de behoefte aan betere EMI-afscherming en isolatie in componentpakketten en grotere modulaire toepassingen. Voor conforme afscherming worden EMI-afschermingsmaterialen voor de buitenoppervlakken van de verpakking voornamelijk afgezet met behulp van Physical Vapour Deposition (PVD) -processen met behulp van voorverpakkingstechnologie voor interne verpakkingstoepassingen. De schaalbaarheids- en kostenproblemen van de spuittechnologie, evenals de vooruitgang op het gebied van verbruiksartikelen, leiden echter tot het overwegen van alternatieve spuitmethoden voor EMI-afscherming.
De auteurs zullen de ontwikkeling bespreken van spuitcoatingprocessen voor het aanbrengen van EMI-afschermingsmaterialen op de externe oppervlakken van individuele componenten op strips en grotere SiP-pakketten. Met behulp van nieuw ontwikkelde en verbeterde materialen en apparatuur voor de industrie is een proces gedemonstreerd dat een uniforme dekking biedt op verpakkingen van minder dan 10 micron dik en een uniforme dekking rond de hoeken en zijwanden van verpakkingen. dikteverhouding zijwand 1:1. Verder onderzoek heeft aangetoond dat de productiekosten voor het aanbrengen van EMI-afscherming op componentpakketten kunnen worden verlaagd door de spuitsnelheid te verhogen en selectief coatings aan te brengen op specifieke delen van de verpakking. Bovendien verbeteren de lage kapitaalkosten van de apparatuur en de kortere insteltijd van spuitapparatuur in vergelijking met spuitapparatuur het vermogen om de productiecapaciteit te vergroten.
Bij het verpakken van mobiele elektronica worden sommige fabrikanten van SiP-modules geconfronteerd met het probleem van het isoleren van componenten binnen het SiP van elkaar en van buitenaf ter bescherming tegen elektromagnetische interferentie. Er worden groeven rond de interne componenten gesneden en er wordt geleidende pasta op de groeven aangebracht om een kleinere Faraday-kooi in de behuizing te creëren. Naarmate het sleufontwerp smaller wordt, is het noodzakelijk om het volume en de nauwkeurigheid van de plaatsing van het materiaal dat de sleuf vult te controleren. De nieuwste geavanceerde straalproducten regelen het volume en de smalle luchtstroombreedte zorgt voor een nauwkeurige vulling van de sleuf. In de laatste stap worden de bovenkanten van deze met pasta gevulde sleuven aan elkaar gelijmd door het aanbrengen van een externe EMI-afschermende coating. Spray Coating lost de problemen op die gepaard gaan met het gebruik van sputterapparatuur en maakt gebruik van verbeterde EMI-materialen en depositieapparatuur, waardoor SiP-pakketten kunnen worden vervaardigd met behulp van efficiënte interne verpakkingsmethoden.
De afgelopen jaren is EMI-afscherming een groot probleem geworden. Met de geleidelijke mainstream adoptie van draadloze 5G-technologie en de toekomstige kansen die 5G zal bieden voor het Internet of Things (IoT) en missiekritieke communicatie, is de noodzaak om elektronische componenten en assemblages effectief te beschermen tegen elektromagnetische interferentie toegenomen. essentieel. Met de komende draadloze 5G-standaard zullen signaalfrequenties in de 600 MHz tot 6 GHz- en millimetergolfbanden gebruikelijker en krachtiger worden naarmate de technologie wordt toegepast. Sommige voorgestelde gebruiksscenario's en implementaties omvatten ruiten voor kantoorgebouwen of openbaar vervoer om de communicatie over kortere afstanden te helpen houden.
Omdat 5G-frequenties moeilijk muren en andere harde objecten kunnen binnendringen, omvatten andere voorgestelde implementaties repeaters in huizen en kantoorgebouwen om voldoende dekking te bieden. Al deze acties zullen leiden tot een toename van de prevalentie van signalen in de 5G-frequentiebanden en een hoger risico op blootstelling aan elektromagnetische interferentie in deze frequentiebanden en hun harmonischen.
