半导体故事:封装的开始,第 2 卷

2017 年 2 月 6 日的半导体故事,作者:Gyuik Jeong
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(接上一期)与引脚框架不同,PCB 基板的重要优点之一就是,它的 BGA(球栅阵列)封装底部的任何位置都可以安装 I/O 引脚。由于整块区域都有连接,越来越小的节距(焊球之间的距离)意味着可以使用的 I/O 端子数量增加。

▲ 引脚框架封装的引线接合
▲ 复杂的 PCB 设计(图片来源:https://goo.gl/edkd7k)

不过,我们也不能始终选择 PCB。因为其性质决定了它的成本比引脚框架更昂贵。布线层可以不限制地扩大,如 2、4 等,但其相应也更难制作。打个比喻...如果只想着到马路对面买点零食和饮料,您就没办法好好打扮自己,以便于参加婚礼。反过来说也一样成立。根据基板的属性,有一些好的特性,也有一些不好的特性。所以,在选择时需要考虑产品所需要的性能和价格。

 

封装性能评估和设计

在基板设计之前或同时要进行测试,以确定封装产品是否满足客户的性能需求。其中一项就是热力特性评估。在前面,已经有作者介绍了热力性能及评估,而且,我们必须进行评估以保证产品在实际设备内能表现出所需的热力性能。如果未能满足相应要求,采用不同的封装材料或不同的尺寸与厚度再次进行评估。假如仍然无法成功,必须对结构加以修改,或试着建议客户降低要求。

其次是电气特性。其中最典型的评估之一是特性阻抗。封装在工作时会产生多余的电阻,从而导致信号损失。该评估有助于为封装产品确定合适的设计值,以调整特性阻抗并将损失最小化,

第三是变形与损坏预测评估。封装变形是制作或安装时的一个大问题。温度变化会导致热膨胀,因此在采用不同材料的封装中,热变形难以避免。如果只是变形还不严重,它会导致内部破损及连接断开,从而造成重大的损失。计算机可以对此情况进行预测,而通过使用不同的材料或修改结构,也能够将变形限制在允许的范围内。

在刚开始参加这份工作的时候,有一位资深员工告诉我,在很久以前,当时还非常落后,他需要用尺子在绘图板上画线制作设计图,而不是使用计算机 CAD。那是很久之前的事情了。与那时候相比,现在的技术先进得多,我们在设计阶段需要考虑的变量都是过去不曾有的。当然,还有很多我无法解释的设计参数。经过系统性设计阶段和吸收众多资深工程师的意见以后,设计便告完成。当产品的设计结束,只要听说它没有出问题,即使其他人不会表扬,我也感到无比自豪。

好了,现在的问题是我们下次讨论什么。如果您有想了解更多的话题,请在回复中说明。我会加以考虑。那么,我们下一期再见。😀

关于作者
在理想的驱动下,我在 10 年前加入 Amkor。人们都说 10 年时间可以让世界发生天翻地覆的变化,但我希望自己像新入职的员工一样保持好奇心并对一切工作感到惊喜,这样的话,工作永远会充满乐趣。