Langsung Ke:
Agar semikonduktor dapat bekerja dengan andal selama bertahun-tahun penggunaan, sangat penting bagi setiap chip untuk tetap terlindungi dari elemen dan kemungkinan tekanan. Itu membawa kita ke dua pertanyaan - apa itu pengemasan sirkuit terpadu (IC), dan mengapa itu penting untuk aplikasi elektronik Anda? Jika Anda bekerja di industri elektronik dan tidak jelas tentang bagaimana bahan kemasan IC dapat bekerja untuk Anda, berikut adalah rincian dasar ide di balik kemasan IC.
Minta Penawaran Gratis
Kemasan IC mengacu pada bahan yang berisi perangkat semikonduktor. Paket adalah wadah yang mengelilingi bahan sirkuit untuk melindunginya dari korosi atau kerusakan fisik dan memungkinkan pemasangan kontak listrik yang menghubungkannya ke papan sirkuit tercetak (PCB). Ada banyak jenis sirkuit terpadu yang berbeda, dan oleh karena itu ada berbagai jenis desain sistem pengemasan IC yang perlu dipertimbangkan, karena berbagai jenis desain sirkuit akan memiliki kebutuhan yang berbeda dalam hal kulit terluarnya.
Pengemasan IC adalah tahap terakhir dalam produksi perangkat semikonduktor. Selama tahap penting ini, blok semikonduktor tercakup dalam paket yang melindungi IC dari elemen eksternal yang berpotensi merusak dan efek korosif usia. Paket ini pada dasarnya adalah bungkus yang dirancang untuk melindungi blok dan juga untuk mempromosikan kontak listrik yang mengirimkan sinyal ke papan sirkuit perangkat elektronik.
Teknologi pengemasan IC telah berkembang sejak tahun 1970-an ketika paket ball grid array (BGA) pertama kali digunakan di antara produsen pengemasan elektronik. Pada awal abad ke-21, opsi-opsi yang lebih baru dalam teknologi paket melampaui paket-paket larik kisi-kisi pin, yaitu paket datar segi empat plastik dan paket garis kecil tipis. Seiring perkembangan zaman, pabrikan seperti Intel mengantarkan era paket rangkaian jaringan tanah.
Sementara itu, flip-chip ball grid arrays (FCBGA), yang mengakomodasi jumlah pin lebih banyak daripada jenis paket lainnya, menggantikan BGA. FCBGA berisi sinyal input dan output di seluruh die, bukan di tepinya saja.
Ada berbagai cara untuk mengkategorikan desain kemasan IC berdasarkan formasi. Dengan demikian, ada dua jenis paket IC:jenis rangka depan dan jenis media.
Di luar definisi struktural dasar dari paket IC, kategori lebih lanjut membedakan jenis interkoneksi sekunder. Informasi lebih lanjut tentang berbagai kategori paket IC dapat ditemukan di bawah ini:
Penting untuk dicatat bahwa banyak perusahaan menggunakan paket array area. Contoh utama dalam hal ini adalah paket BGA, yang hadir dalam berbagai format, termasuk paket skala chip kecil — kadang-kadang disebut sebagai paket QFN — dan paket yang lebih besar. Konstruksi BGA melibatkan substrat organik, dan aplikasi terbaiknya adalah dalam struktur multichip. Modul dan paket multichip adalah alternatif utama untuk solusi yang menggunakan format system-on-chip. Pilihan lainnya termasuk paket interkoneksi dua langkah dan dua permukaan.
Selain itu, kategori untuk perakitan IC wafer, yang dikenal sebagai kemasan tingkat wafer (WLP), telah digunakan dalam bahasa industri. Dalam paket tingkat wafer, konstruksi terjadi di permukaan wafer, membuat paket seukuran chip flip. Paket level wafer lainnya adalah fan-out wafer-level packaging (FOWLP), yang merupakan versi yang lebih maju dari solusi WLP konvensional. Tidak seperti WLP di mana wafer dipotong dadu setelah lapisan luar kemasan terpasang, pemotongan wafer FOWLP terjadi terlebih dahulu.
Memilih paket IC yang tepat untuk aplikasi Anda dimulai dengan mengetahui informasi teknis tentang berbagai pertimbangan desain yang digunakan untuk memproduksi paket IC. Misalnya, Anda ingin mengetahui komposisi material dan substrat yang tepat untuk paket IC Anda. Penting juga untuk mengetahui perbedaan antara substrat paket kaku dan pita. Banyak perusahaan juga mempertimbangkan untuk menggunakan laminasi sebagai alternatif rangka timah dan memilih substrat yang cocok dengan konduktor logam.
