Полупроводниковая печатная плата

Если вы ищете полупроводниковую печатную плату, вам следует прочитать это руководство.

В нем рассматривается все, что касается полупроводниковых печатных плат — от определения, преимуществ, дизайна, изготовления до процесса прототипирования.

Кроме того, он также исследует приложения и различные типы полупроводниковых печатных плат.

Итак, если вы хотите узнать больше о полупроводниковых печатных платах, прочитайте это руководство до конца.

• Что такое полупроводниковая печатная плата?
• Преимущества полупроводниковых печатных плат
• Проектирование и изготовление полупроводниковых печатных плат
• Полупроводниковые прототипы печатных плат
• Поиск полупроводниковых компонентов для сборки печатных плат
• Технологии монтажа полупроводниковых печатных плат
• Типы полупроводниковых печатных плат
• Применение и использование полупроводниковых печатных плат

Что такое полупроводниковая печатная плата?

При определении полупроводниковой печатной платы мы должны сначала понять, что такое полупроводник.

A полупроводник вещество, обладающее свойствами проводника и изолятора. При определенных условиях он может проводить электричество.

Классификация полупроводников

Это качество делает его наиболее предпочтительной средой, когда необходимо контролируемым образом использовать электроэнергию.

Таким образом, полупроводниковая печатная плата может быть определена как базовый компонент, к которому подключено полупроводниковое устройство.

Полупроводниковая печатная плата

Некоторые области применения полупроводниковых печатных плат включают компьютеры, смарт-часы, мобильные телефоны и цифровые дисплеи.

Преимущества полупроводниковых печатных плат

Некоторые из основных преимуществ полупроводниковых печатных плат включают следующее:

1. Способность направлять поток электрических сигналов. Это гарантирует, что они хорошо отрегулированы, что приводит к правильной работе электрических устройств.
2. Полупроводниковые печатные платы имеют небольшие размеры. Это привело к созданию меньших и более быстрых полупроводников.
3. Полупроводниковые печатные платы также менее шумны по сравнению с электронными лампами.
4. Небольшие размеры полупроводниковых печатных плат обеспечивают совместимость, что очень необходимо для повышения эффективности электрических устройств, в которых они используются.
5. Полупроводниковые печатные платы также намного дешевле электронных ламп.
6. Устройства, изготовленные с использованием полупроводниковых печатных плат, также являются ударопрочными и имеют более длительный срок службы.

Проектирование и изготовление полупроводниковых печатных плат

Теперь это критический этап, когда вы хотите сделать печатные платы. Любая ошибка на этом этапе повлияет на работу вашей электрической и электронной системы.

Производство полупроводниковых печатных плат

Это относится к процессу, посредством которого создается полупроводниковая печатная плата. Используемые шаги можно сузить до четырех основных классификаций.

Печатные платы для полупроводников

Шаг 1: Депонирование

Этот термин используется для обозначения всех процессов, связанных с переносом материалов на пластину. Для того, чтобы это стало реальностью, применяется несколько технологий.

К ним относятся, среди прочего, физическое расположение паров. В последнее время расположение атомных слоев было наиболее предпочтительным.

Шаг 2: Удаление

На этом этапе важно удалить вещества из пластины. Это достигается за счет травления, которое может быть как влажным, так и сухим травлением.

В ряде случаев применяют химико-механизационную планаризацию.

Шаг 3: Моделирование

Осажденный материал, полученный на предыдущем этапе, формуется в процессе, называемом литографией. На этом этапе производится покрытие пластины фоторезистом.

Затем используется степпер для выравнивания маски таким образом, чтобы предполагаемые части оставались открытыми.

Шаг 4: Модификация электрических свойств

Это влечет за собой легирование транзисторных источников. То же самое проделывается со сливами. Этот процесс достигается либо диффузионными печами, либо ионной имплантацией.

Затем после легирования проводят отжиг в печи.

Это необходимо для активации имплантированных легирующих примесей. Далее проводится модификация для уменьшения диэлектрической проницаемости. Это достигается воздействием ультрафиолета.

В большинстве случаев в этой модификации пригодится окисление. Это помогает в создании переходов полупроводник-изолятор.

Полупроводниковая печатная плата

· Обработка ФЭОЛ

Front-end-of-line относится к процессу, посредством которого транзисторы формируются непосредственно из кремния. Эпитаксия делает это возможным, так как можно создать слой кремния без дефектов.

