Электронный дизайн - Разница между платой-носителем микросхемы и печатной платой

При производстве электронных изделий печатные платы и микросхемы являются важными компонентами. МИКРОСХЕМА интегрирует общую схему в микросхему. Она представляет собой единое целое. Если она повреждена изнутри, микросхема также будет повреждена. Компоненты печатной платы можно спаять самостоятельно, а в случае поломки их можно заменить.

Процесс изготовления микросхем заключается в соединении транзисторов, резисторов, конденсаторов, катушек индуктивности и других компонентов и проводки, необходимых для создания схемы, и изготовлении их на одной или нескольких небольших транзисторных пластинах или диэлектрических подложках, а затем их упаковке внутри трубчатого корпуса, в результате чего получается микроструктура с требуемой схемой. функции.

Несущая плата микросхемы, как правило, является несущей платой на чипе. Плата очень маленькая, обычно размером примерно с 1/4 ногтя, и очень тонкая - 0,2 ~ 0,4 мм, используемый материал - FR-5, BT-смола, а плотность цепи составляет около 2 мил /2 мил. Это высокоточная плата. Цена за единицу этой платы очень высока, и обычно ее приобретают отдельно.

Плата-носитель микросхемы и печатная плата

Печатная плата - это основа для печатных плат наших мобильных телефонов, компьютеров и периферийных устройств. Существуют платы для ноутбуков, панели памяти, ЖК-дисплеи, платы HDI. Толщина печатных плат, как правило, составляет 1,0-1,6 мм, а толщина линий - от 4 мил/4 мил до 2 мил /2 мил. FR в основном используется для изготовления материалов. Эпоксидная смола -4 в настоящее время является товаром и продается, как правило, по регионам. Уровень рентабельности, как правило, превышает 90%. Если уровень рентабельности ниже этого значения, есть вероятность потери денег. Как правило, хороший завод по производству печатных плат может достичь 98%.

С точки зрения внешнего вида, цвет фона печатной платы обычно зеленый, но он не ограничивается только зеленым. Цвет фона этого слоя в основном зависит от цвета чернил для паяльной маски, используемых в слое паяльной маски. На слое паяльной маски также нанесена поверхность для трафаретной печати, обычно с текстом и символами для определения местоположения детали.

Использование печатных плат в качестве компонентов имеет следующие основные преимущества: уменьшает количество ошибок при монтаже, способствует замене схем, миниатюризации электронного оборудования и механизации и автоматизации производства оборудования.

Печатные платы можно разделить на односторонние, двухсторонние и многослойные. К многослойным платам относятся платы HDI (соединительные платы высокой плотности), гибкие платы и платы с жестким изгибом. Продолжая развитие соединительных плат высокой плотности, появилась SLP (печатная плата несущего типа). Требования к ее ширине и расстоянию выше, чем к платам HDI, а к платам IC предъявляются более сложные требования.

Классификация по техническим параметрам: плата-носитель IC имеет 2-10 слоев, плата-носитель класса class также имеет 2-10 слоев, плата HDI имеет 4-16 слоев, а обычная печатная плата может содержать более 100 слоев. Также существуют различия в толщине платы между различными категориями. Платы-носители микросхем являются самыми тонкими, обычно в пределах 1,5 мм и могут достигать толщины 0,1 мм. SLP толще IC, HDI толще HLP, а толщина самой печатной платы составляет более 7 мм. . Наиболее важным параметром является ширина строки и межстрочный интервал (ширина и расстояние между внутренними линиями). Толщина плат-носителей микросхем составляет приблизительно 25 мкм (1 мил), классных плат-носителей - более 1 мил, HDI - около 2 мил, а обычных печатных плат - более 2 мил.

С точки зрения технологического процесса: печатная плата изготавливается субтрактивным методом (медная фольга обнажается и протравливается, чтобы оставить линии), в то время как плата-носитель микросхемы изготавливается аддитивным методом, поскольку ее ширина линий и межстрочный интервал чрезвычайно малы (химикаты использовать нельзя). В аналогичной несущей плате используется усовершенствованный аддитивный метод, основанный на методе вычитания и дополненный методом частичного сложения.

С точки зрения применения: треть приходится на средства связи, 20% - на печатные платы компьютеров, 15% - на бытовую электронику, 10-20% - на транзисторы, менее 10% - на автомобили, а остальная часть приходится на медицину. Общая доля средств связи и компьютеров превышает 50%. Объем рынка печатных плат в 2020 году составит 70 миллиардов долларов США, при этом на долю Китая придется около 70%. Ежегодные совокупные темпы роста с 2018 года составят менее 5%, а некоторые подотрасли значительно выросли: например, производство плат для носителей микросхем за последние два года достигло 25%, а в будущем снизится до 10%. Объем производства недорогих плат (однопанельных и двухпанельных) снизился примерно на 2-3% в год, а платы HDI росли на 10% в год, поэтому основные темпы роста приходятся на платы-носители микросхем и платы HDI. Производительность многослойных плит несколько возросла, а также мягких плит (гибких плит) также увеличилась.

