התפתחות של Chip-on-Board Packaging במודולים ADC

ממירים אנליסטים-ל-דיגיטליים (ADCs) הם הגשר הקריטי בין העולם האנלוגי לבין עיבוד דיגיטלי באינספור מערכות אלקטרוניות.מ- הדמיה רפואית ו-5G טלקומוניקציה לרכבים אוטונומיים ואוטומציה תעשייתית, הביקוש לרזולוציה גבוהה יותר, שיעורי CODCling מהירים יותר, וצריכת חשמל נמוכה יותר ממשיכה להגביר את הביצועים של ADC, בעוד ארכיטקטורת ADC מתת החידושים - כמו חיזוי מוצלח (SAR) ומדליקומים תרמיים (C) ועד לתהליכי תיבות של סוללות חד-ידיים פשוטים, לפני זמן קצר יותר, הפכו לתהליכים חד-מיים (C) לתהליכים חד-ידיים (C) לתהליכים קלים, אשר הפכו ל-מונים-מיים (C) ל-לומיים פשוטים, לאחר מכן, לאחר שהפכו לטכנולוגיות אחסון (C) ל-ידידבנים סיליקון) לחדשנות, אשר הפכו ל-ברסורטיבות, אשר הפכו ל-ברסיביאו-ברסאלית, לאחר מכן, כאשר ארכיטקטורת אבטחה, לאחר מכן, לאחר שהפכו לחדשנות פשוטה, בעוד שהפכו לחדשנות, בעוד שהפכו ל-בידי פיתוח של סיליקון-בידי פיתוח, בעוד שהפכו ל

צ'יפ-on-Board (COB) Packaging Fundamentals

אריזות COB שונות ביסודן משיטות אריזה דיסקרטיות מסורתיות כגון quad-נפח no-lead (QFN), מערך רשת כדור (BGA), או חבילות דואליות אלחוטיות באינטרנט. באריזה קונבנציונלית, המוליכים למחצה מתים הוא הראשון מחלחל חבילה בודדת (Flipsto) מלאה עם מסגרות מובילות או כדורי מכר, אשר אז רכוב על לוח זהב מודפס (B) על ידי חוטי מתכתי מתכת סטנדרטיים סטנדרטיים סטנדרטיים (PTic) באופן ישיר על ידי חוטי תיבות סטנדרטיים סטנדרטיים סטנדרטיים סטנדרטיים סטנדרטיים).

ההחזקה הישירה מספקת מספר יתרונות בסיסיים.החיסול של גוף החבילה מפחיתה את החדירה השברירית ואת קיבול על ידי הסרת אורך חוטי האג"ח נוסף ומדפוס דיאלקטריות מורכבות.זה מועיל במיוחד עבור אותות CODC מהירים גבוהה שבו אפילו picothers של עיכוב או ננווטים של רעש יכול לכווץ ביצועים.הניהול הrmal גם משפר כי את גבוריד (side, אפילו מוליד, בצורת מתכתית אחת, או בצורת שטח אחד, באופן דרמטי יותר מאשר מצופה יותר מאשר דרך שטח מתכתי, לעומת שטח אחד, לעומת זאת, לעומת זאת, באופן כללי, מאשר מצופה באופן קבוע, מאשר מצופה יותר מאשר מצופה יותר מאשר מצופה יותר מאשר מול נפח חום אחד, מאשר מצופה יותר מאשר מצופה יותר מאשר מול משטח אחד, לעומת מצופה באופן דרמטי יותר מאשר מולטי של חומר חום- aRM-ב-ב-ב-ב-ב-ב-ב-ב-מתאים באופן קבוע, מאשר מצופה באופן קבוע, מאשר מצופה באופן קבוע, מאשר מצופה באופן קבוע, מאשר מצופה באופן דרמטי יותר מאשר מצופה באופן קבוע, מאשר תאים גמישה, מאשר מצופה באופן קבוע, מאשר מצופה באופן קבוע, מאשר מצופה באופן קבוע, מאשר תאים

עם זאת, אריזות COB מציגות אתגרים: למות חשוף הוא פגיע ללחץ מכני, לחות, ו contamination. Encapsulation עם glob-top epoxy או סכר-and-fill תרכובת נדרש, ו coefficient זהה של התרחבות תרמית (CTE) התאמה בין סיליקון למות, substrate, encapsulant הוא הכרחי כדי למנוע סדקים או דמנציה אלה יש אתגרים כי הם שמירה על יעילות כי יש צורך.