После нанесения эпитаксиального кремния кристаллическая решетка растягивается.

Это имеет далеко идущие последствия для обеспечения электронной мобильности.

Альтернативно, кремний на изоляторе также может быть использован на этой стадии для создания изолирующего слоя. Это делается между кремниевой пластиной и слоем кремниевой эпитаксии.

· Оксид ворот и имплантаты

На этом этапе происходит диффузия примесей, позволяющая получить требуемые электрические свойства.

Обработка конца строки (BEOL)

· Металлические слои

После создания полупроводниковых приборов их приходится соединять между собой. Это приводит к требуемым полупроводниковым схемам. Это стало возможным в процессе BEOL.

На этом этапе создаются провода, которые будут использоваться для электрического соединения. Изоляционным материалом, используемым на этом этапе, в основном является силикатное стекло.

· Интерконнект

На этом этапе производится нанесение офсетных пленок из алюминия. Затем на них наносят узор и травят. Это оставляет изолированные провода.

Также нанесение производится на оголенные провода с использованием диэлектрического материала. Затем производится травление отверстий.

·Вафельный тест

Затем проводится этот тест, чтобы убедиться, что пластины не были повреждены во время этапов обработки. Выход из строя большинства штампов свидетельствует о выходе из строя всей пластины.

Эта пластина утилизируется, чтобы снизить затраты, которые могут возникнуть при ее дальнейшей обработке. Виртуальная метрология является наиболее часто используемым методом прогнозирования такого рода отказов.

· Тест устройства

После завершения внешнего тестирования выполняются электрические тесты, чтобы убедиться, что устройство работает правильно.

· Подготовка штампа

После тестирования толщина пластины уменьшается с помощью процесса обратного прилегания. Другие методы, которые можно использовать, включают заднюю отделку и иногда разбавление водой. Затем производится нарезка вафель.

Это относится к разбиванию пластины на отдельные кубики.

Полупроводниковые прототипы печатных плат

После изготовление макетных плат, следующим шагом должен стать процесс сборки. Ниже приведено пошаговое описание того, как создать прототип полупроводниковой печатной платы.

Полупроводниковые прототипы печатных плат

Шаг 1. Поиск

На этом этапе берутся материалы и компоненты, используемые при сборке полупроводниковой печатной платы. После поиска этих материалов начинается процесс сборки.

Шаг 2. Нанесение паяльной пасты по трафарету

На плату наносится паста из припоя. Эта паста смешивается с флюсом, чтобы паста расплавилась.

Это позволяет паяльной пасте прикрепиться к поверхности печатной платы. Поскольку есть определенные части, на которые должна быть нанесена паяльная паста, делается трафарет.

Шаг 3. Выберите и поместите

Чтобы разместить компоненты для поверхностного монтажа, вы используете машину для захвата и размещения. Это будет полезно при монтаже компонентов на печатную плату.

Это устройство может размещать полупроводниковые компоненты поверх существующей паяльной пасты. Эти компоненты размещаются в заранее запрограммированных местах.

Шаг 4. Пайка оплавлением

Затем печатная плата проходит через печь оплавления с помощью конвейерной ленты. Печь оплавления имеет ряд нагревателей. Чтобы припой на паяльной пасте расплавился, печатную плату нагревают до 480 0F.

Затем температуру снижают, чтобы расплавленный припой стал твердым. В результате компоненты SMD крепятся на печатной плате. В случае, если печатная плата двухсторонняя, пригодится трафарет.

Отдельно и с обеих сторон проводится оплавление.

Шаг 5. Проверка и контроль качества

Затем на этом этапе проводится проверка на наличие ошибок. Эта оценка поможет обнаружить недостатки, которые могли возникнуть в результате предыдущих процессов.

Процедуры контроля включают ручной осмотр, автоматический оптический контроль и рентгеновский контроль.

Шаг 6. Вставьте компоненты сквозного отверстия

В случаях, когда на плате предусмотрены детали со сквозными отверстиями, вы должны вставить их в этот момент. Поместите доску на другую конвейерную ленту, чтобы вернуть ее через духовку.

Это полностью покроет дно платы расплавленным припоем. Это не рекомендуется для двусторонних плат. Это оставляет нам возможность ручной пайки сквозных компонентов.