Pelajari lebih lanjut tentang beberapa pertimbangan desain teratas di bawah ini.
Kinerja paket IC sebagian besar bergantung pada susunan kimia, listrik, dan materialnya. Terlepas dari perbedaan fungsionalnya, paket rangka timah dan laminasi keduanya sangat bergantung pada komposisi material. Paket rangka timah, format yang berlaku, menggunakan lapisan ikatan kawat perak atau emas, dilampirkan dengan metode pelapisan titik. Itu membuat prosesnya lebih sederhana dan lebih terjangkau.
Pada kemasan keramik, Paduan 42 adalah jenis logam yang banyak digunakan karena bekerja dengan bahan dasarnya. Pada kemasan plastik, rangka timah tembaga lebih disukai karena melindungi sambungan solder dan menawarkan konduktivitas. Karena kebijakan di wilayah tertentu, material juga merupakan salah satu faktor penting pada kemasan plastik yang dipasang di permukaan.
Karena revisi dalam standar Eropa, hasil akhir timah telah menjadi bahan pengawasan yang ketat pada perakitan pengemasan tingkat berikutnya. Tujuannya adalah untuk menemukan pengganti yang layak untuk solder timah, yang mudah diterapkan dan telah lama menjadi bahan pokok di seluruh industri. Namun, produsen belum menyatukan solusi tunggal, sebagian karena persaingan yang meluas di antara pemasok. Masalah utama sepertinya tidak akan selesai dengan sendirinya untuk beberapa waktu ke depan.
Dimulai pada akhir 1970-an, laminasi muncul sebagai alternatif untuk rangka timah dalam rakitan chip-to-board. Saat ini, laminasi tersebar luas di seluruh industri solusi pengemasan IC, karena efektivitas biaya relatifnya jika dibandingkan dengan substrat keramik. Laminasi yang paling populer adalah jenis organik bersuhu tinggi, yang memberikan karakteristik listrik yang unggul dan juga lebih terjangkau.
Di tengah meningkatnya popularitas paket semikonduktor, ada juga peningkatan permintaan untuk substrat dan interposer yang berlaku. Substrat adalah bagian dari paket IC yang memberikan kekuatan mekanis pada papan dan memungkinkannya terhubung dengan perangkat eksternal. Interposer memungkinkan perutean penghubung dalam paket. Dalam beberapa kasus, kata “substrat” dan “interposer” dapat dipertukarkan.
Substrat paket datang dalam varietas kaku dan pita. Substrat kaku tegas dan didefinisikan dalam bentuknya, sedangkan substrat pita tipis dan fleksibel. Pada hari-hari awal pembuatan IC, substrat terdiri dari bahan keramik. Saat ini, sebagian besar substrat terbuat dari bahan organik.
Jika suatu substrat terdiri dari beberapa lapisan tipis yang ditumpuk untuk membentuk substrat yang kaku, itu dikenal sebagai substrat laminasi. Dua dari substrat laminasi yang paling umum dalam pembuatan IC adalah FR4 dan bismaleimide-triazine (BT). Yang pertama terdiri dari epoksi, sedangkan yang kedua adalah bahan resin bermutu tinggi.
Karena kualitas insulasi dan konstanta dielektrik yang rendah, resin BT telah muncul di industri IC sebagai salah satu bahan laminasi yang disukai. Pada BGA, BT adalah yang paling umum digunakan dari semua substrat. BT juga telah menjadi resin favorit untuk laminasi paket skala chip (CSP). Sementara itu, para pesaing di seluruh dunia sedang membuat alternatif epoksi dan campuran epoksi baru, yang mengancam akan membuat BT kehabisan uang, kemungkinan menurunkan harga secara keseluruhan karena pasar menjadi lebih kompetitif di tahun-tahun mendatang.
Sebagai alternatif untuk substrat kaku, substrat pita sebagian besar terbuat dari polimida dan jenis lain dari bahan tahan suhu dan tahan lama. Keuntungan substrat pita adalah kemampuannya untuk memindahkan dan membawa sirkuit secara bersamaan, yang menjadikan substrat pita pilihan yang lebih disukai dalam drive disk dan perangkat lain yang membawa sirkuit di tengah gerakan yang cepat dan konstan. Keuntungan utama lainnya dari substrat pita adalah bobotnya yang rendah, yang berarti tidak menambahkan dimensi bobot sedikit pun ke permukaan yang diaplikasikan.