Gelukkig kan EMI worden afgeschermd door een dunne, geleidende metalen coating aan te brengen op externe componenten en System-in-Package (SiP)-apparaten (Afbeelding 1). In het verleden is EMI-afscherming toegepast door gestempelde metalen blikken rond groepen componenten te plaatsen, of door afschermingstape op individuele componenten aan te brengen. Omdat pakketten en eindapparaten echter steeds verder worden geminiaturiseerd, wordt deze afschermingsaanpak onaanvaardbaar vanwege de beperkingen in afmetingen en de flexibiliteit om om te gaan met de diverse, niet-orthogonale pakketconcepten die steeds vaker worden gebruikt in mobiele en draagbare elektronica.
Op dezelfde manier evolueren sommige toonaangevende verpakkingsontwerpen naar het selectief afdekken van slechts bepaalde delen van de verpakking voor EMI-afscherming, in plaats van de gehele buitenkant van de verpakking te bedekken met een volledig pakket. Naast externe EMI-afscherming vereisen nieuwe SiP-apparaten extra ingebouwde afscherming die rechtstreeks in de behuizing is ingebouwd om de verschillende componenten in dezelfde behuizing goed van elkaar te isoleren.
De belangrijkste methode voor het creëren van EMI-afscherming op gegoten componentpakketten of gegoten SiP-apparaten is door meerdere lagen metaal op het oppervlak te spuiten. Door sputteren kunnen zeer dunne uniforme coatings van puur metaal of metaallegeringen worden afgezet op verpakkingsoppervlakken met een dikte van 1 tot 7 µm. Omdat het sputterproces metalen op Angström-niveau kan afzetten, zijn de elektrische eigenschappen van de coatings tot nu toe effectief geweest voor typische afschermingstoepassingen.
Naarmate de behoefte aan bescherming groeit, heeft sputteren echter aanzienlijke inherente nadelen die verhinderen dat het wordt gebruikt als een schaalbare methode voor fabrikanten en ontwikkelaars. De initiële kapitaalkosten van spuitapparatuur zijn zeer hoog, in de miljoenen dollars. Vanwege het meerkamerproces heeft de spuitapparatuurlijn een groot oppervlak nodig, waardoor de behoefte aan extra onroerend goed verder toeneemt met een volledig geïntegreerd transfersysteem. Typische omstandigheden in de sputterkamer kunnen het bereik van 400°C bereiken wanneer de plasma-excitatie het materiaal van het sputterdoel naar het substraat sputtert; daarom is een “koude plaat”-montagearmatuur vereist om het substraat te koelen en de ervaren temperaturen te verlagen. Tijdens het depositieproces wordt het metaal op een bepaald substraat afgezet, maar in de regel bedraagt de laagdikte van de verticale zijwanden van een 3D-pakket doorgaans maximaal 60% vergeleken met de dikte van de bovenste oppervlaktelaag.
Ten slotte kunnen metaaldeeltjes, vanwege het feit dat sputteren een afzettingsproces via het gezichtsveld is, niet selectief worden afgezet of moeten ze worden afgezet onder overhangende structuren en topologieën, wat kan leiden tot aanzienlijk materiaalverlies naast de ophoping ervan binnen de kamerwanden; het vergt dus veel onderhoud. Als bepaalde delen van een bepaald substraat bloot moeten blijven of EMI-afscherming niet vereist is, moet het substraat ook vooraf worden gemaskeerd.