Шаг 7. Проверка функциональности

Полупроводниковые печатные платы проходят этот последний этап. Платы крепятся к полупроводниковым компонентам. В процессе тестирования отмечаются недостатки конструкции.

При обнаружении проблем вам придется переделывать прототип. Когда он успешно проходит этот тест, начинается настоящая сборка.

Поиск полупроводниковых компонентов для сборки печатных плат

Когда вы собираете свою полупроводниковую печатную плату, вам следует найти определенные компоненты.

Полупроводниковые устройства

Кремний является наиболее часто используемым материалом в производстве полупроводниковых печатных плат. Это связано с тем, что он дешев и требует очень простой обработки.

Он также имеет один из лучших температурных диапазонов. Это может быть получено от компаний, которые перерабатывают кремний.

При получении кремния от этих компаний убедитесь, что они сделаны в були. Они наиболее предпочтительны для сборки полупроводниковых печатных плат.

Обычно эти були имеют большой диаметр, что требует производства пластин диаметром 300 мм.

Еще одним компонентом, который использовался в прошлом, является германий. Он более чувствителен к температуре по сравнению с кремнием. В некоторых случаях он легирован кремнием.

В таких случаях он используется в высокоскоростных устройствах. Они также могут быть получены от компаний, которые перерабатывают германий.

Другим возможным компонентом является арсенид галлия. Это также обычно используется в высокоскоростных устройствах.

Однако из этого материала невозможно изготовить большие були. От этого зависит диаметр пластины.

Размеры производимых здесь пластин намного меньше по сравнению с кремниевыми пластинами. По сути, это означает, что производство арсенида галлия обходится дороже по сравнению с кремнием.

Помимо основных материалов, используемых при производстве полупроводниковых печатных плат, исследуются и другие материалы.

Первым в этой категории является карбид кремния. Это широко использовалось при производстве полупроводниковых печатных плат, используемых в светодиодах.

Его изучают с перспективами использования в высокотемпературных операциях. Есть также перспективы использования его в средах, подверженных ионизирующему излучению.

Все перечисленные материалы, используемые при производстве полупроводниковых печатных плат, могут быть получены от компаний, которые их производят.

Технологии монтажа полупроводниковых печатных плат

В зависимости от поставленной задачи существует множество вариантов монтажа компонентов на полупроводниковых печатных платах.

Некоторые из наиболее распространенных вариантов включают в себя:

Монтаж компонентов на печатной плате

•Сборка через отверстие на полупроводниковой сборке печатных плат

Когда используется этот метод, компоненты сквозного отверстия устанавливаются на печатной плате. Полупроводниковые компоненты имеют выводы, которые проходят через просверленные отверстия.

После вставки компонентов через отверстия выводы припаиваются к противоположной стороне платы. Процесс пайки либо автоматизирован, либо вручную.

Шаг 1. Подготовка поверхности, которую предполагается спаять. Это позволяет легко прикрепить поверхность к припою.

Шаг 2. Этот шаг включает в себя размещение компонентов на плате. Эти полупроводниковые компоненты вставляются в отверстия для пайки.

Шаг 3. В тот момент, когда вы вставили электроды, вы должны нагреть их и контактные площадки. Это позволит припою расплавиться.

Шаг 4. Следующим шагом является нанесение припоя на соединение.

Шаг 5. Место встречи припоя и соединения должно быть соприкасается. Это делается утюгом до тех пор, пока не вытечет соответствующий припой. Затем вы должны оставить плату для пайки остывать.

Проводится проверка правильности изготовления платы. Этот процесс имеет преимущества легкого прототипирования и высокой термостойкости.

Они обладают лучшей теплоемкостью и обеспечивают более прочные физические соединения.

•Технология поверхностного монтажа на полупроводниковой сборке печатных плат

Это предполагает монтаж полупроводниковых компонентов на печатной плате. Сегодня это широко предпочтительнее, чем сборка через отверстие.

Компоненты здесь не вставляются через отверстия. Выводы расположены под упаковками. Это обеспечивает контакт с поверхностью доски.

Это сложный процесс, который невозможно выполнить вручную.

Технология поверхностного монтажа

Его основные преимущества в том, что они автоматизированы и поэтому проще и быстрее. Это также позволяет создавать небольшие, но очень мощные конструкции, которые также легче.