Paket IC juga harus dilengkapi dengan konduktor logam yang dapat mengarahkan sinyal ke berbagai fitur interkoneksi. Oleh karena itu, penting bagi substrat untuk membantu memfasilitasi proses ini. Substrat mengarahkan sinyal input dan output dari sebuah chip ke fitur lain pada sistem dalam paket. Penempatan foil, biasanya tembaga, yang terikat pada laminasi di substrat mencapai konduktivitas logam. Lapisan pencelupan emas dan nikel sering diaplikasikan sebagai pelapis di atas tembaga untuk mencegah interdifusi dan oksidasi.
Bingkai timah adalah jenis paket IC yang paling umum. Anda akan menggunakan paket ini untuk die yang saling berhubungan dengan ikatan kawat, dengan lapisan perak atau emas. Untuk paket plastik pemasangan di permukaan, pabrikan sering menggunakan bahan rangka timah tembaga. Tembaga sangat konduktif dan sangat sesuai, sehingga dapat bermanfaat untuk tujuan ini.
Banyak produsen mencoba untuk menjauh dari paket IC lead-frame lead finish yang sebenarnya, tetapi mereka telah sering digunakan begitu lama sehingga merupakan transisi yang sulit bagi sebagian orang. Paket yang paling umum termasuk yang berikut:
Paket substrat, seperti paket berbasis keramik, akan membutuhkan paduan yang serupa dalam koefisien ekspansi termal (CTE) dengan keramik, seperti Iconel atau Alloy 42. Dalam proses pemasangan die, kami mengikat cetakan ke substrat dengan cetakan khusus bahan -attach, yang dapat kita gunakan dalam perakitan ikatan kawat menghadap ke atas. Sangat penting untuk menghindari celah pada bahan yang terpasang, karena ini dapat menyebabkan titik panas. Bahan die-attach yang baik bersifat konduktif secara elektrik dan termal, sehingga ideal untuk paket substrat.
Anda akan menggunakan laminasi sebagai gantinya jika Anda membutuhkan kinerja yang lebih tinggi atau berurusan dengan jumlah I/O yang tinggi. Paket laminasi adalah alternatif murah yang sangat baik untuk substrat keramik dan juga memiliki konstanta dielektrik yang lebih rendah.
Jenis paket IC ini melayani dua fungsi utama. Yang pertama adalah untuk melindungi die dari kerusakan yang mungkin disebabkan oleh faktor eksternal. Yang kedua adalah mendistribusikan ulang input dan output ke nada halus yang dapat diatur. Selain itu, paket menyediakan struktur standar yang mengarahkan jalur termal dengan benar, jauh dari tumpukan dadu. Secara keseluruhan, strukturnya lebih cocok untuk pengujian kelistrikan dan lebih tahan terhadap kesalahan.
Bahan die-attach adalah bahan cair atau film yang dirancang oleh produsen untuk menghindari pelepasan gas, yang dapat menurunkan kualitas ikatan kawat. Bahan ini juga berfungsi sebagai penyangga tegangan, sehingga cetakan tidak patah jika CTE tidak sesuai dengan substrat.
Ada berbagai metode penerapan bahan die-attach, beberapa di antaranya lebih rumit daripada yang lain. Untuk sebagian besar penggunaan, die-attach diterapkan pada rakitan di mana ikatan kawat berada di permukaan. Dalam semua kasus, bahan die-attach bersifat konduktif secara termal. Pada rakitan tertentu, die-attach juga memberikan konduktivitas listrik. Untuk mencegah bintik-bintik berubah terlalu panas bersama dengan cetakan, pabrikan umumnya berusaha mencegah rongga pada material. Bahan die-attach, baik cair maupun film, menahan pelepasan gas dan melindungi die dari kerusakan.
Rakitan ikatan kawat tersedia dalam tiga format:
Jenis rakitan ikatan kawat yang Anda pilih akan hadir dengan kemampuan rakitan yang berbeda. Ikatan kawat biasanya menggunakan kawat emas, meskipun Anda dapat menggunakan kawat tembaga sebagai gantinya jika Anda memiliki lingkungan perakitan yang kaya nitrogen. Ikatan baji dengan kawat aluminium bisa menjadi alternatif yang ekonomis.