Het beschermen van elektronische systemen tegen elektromagnetische interferentie (EMI) is een hot topic geworden. Technologische vooruitgang op het gebied van 5G-standaarden, draadloos opladen voor mobiele elektronica, antenne-integratie in het chassis en de introductie van System in Package (SiP) zorgen voor de behoefte aan betere EMI-afscherming en isolatie in componentpakketten en grotere modulaire toepassingen. Voor conforme afscherming worden EMI-afschermingsmaterialen voor de buitenoppervlakken van de verpakking voornamelijk afgezet met behulp van Physical Vapour Deposition (PVD) -processen met behulp van voorverpakkingstechnologie voor interne verpakkingstoepassingen. De schaalbaarheids- en kostenproblemen van de spuittechnologie, evenals de vooruitgang op het gebied van verbruiksartikelen, leiden echter tot het overwegen van alternatieve spuitmethoden voor EMI-afscherming.
De auteurs zullen de ontwikkeling bespreken van spuitcoatingprocessen voor het aanbrengen van EMI-afschermingsmaterialen op de externe oppervlakken van individuele componenten op strips en grotere SiP-pakketten. Met behulp van nieuw ontwikkelde en verbeterde materialen en apparatuur voor de industrie is een proces gedemonstreerd dat een uniforme dekking biedt op verpakkingen van minder dan 10 micron dik en een uniforme dekking rond de hoeken en zijwanden van verpakkingen. dikteverhouding zijwand 1:1. Verder onderzoek heeft aangetoond dat de productiekosten voor het aanbrengen van EMI-afscherming op componentpakketten kunnen worden verlaagd door de spuitsnelheid te verhogen en selectief coatings aan te brengen op specifieke delen van de verpakking. Bovendien verbeteren de lage kapitaalkosten van de apparatuur en de kortere insteltijd van spuitapparatuur in vergelijking met spuitapparatuur het vermogen om de productiecapaciteit te vergroten.
Bij het verpakken van mobiele elektronica worden sommige fabrikanten van SiP-modules geconfronteerd met het probleem van het isoleren van componenten binnen het SiP van elkaar en van buitenaf ter bescherming tegen elektromagnetische interferentie. Er worden groeven rond de interne componenten gesneden en er wordt geleidende pasta op de groeven aangebracht om een kleinere Faraday-kooi in de behuizing te creëren. Naarmate het sleufontwerp smaller wordt, is het noodzakelijk om het volume en de nauwkeurigheid van de plaatsing van het materiaal dat de sleuf vult te controleren. De nieuwste geavanceerde straalproducten regelen het volume en de smalle luchtstroombreedte zorgt voor een nauwkeurige vulling van de sleuf. In de laatste stap worden de bovenkanten van deze met pasta gevulde sleuven aan elkaar gelijmd door het aanbrengen van een externe EMI-afschermende coating. Spray Coating lost de problemen op die gepaard gaan met het gebruik van sputterapparatuur en maakt gebruik van verbeterde EMI-materialen en depositieapparatuur, waardoor SiP-pakketten kunnen worden vervaardigd met behulp van efficiënte interne verpakkingsmethoden.
De afgelopen jaren is EMI-afscherming een groot probleem geworden. Met de geleidelijke mainstream adoptie van draadloze 5G-technologie en de toekomstige kansen die 5G zal bieden voor het Internet of Things (IoT) en missiekritieke communicatie, is de noodzaak om elektronische componenten en assemblages effectief te beschermen tegen elektromagnetische interferentie toegenomen. essentieel. Met de komende draadloze 5G-standaard zullen signaalfrequenties in de 600 MHz tot 6 GHz- en millimetergolfbanden gebruikelijker en krachtiger worden naarmate de technologie wordt toegepast. Sommige voorgestelde gebruiksscenario's en implementaties omvatten ruiten voor kantoorgebouwen of openbaar vervoer om de communicatie over kortere afstanden te helpen houden.
Omdat 5G-frequenties moeilijk muren en andere harde objecten kunnen binnendringen, omvatten andere voorgestelde implementaties repeaters in huizen en kantoorgebouwen om voldoende dekking te bieden. Al deze acties zullen leiden tot een toename van de prevalentie van signalen in de 5G-frequentiebanden en een hoger risico op blootstelling aan elektromagnetische interferentie in deze frequentiebanden en hun harmonischen.