חידושים אחרונים ב- COB Packaging for ADCמודולים

בחמש השנים האחרונות היו עדים להתפרצות של חידושים המותאמים במיוחד למודולים ADC המארזים של COB. אלה התקדמות במקדמים את צווארי הבקבוק המרכזיים של צפיפות, ניהול תרמי, יושרת אות ומיומנות.

שילוב מתקדם של D

מודרני ברזולוציה גבוהה ADCs לעתים קרובות דורשים שני מרכזי עיבוד אותות דיגיטליים ו-CDC באופן מסורתי, אלה היו מוטבעים על מודולים נפרדים מת וארז צד-יד-ידי-side. החידושים האחרונים COB מאפשרים כעת ערימה אנכית של מספר רב של ADC מת - כגון רזולוציה של אותות היברידיים SAR-S-R-S-Acrot-s-s-to-s-s-to-to-s-to-s-to-s-s-to-to-to-s-s-acro-s-s-to-to-comtamts-s-s-s-s-s-to-acro-ste SAR-to-to-to-to-to-Perfectve-of atop ata-s-s-sigma Modulator-of-sigma Modulator, באמצעות מודולטורלמחדש של מודולטורף-s-s-of-of-of ata-sigmaigma-sigma-of-s-of-of-sigma-sigma-of-of-of-s-s-of-

משופרים Thermal Interfaces ו- Substrate Materials

פירוק חום הוא דאגה קריטית ב- COB ארוזה בדחיסות. ADC מת יכול לפרק כמה מודולים וואט, ועם מספר הרוגים ערימה, צפיפות השטף התרמית עולה באופן משמעותי.חדשנות בחומרים תרמיים (TIM) כוללים כמה מטבוליות גבוהה יחסית של ג'ורג'י) מלא עם בורון או חלקיקים, כמו גם חטאים על ידי מתכתי מים נמוכים (או מתחת ל- 2B) אשר ממתכת (אוקס) עם 2 ליטרים) ממתכת (או מתחת ל- 2 ליטרים) ממתכת (או מתחת ל- 2 ליטרים) ממתכת (או מתחת ל- 2 ממתכת) ממתכת (או מתחת ל- 2.

Micro-Bump interconnects and Hybrid Bonding

עבור as-chip COB אסיפות, המגמה היא כלפי ליטות קטנות ואמינה יותר. Copperעמוד עמוד microbumps עם קוטרים עד 20 מיקרומטר ואגות של 40 מיקרומטר הם עכשיו נפוץ, מתן התנגדות נמוכה יותר ו אינדוקציוניות מאשר ליטלות מסורתיות ממכרות.ה פריצת הדרך האחרונה היא חיבור היברידי - קשר נחושת-to-co ישיר שנוצר בטמפרטורות נמוכות ללא נמכר - אפילו שיפור של קרינת חשמל או חיתוך קצה.

פאסיביות ומערכת-in-Package (SiP)

כדי למזער עוד מודולים ADC, רכיבים פסיביים כגון decoupling capacitors, עקפים מתנגדים, ופילטרים inducators עכשיו מוטבע ישירות לתוך תת-קרקעית COB במקום להצטבר דיסקרטי 402 או 0201 מרכיבים על פני השטח, יצרנים משלבים נוגדנים סרט דק או רב-שכבות קרמיקה (CC) בתוך השכבות הנשימות.

טכניקות של underfill ו- Encapsulation

הגנה על האג"ח השברירי למות וחוט מלחות, הלם, ו- CTE לא מתאים הוא חיוני.חומרי underfill חדשים עם מודלוסים גמישים נמוכים ודבקות גבוהה הן למות והן חומרים תת-קרקעיים פותחו במיוחד עבור COB ADCs. No-flow תחת פרופילים ו- capillary זרימה תחת צינורות הם prescribed למזער חסמים ולהבטיח כיסוי אחיד סביב microbus.

Wafer-Level Chip-Scale Packaging (WLCSP) עבור מודולים ADC

הפחתת מושגי COB לרמה של ה-Vuefer, האריזה בקנה מידה שבב ברמה גבוהה (WLCSP) יוצרת חבילה שלמה עבור כל מת ועדיין על שכבות חלוקה מחדש (RDL) מווספים ישירות על המעבר למות, וכדורים הנמכרים מחוברים, ומאפשרים למות להיות בעל משטח ישיר על פני השטח ללא תת-קרקעית ביניים.

היתרונות של חדשנות זו עבור ADC ביצועים ועיצוב מערכת

ההשפעה המצטברת של חידושים COB אלה מתורגמת להטבות מוחשיות עבור משתמשי קצה ומעצבי מערכת.