Ikatan ultrasonik dimulai dengan umpan kawat melalui lubang di permukaan rakitan komponen. Prosesnya meliputi ikatan die dan substrat.
Ikatan termsonik adalah proses yang digunakan untuk menghubungkan IC silikon ke komputer. Proses tersebut merakit komponen unit pemrosesan pusat, yang mengintegrasikan sirkuit komputer pribadi dan laptop.
Ikatan termsonik terdiri dari energi termal, mekanik, dan ultrasonik. Mesin yang melakukan proses ini mengandung transduser, yang mengubah energi listrik menjadi piezoelektrik.
Ikatan termokompresi adalah metode yang menggabungkan dua logam melalui campuran gaya dan panas. Metode ini secara bergantian disebut ikatan wafer, ikatan difusi, pengelasan solid-state dan penyambungan tekanan. Ikatan termokompresi melindungi struktur listrik dan paket perangkat sebelum pemasangan di permukaan. Metode tersebut meliputi difusi permukaan dan batas butir.
Enkapsulan adalah bagian terakhir dari paket IC dan berfungsi untuk melindungi konduktor dan kabel dari kerusakan lingkungan dan fisik. Mereka dapat dibuat dari campuran epoksi atau epoksi, silikon, polimida atau bahan dasar pelarut atau yang dapat divulkanisir pada suhu kamar. Komponen lainnya yang Anda pilih akan bergantung pada kebutuhan spesifik sirkuit terpadu dan aplikasi Anda.
Papan sirkuit tercetak dapat rentan terhadap debu elektrostatik di lingkungan industri dan otomotif. Untuk melindungi sifat mekanik PCB, produsen sekarang menggunakan resin enkapsulasi.
Sebagai penghalang pelindung, pot dan enkapsulan sangat efektif untuk mencegah debu dan elemen atmosfer lainnya merusak mekanisme PCB. Dengan resin yang cukup, enkapsulan dapat melindungi PCB dari tekanan getaran, guncangan, dan elemen eksternal. Agar aplikasi bekerja secara efektif, resin harus diuji kesesuaiannya di berbagai lingkungan kerja potensial. Fungsionalitas unit dalam pengaturan ini juga harus dievaluasi.
Sebagai alternatif untuk pot dan resin enkapsulasi, beberapa produsen menggunakan pelapis konformal, yang menyesuaikan bentuk setiap papan dan menawarkan kekuatan dan daya tahan, tanpa mempengaruhi berat atau dimensi PCB. Pelapisan umumnya diuji dalam pengaturan atmosfer normal. Setiap pengujian menempatkan efek lapisan tertentu pada kemampuan listrik dan mekanik PCB yang sedang diperiksa.
Bahan enkapsulan datang dalam tiga varietas dasar. Bahan utamanya adalah epoksi, baik murni maupun campuran. Epoxy terdiri dari resin organik dan umumnya terjangkau, oleh karena itu popularitasnya di antara produsen. Bahan lain yang tersebar luas yang digunakan dalam chip IC enkapsulan adalah silikon, yang tidak berbasis karbon dan karenanya bukan resin organik. Resin silikon umumnya berbasis pelarut. Sebagai alternatif, beberapa resin dapat divulkanisir pada suhu ruangan, dan kontak dengan uap air dapat menyembuhkannya. Silikon populer karena fleksibilitasnya dalam pengaturan panas maupun dingin.
Pot dan resin enkapsulasi datang dalam beberapa formulasi berbeda, seperti halnya pelapis konformal. Setiap formulasi seimbang untuk berbagai kondisi atmosfer tertentu. Melalui pengujian, produsen dapat menentukan formulasi mana yang paling cocok untuk lingkungan tertentu. Dalam situasi normal, sebagian besar jenis resin dan pelapis akan menawarkan perlindungan yang cukup untuk PCB. Dalam pengaturan yang lebih keras, papan umumnya membutuhkan lapisan dengan bahan khusus, seperti akrilik. Jika PCB dimaksudkan untuk digunakan dalam pengaturan terendam, lapisan kekuatan ekstra adalah salah satu opsi yang paling sesuai.
Resin yang terbuat dari silikon memberikan kinerja PCB yang optimal di berbagai lingkungan. Untuk desain PCB, silikon umumnya lebih disukai daripada poliuretan atau epoksi. Di antara dua yang terakhir, poliuretan adalah bahan yang lebih andal dalam berbagai pengaturan. Resin poliuretan bisa efektif dalam pengaturan laut sebagai perlindungan dalam perendaman air asin.