Это связано с тем, что обе стороны доступны для монтажа полупроводниковых компонентов.

Он также предпочтителен из-за его более высокой грузоподъемности по сравнению со сборкой через отверстие.

Полупроводниковые компоненты, смонтированные методом поверхностного монтажа, вероятно, будут иметь более низкое сопротивление и индуктивность. Этот метод также имеет преимущество в более высокой производительности по сравнению с методом сквозного отверстия.

• Полупроводниковая сборка печатных плат смешанной технологии

При работе с приложениями, требующими возможностей как SMT, так и THT, следует использовать эту технологию.

монтажа на печатной плате

С помощью этой технологии вы сможете использовать как компоненты THT, так и компоненты SMT на печатной плате. Соответствующая процедура обсуждается здесь.

Шаг 1. Компоненты SMD со стороны компонентов размещаются на печатной плате, а затем припаиваются оплавлением.

Шаг 2. Приклейте SMD «со стороны пайки» на противоположную сторону печатной платы.

Шаг 3. Затем устройства со сквозными отверстиями вставляются в отверстия на плате.

Шаг 4. Пайка — все компоненты спаиваются одной волной

Шаг 5. Пришло время припаять элементы, требующие ручной пайки. Здесь необходимо соблюдать большую осторожность, чтобы не мешать уже припаянным компонентам.

Шаг 6. Наконец, сборка тестируется и упаковывается, готовая к отправке клиенту.

Этот метод очень важен во многих отношениях, поскольку существует множество приложений, в которых он применяется. Их можно использовать в устройствах связи, смартфонах, серверных платах и ​​т.д.

Смешанные методы также имеют ряд преимуществ, которые нельзя получить от других методов.

Могут быть изготовлены важные полупроводниковые компоненты, обладающие высокой мощностью обработки, и небольшие компоненты.

Они также известны своей высокой эффективностью. На доске также доступно больше места благодаря тому, что используются обе стороны.

Это дает место для большего количества компонентов. Таким образом, полученные устройства лучше работают как с точки зрения энергопотребления, так и с точки зрения скорости обработки. Таким образом, полупроводниковые печатные платы, собранные смешанным методом, обладают превосходными качествами как SMT, так и THT.

Типы полупроводниковых печатных плат

Некоторые из наиболее распространенных типов полупроводниковых печатных плат включают в себя:

Полупроводниковая печатная плата

1) односторонние полупроводниковые печатные платы

Это полупроводниковые печатные платы, компоненты которых установлены на одной стороне. В основном это делается с помощью сквозной сборки. Это делает их самыми несложными печатными платами.

Эти печатные платы используются для изготовления некоторых из самых чистых форм электроники. Это связано с их простым процессом сборки.

2)Двухсторонние полупроводниковые печатные платы

Это печатные платы с двумя слоями, на которые можно монтировать компоненты. Медь наносится на обе стороны подложки. Они являются воротами к сложным электрическим устройствам.

В полупроводниковых печатных платах используется технология поверхностного монтажа или смешанный метод монтажа на ней компонентов.

3)Многослойные полупроводниковые печатные платы

Все многослойные полупроводниковые печатные платы имеют как минимум три слоя проводящего материала. Они бывают разных форм. Есть четырехслойные, шестислойные, восьмислойные и многое другое.

Они необходимы при создании более сложных устройств и приложений.

Полупроводниковые устройства также монтируются на эти платы с использованием технологии поверхностного монтажа или смешанного метода, когда это необходимо.

4) Жесткая полупроводниковая печатная плата

Это тип полупроводниковой печатной платы, которую нельзя ни скрутить, ни сложить в какую-либо другую форму. Они являются наиболее предпочтительными с точки зрения компактности.

В зависимости от количества слоев, которые они демонстрируют, можно использовать любую из трех процедур монтажа полупроводников. Жесткие полупроводниковые печатные платы могут использоваться в производстве компьютерных материнских плат.

5) Полупроводниковая печатная плата с гибкой схемой

Они изготавливаются с использованием гибких пластиковых подложек, таких как полиимид. Такая гибкость отличает их от жестких печатных плат.

В зависимости от количества слоев, которые они имеют, применяется наиболее предпочтительная процедура монтажа.

Благодаря своей гибкости он используется в качестве соединителя в различных приложениях. Это делает их полезными в большинстве чувствительных отраслей промышленности.