מיניטורציה המאפשרת ארכיטקטורות מערכת חדשה

גודל מודול מופחת מאפשר מעצבי מערכת לשלב יותר ערוצים ADC בתוך אותו אזור לוח.ב מכ"ם בשלבי-ריי או תחנות בסיס MIMO 5G מסיבי, למשל, מאות ערוצי ADC נדרשים. COB מודדים רק 5 מ"מ × 5 מ"מ ניתן להציב על רשת צפופה, המאפשרת beamforming ו עיבוד בקצה האנטנה.

הגדלת אות אינטגריטי עבור החלטה גבוהה יותר ומהירות

פרציטיות נמוכות מחוטי אג"ח קצרים או פרצות דקות משמעותן של מסלולי אות נקיים יותר. A 14 סיביות ADC שפועלת ב 2 GSPS יכול לשמור על מספר יעיל של ביטים (ENOB) מעל 12 ביטים כאשר ארוז ב COB, בעוד חבילת BGA קונבנציונלית עשויה לאבד שתי סיביות עקב ירידה של ציפוי החבילה.

שיפור ההסתמכות על הסביבה

COB מודולים עם יישומים מתקדמים תחת חסות ו CTE-תואמים להציג אמינות מעולה תחת רכיבה תרמית, רטט ולחות. ביישומים של רכב ואווירה, היכולת לעמוד −40 מעלות צלזיוס ל +125 מעלות צלזיוס ללא מת סדקים או עייפות חוט מגע הוא קריטי.המפציצים האחרונים מציעים גם התנגדות לכימיקלים אגרסיביים ומלח, הרחבת השימוש של COB שמן ונפט מנקה, אלקטרוניקה צבאית.

ייצור יעילות ועלויות

בעוד אריזות COB דרשות טיפול ידני יותר ובקרת תהליך זהירה, התקדמות אוטומציה (כגון איסוף ומיקום עבור חשוף מת וחיבור חוט אוטומטי במהירויות מעל 20 אג"ח לשנייה) הפחיתו את עלויות העבודה.החיסול של חבילות ייצור דיסקרטיות ואת היכולת לשלב פסיבי ישירות לתוך המצע התחתון של החוק הכולל של חומרים.

אזורי יישום מרכזיים נהיגה COB ADC חדשנות

תקשורת ורדיו ממונע

5G ומעבר דורשים ADCs עם רוחב פס מעל 1 GHz וטווח דינמי מספיק כדי דיגיטציה של מספר ספקים בו זמנית. COB מודולים עם מוטבים פסיביים ו substrates מוליכים גבוה הם עכשיו סטנדרטיים ראשי רדיו מרחוק (RRH) ותאים קטנים.היכולת לשלב את ADC עם predistortion דיגיטלית (DP) משובים בחבילה אחת להפחית lastency וסימולציות עיצוב.

ציוד אבחון ואבחון

אולטרסאונד נייד, צילומי רנטגן דיגיטליים, ו מקלטי MRI דורשים רעש נמוך, גבוה רזולוציה ADCs בגורמים קטנים צורה. החידושים COB איפשרו 16 סיביות, 250 MSPS ADCs שמתאימים בתוך שטח 1 ס"מ, ומאפשרים מערךי transducer מרובים להיות דיגיטציה ישירות החיישן.זה מקטין את ההשפלה של אות אנלוגי ומאפשר שחזור מדויק יותר.

מערכות ניהול מתקדמות (ADAS)

מערכות ADAS מבוססות מצלמה דורשות ADCs עם טווח דינמי גבוה טווח רחב טווחי טמפרטורה תפעול רחב. COB מודולים עם תת-קרקעי חזק CTE-engineered substrates לעבור AEC-Q100 בדיקות אמינות.הטביעה הקומפקטית מאפשרת שילוב למצלמות צד-view ויחידות LIDed גג ללא ביצוע הקרבה.

רשתות חיישנים תעשייתיות ואינטרנט

אוטומציה במפעל, ניטור רטט, וחיישנים קציר אנרגיה ליהנות מ- COB כוח אולטרה-נמוך. חידושים אחרונים באריזה ברמה wfer-level איפשרו ADCs עם צריכת חשמל מתחת 1 mW בעוד דגימה ב 10 kSPS, מתאים לחיישנים אלחוטיים ממוזגים מטופחים סוללות.הגודל הקטן מאפשר הטמיע בתוך חיישן, צמצום כבללינג ופשטה.

אתגרים ומגבלות של טכנולוגיית COB הנוכחית

למרות היתרונות הרבים, COB האריזה עבור ADC מודולים לא ללא מכשולים (FLT:0 Thermal ManagementFLT:1 נשאר האתגר העיקרי כאשר ערימה של מספר רב עוצמה גבוהה מת; אפילו עם TIM מתקדמים, ההתנגדות התרמית של שכבת epoxy יכול להפוך לצוואר בקבוק.