Untuk tetap berada di puncak pasar, sangat penting untuk tetap mengikuti tren dalam kemasan IC. Dengan cara ini, Anda dapat tetap kompetitif dan melakukan investasi yang tepat di pasar bahan kemasan IC. Berbagai segmen pasar mempengaruhi harga, popularitas dan ketersediaan bahan kemasan. Selain itu, tren pada skala regional dapat memengaruhi apakah penggunaan bahan kemasan meningkat dan menurun di berbagai sudut dunia.
Untuk berita, statistik, dan informasi tentang tren di pasar IC, pihak yang berkepentingan harus membaca laporan Pasar Bahan Kemasan Semikonduktor dan IC, yang memecah hal-hal menurut kategori dan aplikasi, semuanya dalam kerangka industri IC. Para ahli dalam industri menggunakan manajemen data desain untuk mengumpulkan dan meninjau informasi tentang solusi desain, masing-masing membawa wawasan mereka ke meja sebagai produsen, pemasok dan pengecer dan memberikan gambaran lengkap dari seluruh grid nilai.
Pada waktu tertentu, peristiwa yang tiba-tiba dan tidak terduga dapat berdampak pada pasar, termasuk bencana alam, perubahan iklim, pergolakan politik, teknologi yang mengganggu, dan perubahan budaya. Sebagai pihak yang berkepentingan di bagian depan IC, tetap berada di atas kemasan IC mengharuskan Anda untuk mengenali tren mengenai produksi, pasokan, ekspor, impor, harga, analisis integritas dan tingkat pertumbuhan keseluruhan bahan kemasan, dan memeriksanya secara teratur sehingga Anda dapat merencanakan , sesuaikan anggaran dan lindungi pendapatan Anda.
Seperti yang Anda lihat, ada banyak elemen pada pengemasan IC untuk sistem elektronik, dan sebagai pemain di industri elektronik, penting untuk memahaminya dan mengikuti perkembangan baru dalam pengemasan canggih — terutama mengenai bagaimana pengaruhnya terhadap komponen Anda terkait persyaratan kinerja . Beberapa aspek pengemasan IC mungkin akan tetap relatif stabil di tahun-tahun mendatang, sementara yang lain mungkin berubah secara signifikan, dan Anda ingin tetap menjadi yang terdepan dalam permainan. Mengetahui di mana perubahan akan terjadi memungkinkan Anda untuk bereaksi lebih baik terhadapnya.
Jika Anda memiliki pertanyaan tentang berbagai jenis kemasan IC atau apa pun yang terkait dengan sirkuit atau papan sirkuit tercetak, hubungi ahli di Sirkuit Milenium sekarang. Kami sangat bangga dalam membantu pelanggan kami memiliki pemahaman yang lengkap tentang elektronik yang kami gunakan. Dengan senang hati kami memberikan informasi desain dan verifikasi yang Anda butuhkan sehingga Anda dapat membuat keputusan terbaik tentang komponen elektronik untuk bisnis Anda.
Minta Penawaran Gratis
Teknologi Industri
Waktu siklus dan spesifikasi produk akan menentukan jenis robot mana yang diperlukan untuk operasi pengemasan otomatis. Robot paralel dan SCARA ideal untuk pengemasan dan penyortiran berkecepatan tinggi, sedangkan robot artikulasi lebih cocok untuk mengemas produk besar. Apapun kebutuhannya, robot m
Saat robot pengemasan melakukan pemuatan produk dari atas, mereka menghemat ruang lantai yang berharga. Mereka juga memiliki titik pandang utama untuk melengkapi pengemasan. Robot pengemasan pemuatan atas menggunakan pelacakan konveyor dan teknologi penglihatan untuk menyediakan proses pengemasan ya
PackWorld, dikembangkan oleh Motoman, adalah solusi pra-rekayasa yang inovatif untuk pengemasan robot. Sel modular dilengkapi untuk menangani aplikasi pengemasan berbiaya rendah dan fungsionalitas tinggi dengan fokus pada pengiriman cepat. Keuntungan dari solusi standar modular ini adalah biaya tekn
ABB terus menyempurnakan robot pengemasan mereka dengan robot IRB 360 generasi kedua. Dibandingkan dengan IRB 340, kecepatannya meningkat, muatan lebih tinggi, dan footprint lebih kecil. Dilengkapi dengan triple grippers yang memungkinkan robot mengambil tiga produk yang diposisikan secara acak da