Объем производства микросхемных подложек в 2020 году превысит 10 миллиардов долларов США, а ежегодные темпы роста производства, как ожидается, составят 10%. Технологические различия в основном заключаются в ширине строк и межстрочном интервале, что приводит к различному выбору субтрактивного метода, аддитивного метода и улучшенного метода наложения слоев. Поскольку плата-носитель для микросхем предъявляет высокие требования к ширине и межстрочному интервалу, она является наиболее технологически сложной, и процесс адаптации также отличается. В будущем требования будут повышены, а ширина строки и межстрочный интервал достигнут 0,5 нм. Ширина линий и межстрочный интервал предъявляют более высокие требования к толщине меди, однородности схемы и консистенции по сравнению с обычными печатными платами, поэтому требования к производственному оборудованию и химическому контролю отличаются от требований к обычным печатным платам.

Основными материалами для изготовления платы-носителя микросхем являются, в основном, ABF и BT. BT - это полимерный материал с коэффициентом использования более 90%. Другой материал - ABF, который был обнаружен японской компанией Ajinomoto при производстве MSG и очень полезен для производства микросхем. И BT, и ABF производятся в Японии. Поскольку срок действия патента BT истек, производство начали компании за пределами Японии, но продукция японских компаний отличается более высоким качеством. ABF полностью производится компанией Ajinomoto, и ее продукция отличается более высокой пластичностью, консистенцией и толщиной, чем у других компаний в той же отрасли. Чтобы завоевать рынок, компания Ajinomoto производит продукцию массово и снижает прибыль, что наносит ущерб другим конкурентам. Таким образом, в этом году эта компания выпускает ABF. Поскольку многие патенты являются общедоступными, технологии, связанные с ABF, могут быть освоены. Если китайское правительство будет проводить исследования и разработки независимо от затрат, то через 3-5 лет технологического накопления можно будет производить в основном те же продукты. Существует несколько отечественных компаний, которые могут производить платы-носители микросхем, и их объем производства составляет около 50% от общемирового. Основными международными игроками являются Тайвань, Южная Корея и Япония.

Концентрация ведущих производителей микросхем высока. На Японию, Тайвань, Южную Корею и Соединенные Штаты приходится 15% мирового объема производства в материковом Китае, а на стоимость активов внутри страны приходится 5%. На долю ведущих продавцов приходится почти 40% объема производства. Таким образом, концентрация картонных носителей высока. высокий. Все основные данные производятся японскими компаниями, ABF используется в высокопроизводительных процессорах, доля японской Ajinomoto на рынке составляет более 99%, а на долю другой японской компании приходится менее 1%. Данных ABF по-прежнему недостаточно, и ожидается, что к 2025 году их качество улучшится. Как в Японии, так и в Южной Корее цикл производства плат-носителей микросхем составляет более одного года. Внутренний спрос растет. Из-за использования материалов для станков и технологии ABF производственные мощности высвобождаются медленно, ежегодный рост составляет около 10-15%. Производство началось полтора года спустя. В Синьсине произошло два пожара, а также пожар в Ибидене в Японии. После нескольких пожаров не удалось обеспечить поставку подложек для микросхем.

AbF mainly uses traditional equipment. The biggest risk is that it is unable to obtain sufficient data. Moreover, ABF is used for high-end chips and may be restricted by political influence. The risk point of ABF lies in the single source of supply and insufficient production capacity release.

В ближайшие 2-3 года транспортные средства и центры обработки данных станут основными областями применения, которые будут быстро расширяться. Основной спрос на платы-носители микросхем поступает из областей связи, бытовой электроники, новой энергетики и автомобилестроения. Например, SLP используется в мобильных телефонах. Apple начала использовать SLP с Iphone X. Сейчас их использование постепенно увеличивается. Samsung и Huawei начали внедрять некоторые технологии SLP. В основном это связано с работой центрального и графических процессоров.

Материалы BT и ABF совершенно разные. BT изготавливается из двух полимерных материалов, смешанных вместе. ABF производится только японской компанией Ajinomoto. В настоящее время у BT есть Mitsubishi, Panasonic, Nanya и др., которые могут это делать. Более 99% продукции ABF по всему миру производится одной компанией.

Вкратце, микросхема - это интегрированный чип, распаянный на печатной плате, а плата-носитель микросхемы - это носитель микросхемы.