תחזית: העשור הבא של מודולי COB ADC

מסלול החדשנות של COB אינו מראה סימנים של להאטה. החוקרים חוקרים חוקרים כמה כיוונים מבטיחים אשר ישפרו עוד יותר את ביצועי מודול ADC.

COB Substrates

רזה, גמיש פולימד או נוזל גביש פולימר (LCP) תת-התת יאפשרו למודולים COB ADC להשתלב במכשירים לבישים, טקסטיל חכם, ומערךי חיישן מעוקלים.טיפוסים מוקדמים הראו ADCs שניתן לנטוע לרדיוס של 5 מ"מ ללא ירידה בביצועים, פתח יישומים בלהקות רפואיות ובתצוגה גמישה.

שילוב heterogeneous עם Digital ו- RF

מודולים עתידיים COB ADC סביר לכלול לא רק אנלוגי ודיגיטליים של שלבים אבל גם מעבדי אות דיגיטלית ייעודי (DSP), זיכרון, ואפילו רכיבי חזית RF - כולם באותו תת-התחולה.גישה זו-in-package (SiP), באמצעות חיבורים דקים בין הטרוגני מת, תאפשר רדיו מוגדר לחלוטין (SDR) בפתרונות חד-פעמיים קטנים יותר מאשר חבילת בועה.

AI-Assisted Design and Process control

אלגוריתמי למידת מכונה מפותחים כדי להתאים את המיקום של חוטי האג"ח, את זרימת החומרים מתחת לתחתית, ואת התרמית באמצעות פריסה.זה יפחית את הזמן הנדרש כדי להעפיל עיצוב COB חדש ולשפר את התשואות במהלך הייצור.תהליך בזמן אמת ניטור באמצעות קוהרנטיות אופטית לmography (OCT) יכול לזהות רִיק או misalignment בשכבה תחת ה-Fill, ומאפשר התאמה חיה.

חומרים חדשים: זכוכית וסיליקון אינטרוצ'רים

תת-קרקעית זכוכית מציעה יציבות ממדית מעולה והפסד דיאלקטרי נמוך, מה שהופך אותם אידיאליים עבור ADCs גבוה. ⁇ ⁇ s.סיליקון interposers עם TSVs לספק את האולטימטיבי בדחיסות הדדית, תמיכה אגורות מתחת 10 μm.שלב אלה עם COB מת החזקה ידחוף את קצב הדגימה ADC לכיוון 100 GSPS עם 8 סיביות עבור יישומים תקשורת terahertz.

מסקנה

אריזה שבב-על-board התפתחה מטכניקה פשוטה למות-אץ' לטכנולוגיה מתוחכמת המאפשרת למכשירים ADC קומפקטיים, ביצועים גבוהים.החידושים האחרונים - כולל תמותת, ממשקים תרמיים משופרים, חיבורים מיקרו-בקים, מוטבעים, ו- encapsulation מתקדם - לטפל בדרישות הקריטיות של מערכות אלקטרוניות מודרניות: גודל קטן יותר, מהירות גבוהה יותר, אמינות גבוהה יותר, ועלויות נמוכות יותר כמו CDC ימשיך אינטגרציה קריטית, להמשיך אינטגרטיבית, כמו גם אינטגרציה מקצועית, אינטגרציה, אינטגרטיבית, אינטגרטיבית, אינטגרטיבית, אינטגרטיבית, אינטגרטיבית, אינטגרטיבית, אינטגרטיבית, אינטגרטיבית, אינטגרטיבית, אינטגרטיבית, אינטגרטיבית, אינטגרטיבית של ציוד תעשייתית, אינטגרטיבית, אינטגרטיבית, ימשיך אינטגרטיבית, תמשיך אינטגרטיבית, אינטגרטיבית, אינטגרטיבית של מערכות אלקטרונית, תמשיך אינטגרטיבית, אינטגרטיבית, תמשיך אינטגרטיבית, אינטגרטיבית, אינטגרטיבית, אינטגרטיבית, אינטגרטיבית, אינטגרטיבית,

לקריאה נוספת על מגמות האריזה COB, מתייחס ל- COB:0;0 (א) לסקירה טכנית של מכשירים של COB ב-High-speed ConvertersuaFLT:1, FLT:2Texas Instruments על ניהול תרמי ב- COB AssembliesFLT 3: ו-FLT:4Electronic Design של מערכת אריזה מתקדמת עבור המרת נתונים:5: