Руководство по проектированию высокоточных печатных плат для WLP с шириной продольного потока 04mm05mm

Поскольку электронные устройства продолжают развиваться в направлении миниатюризации, высокой производительности и низкого энергопотребления, технология Wafer Level Package (WLP) получила широкое применение в мобильных устройствах,носимые устройства, приложений IoT и других требовательных областей из-за его превосходных преимуществ размера, отличных электрических характеристик и тепловых характеристик.Опаковки с WLP представляют беспрецедентные проблемы для проектирования печатных плат (PCB), особенно при работе с ультратонкими шаровыми площадками 0,4 и 0,5 мм. В этом докладе всесторонне рассмотрено критические соображения, практические методы проектирования, потенциальные проблемы,и решения для проектирования ПКБ с толщиной 0,4 мм/0,5 мм.

Опаковка на уровне пластинки представляет собой технологию, при которой процессы упаковки завершаются непосредственно на пластинке перед измельчением.

• Минимизация размера:Размеры WLP тесно совпадают с размером чипа, исключая дополнительные требования к подложке
• Улучшенная электрическая производительность:Уменьшенные длины соединений, более низкая паразитарная индуктивность и емкость
• Улучшенное управление теплом:Прямая экспозиция чипа способствует лучшему рассеиванию тепла
• Сокращение затрат:Упрощенные процессы и сокращение использования материалов снижают расходы на упаковку

Упаковки WLP имеют несколько конфигураций:

• Вентиляторный WLP:Шары, расположенные в активной зоне чипа, сохраняя минимальный размер упаковки
• Проветриваемая WLP:Использует слои перераспределения (RDL) для расширения соединений за пределы области чипа
• eWLB (встроенный уровень пластинки BGA):Включает чипы в эпоксидную смолу перед обработкой RDL

Основой проектирования ПКБ WLP является точная конфигурация подложки, с двумя основными подходами:

Маски для сварки с определёнными (SMD) подушками:

• Преимущества:Улучшенная сцепление и надежность подложки
• Недостатки:Уменьшенная площадь контакта с медью и маршрутное пространство

Маски, не предназначенные для сварки (NSMD):

• Преимущества:Большая площадь соединения и гибкость маршрутизации
• Недостатки:Более низкая механическая прочность

Пространство (расстояние между центром и центром мяча) в основном определяет ограничения конструкции:

0.5 мм.Обеспечивает расстояние примерно 19,7 миллиметра, что позволяет 4 миллиметра следов с 1 унцией меди (220 мА мощности)

0.4мм. Удар:Предлагает только 15,7 миллиметров расстояния, ограничивая следы до 2,7 миллиметров ширины (160 мА мощности)

Пропускная способность следового тока зависит от ширины и толщины меди:

• 1 унция меди: Подходит для применения с низким током
• 2 унции меди: удовлетворяет потребностям среднего тока
• 3 унции меди: требуется для применения высокого тока

Конструкции с высокой плотностью требуют сложных подходов:

• Проходные каналы:Необходимое оборудование, но требующее много места
• Слепые/зарытые проемы:Экономия места, но более высокие затраты
• Микровиа:Растворы, пробуренные лазером для максимальной плотности

К критическим соображениям относятся:

• Управление импеданцией (50Ω однокончательный, 100Ω дифференциал)
• Минимизация отражения путем правильного прекращения
• Уменьшение перекрестного звука с помощью надлежащего расстояния

Когда обычное маршрутизация оказывается недостаточной:

• Микровиа, пробуренные лазером:Высокозатратное точное решение
• Степенированные шаровые массивы:Создает дополнительное пространство маршрутизации
• Частичное использование шаровых массивов:Опущение стратегического пин для облегчения маршрута

К основным процессам валидации относятся:

• Проверка правил проектирования (DRC)
• Симуляции целостности сигнала
• Тепловой анализ
• Испытания прототипов

Успешное проектирование WLP-печатных плат с диаметром 0,4 мм/0,5 мм требует тщательного рассмотрения типов подложки, точных расчетов ширины трассы и инновационных решений проблем маршрутизации.Используя эти руководящие принципы, инженеры могут достичь высокопроизводительных, надежных конструкций, которые отвечают требованиям современной миниатюрной электроники.