6) Жестко-гибкая полупроводниковая печатная плата

Это печатные платы, в которых используются как жесткие, так и гибкие технологии. При этом им присущи преимущества как жестких, так и гибких полупроводниковых печатных плат.

Поскольку они состоят из более чем одного слоя, мы используем либо технологию поверхностного монтажа, либо смешанную технологию. Они занимают минимум места и имеют меньший вес, что делает их идеальными для большинства отраслей промышленности.

Применение и использование полупроводниковых печатных плат

Полупроводниковая печатная плата

1. Аудио- и видеооборудование

Полупроводниковые печатные платы необходимы для создания аудио- и видеооборудования. Чтобы они функционировали должным образом, им нужны транзисторы и интегральные схемы.

Примеры таких включают стереосистемы и цифровые камеры.

2. цифровой дисплей

Цифровые дисплеи, такие как светодиоды, также используют полупроводниковые печатные платы. Для их эффективного функционирования необходимы диоды, которые являются компонентами полупроводниковых печатных плат. Примеры включают светодиодные телевизоры и рекламу.

3. Компьютерные системы

Компьютерные чипы в ЦП и памяти состоят из полупроводниковых материалов. Это позволяет минимизировать используемое пространство.

4. GPS

Из-за их способности минимизировать используемое пространство и повысить эффективность полупроводниковые печатные платы используются в производстве GPS.

5.Светодиодные системы

Светоизлучающие диоды — это полупроводниковые приборы, излучающие свет при подаче на них прямого напряжения.

6. Мобильные телефоны

Полупроводниковые печатные платы используются при сборке мобильных телефонов, чтобы помочь в регулировании тока. Они также используются в ЖК-экранах смартфонов.

7.Принтеры

Принтеры в большинстве случаев имеют возможность сканировать документы через светодиод. Им в равной степени нужны транзисторы, чтобы функционировать должным образом. Этого можно добиться только при использовании полупроводниковых печатных плат.

8.Навигационное оборудование

Навигационное оборудование используется для подачи сигналов как в аэрокосмической отрасли, так и на водных судах.

Это общение должно быть быстрым и эффективным. В качестве такового используется полупроводниковое оборудование.

9.Радиолокационные и радиосистемы

Радиолокационные и радиосистемы также посылают сигналы. Для эффективной связи необходимо включать полупроводники в используемые печатные платы.

10. Умные часы

Они также полагаются на диоды для отображения. Их печатные платы должны быть интегрированы с полупроводниками для демонстрации.

11. Бытовая электроника

Для эффективности протекания электрического тока и экономичности бытовая электроника изготавливается с использованием полупроводниковых печатных плат. К ним относятся, среди прочего, телевизоры, компьютеры и прочее.

12.Системы безопасности и охраны

Системы безопасности, такие как камеры видеонаблюдения, должны включать в себя полупроводниковые печатные платы. Это важно при захвате изображений и их последующем отображении на светодиодном экране.

13.Автомобильные системы

Эти полупроводниковые печатные платы должны использоваться в таких автомобильных компонентах, как радио. Это связано с их зависимостью от электроэнергии, которая делает их функциональными.

14. Телекоммуникационное оборудование

Телекоммуникационные гаджеты, в том числе смартфоны, для правильной работы полагаются на полупроводниковые печатные платы. Им, например, нужны диоды, чтобы их экраны работали.

15.Военная техника

Военное оборудование, такое как рации, требует функций, обеспечивающих эффективную передачу связи.

Это должно быть сделано с пренебрежением к местоположению. Такие продукты можно архивировать только с использованием полупроводниковых печатных плат.

Заключение

Полупроводниковые печатные платы играют очень важную роль в производстве ряда приборов. Они дешевы и имеют очень долгий срок службы.

Благодаря тщательно продуманному процессу сборки и изготовления вы можете быть уверены, что полупроводниковая печатная плата сможет удовлетворить ваши потребности.

Создание прототипа важно перед выпуском окончательной полупроводниковой печатной платы. Это помогает гарантировать отсутствие дефектов, которые могут привести к неисправности печатной платы.

Используемый вами процесс монтажа компонентов должен быть совместим с количеством слоев на вашей полупроводниковой печатной плате.

По любым вопросам о полупроводниковых печатных платах вы можете обращаться к нашим техническая команда сейчас!