Выпуск #1/2012
А.Медведев, Г.Мылов
Развитие технологий элементов электрических межсоединений в электронных системах
Развитие технологий элементов электрических межсоединений в электронных системах
Просмотры: 3274
С появлением первых средств информационной и вычислительной техники (электронных, магнитных, релейных, пневматических, химических, оптических) главной тенденцией ее развития становится микроминиатюризация и повышение функциональности ее компонентов. Успехи технологии полупроводниковых микросхем создали для микроэлектроники приоритет над другими принципами обработки информации и вычислений. Постоянное совершенствование микроэлектронной технологии, рост степени интеграции микросхем, увеличение функциональной насыщенности электронной аппаратуры, повышение производительности вычислительных процессов требуют постоянного увеличения плотности компоновки элементов межсоединений в печатных платах, освоения новых технологий сборочно-монтажного производства, улучшения мер технологического обеспечения надежности.
Электронные компоненты. Тенденции – постоянная интеграция
Развитие микроэлектронных компонентов постоянно идет в направлении увеличения интеграции, производительности и функциональности. Этот процесс, следуя закону Мура [1], характеризуется увеличением плотности активных элементов на кристалле примерно в два раза за полтора года, а это, в свою очередь, вызывает необходимость в увеличении количества их выводов на корпусе на 40% в год. Казалось бы, с увеличением интеграции микросхем количество внешних межсоединений и, соответственно, выводов, должно было бы уменьшаться. Однако выведенное давным-давно инженером фирмы IBM правило Рента [1, 2] до сих пор оказывается справедливым для развивающейся элементной базы:
n = kNR,
где n – количество выводов микросхемы; k – среднее число межсоединений, приходящихся на один логический элемент микросхемы (k = 3–4); N – количество логических элементов; R – соотношение Рента (например, для процессоров R = 0,5–0,74).
Поэтому растет спрос на новые методы корпусирования (конструкции выводов) и, как следствие, – на увеличение плотности элементов межсоединений на печатной плате. Этот спрос обусловлен стремлением уменьшить дезинтеграцию активных компонентов при переходе на очередной иерархический уровень межсоединений в аппаратуре: кристалл микросхемы, корпус микросхемы, монтажное поле для размещения выводов и соединений на печатной плате, печатный узел (электронный модуль), электронный блок, системный блок и т.д. На уровне печатного узла степень дезинтеграции можно выразить соотношением площадей кристалла (S1), корпуса (S2) и монтажного поля на плате (S3): Q1 = S3/S1, когда выводы микросхемы находятся за внешним периметром корпуса,
Q2 = S2/S1, когда выводы и монтажное поле целиком находятся под корпусом (рис.1).
Например, если кристалл процессора имеет размер 10×10 мм2, а монтажное поле его корпуса на плате занимает площадь 4000 мм2, конструктивное исполнение системы межсоединений характеризуется дезинтеграцией с числом 40. Этой цифрой оценивается матрица из 800 выводов. Периферийное расположение такого количества выводов с шагом 0,4 мм занимает монтажное поле площадью 10000 мм2, значит степень дезинтеграции такого конструктивного исполнения – 100.
Нужно заметить, что степень дезинтеграции растет по мере возрастания иерархического уровня конструкции: кристалл–микросхема–печатный узел–модуль–блок–т.д. Например, величина дезинтеграции в блоке может достигнуть 100 тыс. В табл.1 приведены данные грубой оценки дезинтеграции при использовании различных методов корпусирования и установки кристаллов микросхем процессора на монтажное основание (плату).
Очевидно, что степени интеграции и дезинтеграции должны соответствовать техническому уровню развития производства. При стремлении выполнить конструкцию на предельных возможностях производства стоимость изделия станет неоправданно высокой из-за большого объема отходов на брак. Надежность таких конструкций также не будет гарантирована. Если же в производство поступит изделие, спроектированное по низким проектным нормам, т.е. с большой степенью дезинтеграции (больших габаритов), его большая материалоемкость, низкая фондоотдача ("из пушки по воробьям") также пагубно скажется на его себестоимости.