Gelukkig kan EMI worden afgeschermd door een dunne, geleidende metalen coating aan te brengen op externe componenten en System-in-Package (SiP)-apparaten (Afbeelding 1). In het verleden werd EMI-afscherming toegepast door gestempelde metalen blikken rond groepen componenten te plaatsen, of door afschermingstape op bepaalde componenten aan te brengen. Omdat pakketten en eindapparaten echter steeds verder worden geminiaturiseerd, wordt deze afschermingsaanpak onaanvaardbaar vanwege de beperkingen in omvang en de flexibiliteit om om te gaan met de verscheidenheid aan niet-orthogonale pakketconcepten die steeds vaker worden aangetroffen in mobiele en draagbare elektronica.
Op dezelfde manier evolueren sommige toonaangevende verpakkingsontwerpen naar het selectief afdekken van slechts bepaalde delen van de verpakking voor EMI-afscherming, in plaats van de gehele buitenkant van de verpakking te bedekken met een volledig pakket. Naast externe EMI-afscherming vereisen nieuwe SiP-apparaten extra ingebouwde afscherming die rechtstreeks in de behuizing is ingebouwd om de verschillende componenten in dezelfde behuizing goed van elkaar te isoleren.
De belangrijkste methode voor het creëren van EMI-afscherming op gegoten componentpakketten of gegoten SiP-apparaten is door meerdere lagen metaal op het oppervlak te spuiten. Door sputteren kunnen zeer dunne uniforme coatings van puur metaal of metaallegeringen worden afgezet op verpakkingsoppervlakken met een dikte van 1 tot 7 µm. Omdat het sputterproces metalen op Angström-niveau kan afzetten, zijn de elektrische eigenschappen van de coatings tot nu toe effectief geweest voor typische afschermingstoepassingen.
Naarmate de behoefte aan bescherming groeit, heeft sputteren echter aanzienlijke inherente nadelen die verhinderen dat het wordt gebruikt als een schaalbare methode voor fabrikanten en ontwikkelaars. De initiële kapitaalkosten van spuitapparatuur zijn zeer hoog, in de miljoenen dollars. Vanwege het meerkamerproces heeft de spuitapparatuurlijn een groot oppervlak nodig, waardoor de behoefte aan extra onroerend goed verder toeneemt met een volledig geïntegreerd transfersysteem. Typische omstandigheden in de sputterkamer kunnen het bereik van 400°C bereiken wanneer de plasma-excitatie het materiaal van het sputterdoel naar het substraat sputtert; daarom is een “koude plaat”-montagearmatuur vereist om het substraat te koelen en de ervaren temperaturen te verlagen. Tijdens het depositieproces wordt het metaal op een bepaald substraat afgezet, maar in de regel bedraagt de laagdikte van de verticale zijwanden van een 3D-pakket doorgaans maximaal 60% vergeleken met de dikte van de bovenste oppervlaktelaag.
Ten slotte kunnen metaaldeeltjes, vanwege het feit dat sputteren een afzettingsproces is via het gezichtsveld, niet selectief worden afgezet of moeten ze worden afgezet onder overhangende structuren en topologieën, wat kan resulteren in aanzienlijk materiaalverlies naast de ophoping ervan binnen de kamerwanden; het vergt dus veel onderhoud. Als bepaalde delen van een bepaald substraat bloot moeten blijven of EMI-afscherming niet vereist is, moet het substraat ook vooraf worden gemaskeerd.
Whitepaper: Bij de overstap van kleine naar grote assortimentsproductie is het optimaliseren van de doorvoer van meerdere batches met verschillende producten van cruciaal belang voor het maximaliseren van de productieproductiviteit. Algemeen lijngebruik… Bekijk het witboek
Posttijd: 19 april 2023