Análisis de la tecnología de embalaje de PCB de cerámica

Descripción general del proceso de envasado de PCB de cerámica

1. Etapa de preparación del chip

• Corte de oblea:
  Utilizando tecnología de corte por láser de precisión, La oblea se segmenta en matrices individuales con una precisión de micras., asegurando dimensiones precisas de las virutas para cumplir con los requisitos de ensamblaje de sustratos cerámicos.

• Limpieza de virutas:
  Limpieza química de varios pasos, incluido el desengrasado con disolventes orgánicos y el enjuague con agua desionizada, Elimina residuos de corte para evitar soldaduras deficientes o fallos eléctricos..

2. Fabricación de sustrato cerámico

• Formación de sustrato:

  • Fundición de cinta: Lodo cerámico (P.EJ., alúmina, nitruro de aluminio) está moldeado con cuchilla en láminas delgadas, con tolerancia de espesor controlada dentro de ±5μm, adecuado para producción de gran volumen.

  • Prensado en seco: Combinado con prensado isostático., Este método permite la fabricación de sustratos de formas complejas con una uniformidad de densidad mejorada..

• Metalización:

  • Cobre adherido directamente (DBC): A altas temperaturas, La soldadura fuerte activa crea una fuerte unión entre las capas de cerámica y cobre., logrando espesores de cobre superiores a 300μm.

  • Cobre chapado directo (DPC): El cobre se galvaniza después de un patrón fotolitográfico., permitiendo enrutamiento multicapa y vía llenado, con ancho/espaciado de línea de hasta 10 μm.

• Perforación láser:
  La tecnología láser avanzada forma microvías (diámetro <0.06mm) con paredes de vía lisa (aspereza <0.3µm), permitiendo interconexiones de alta densidad.

3. Integración de chip a sustrato

• Accesorio de matriz:
  Los adhesivos de alta conductividad térmica, como la pasta de plata, se dispensan con equipos de precisión para montar chips en áreas designadas del sustrato.. La baja contracción después del curado minimiza el estrés térmico.

• Soldadura:
  Para dispositivos de alta potencia, Se emplea soldadura por reflujo o soldadura ultrasónica para formar uniones metalúrgicas., asegurando tanto la conductividad eléctrica como la estabilidad mecánica.

4. Unión y embalaje de cables

• Técnicas de unión:

  • Unión de cables de oro/cobre: Se utiliza compresión térmica o energía ultrasónica para conectar los cables de unión entre las almohadillas del chip y el sustrato.. Los enlaces deben soportar ciclos térmicos y vibraciones mecánicas..

  • Unión de chip invertido (FC): El chip se voltea y se interconecta directamente con el sustrato., eliminando los cables de unión y minimizando los efectos parásitos: ideal para aplicaciones de alta frecuencia.

• Encapsulación:

  • Sellado Hermético: Soldadura de costura paralela o sellado de frita de vidrio (P.EJ., Sistemas PbO-B₂O₃-ZnO) se realiza a ~450°C, lograr tasas de fuga inferiores a 1×10⁻⁸ Pa·m³/s.

  • Moldeo de plástico: Para aplicaciones no herméticas, Se utiliza encapsulación de resina epoxi o silicona para mejorar la durabilidad ambiental..

5. Postprocesamiento y pruebas

• Prueba eléctrica:
  Integridad de la señal, adaptación de impedancia, y rendimiento de alta frecuencia (10–Transmisión de 20 GHz) se verifican utilizando herramientas como analizadores de red y osciloscopios..

• Pruebas de confiabilidad:

  • Ciclismo térmico: Simula cambios de temperatura de -65 °C a +250 °C para evaluar la confiabilidad de la unión del sustrato y el chip.

  • Pruebas de choque mecánico: Evalúa la resistencia a las vibraciones para garantizar la estabilidad operativa en entornos aeroespaciales y otros entornos exigentes..