Но эти соотношения справедливы только для микросхем с одинаковым уровнем интеграции. А поскольку процессы увеличения интеграции активных компонентов микросхем и увеличение плотности элементов монтажного поля корпусов микросхем идут параллельно, более справедливо демонстрировать процессы увеличения плотности монтажа количеством выводов, размещаемых на определенной площади монтажного поля печатной платы, как показано на рис.2.
В результате общих тенденций площадь монтажных подложек уменьшается примерно на 7% в год, а физические размеры электронной аппаратуры на 10–20% в год. Эта тенденция поддерживается непрерывным увеличением плотности элементов межсоединений за счет уменьшения монтажных поверхностей вместе с увеличением количества выводов, и вслед за этим уменьшаются элементы присоединения, шаг и конструкции выводов компонентов.
В конце 1980-х годов в производстве электроники началась своеобразная революция – переход на технологии поверхностного монтажа. Тогда казалось, что она полностью вытеснит монтаж выводов в отверстия. Но оказалось, что это не всегда возможно: крупные элементы (конденсаторы большой емкости, разъемы, трансформаторы и др.) удобнее монтировать выводами в отверстия. Поэтому развитие технологий идет не столько за счет вытеснения компонентов с выводами для пайки в отверстия, сколько за счет увеличения доли компонентов поверхностного монтажа.
До последнего времени в подавляющем большинстве конструкций корпусов использовалась периферийная система выводов. Развитие технологий корпусирования и монтажа таких компонентов дошло до своего предела: плотность расположения периферийных выводов достигла шага 0,4 мм (в редких случаях – 0,3 мм). Поэтому в 1990-е годы началась очередная революция в технике монтажа – переход к матрице выводов (BGA-компоненты). Чтобы еще и в матричных корпусах увеличить плотность монтажа, шаг сетки выводов постоянно уменьшается: недавно он составлял 1 мм, потом – 0,8 мм, и ожидается 0,5 мм. Точно также уменьшаются размеры пассивных компонентов вплоть до размера макового зернышка (чипы в корпусах 0201, 01005) (табл.2).
С уменьшением размеров электронных компонентов уменьшаются размеры элементов печатного монтажа: ширина проводников и зазоров, отверстий и контактных площадок, пространственное (послойное) распределение межслойных переходов за счет использования сквозных, глухих, слепых отверстий (табл.3). Все это влияет на сборочно-монтажное производство: оно все в большей мере становится автоматическим, вручную многие компоненты невозможно ни установить, ни припаять. Поэтому увеличивается стоимость основных фондов сборочно-монтажного производства, но уменьшается объем прямых затрат, приходящихся на единичный логический элемент микросхем, сокращается цикл производства. В свою очередь, печатные платы, как монтажные подложки для SMT-компонентов, становятся сложнее и дороже, но за счет увеличения функциональности электронных изделий стоимость выполняемых ими функций становится в конечном итоге ниже.
Сегодня идет процесс сращивания кристаллов микросхем с монтажной подложкой без промежуточного монтажа кристалла в корпус, которое вскоре должно завершиться созданием технологии многокристальных модулей. Но вместе с тем усиливаются проблемы теплоотвода – чем выше плотность размещения кристаллов на подложке, тем выше удельная плотность тепловыделений – следствие неизбежного рассеивания мощности. Без эффективного теплоотвода многокристальный модуль попросту перегреется и сгорит. Совмещение электрических и тепловых структур в одной монтажной подложке – актуальная задача современного конструирования электронной аппаратуры.
Эволюция и разнообразие корпусов и монтажных подложек демонстрируются на рис.3. Но надо сказать, что и сегодня еще не сформировались устойчивые, всех удовлетворяющие решения, из которых можно было бы выбрать ряд определенных конструкций и ограничить разнообразие технологий для их реализации.
Оценка роста плотности межсоединений
Возрастающие конструктивно-технологические требования к печатному монтажу особенно четко установились в области вычислительной техники, поскольку увеличение производительности ЭВМ наряду с увеличением быстродействия элементной базы находится в непосредственной зависимости от возможностей сокращения длины связей между логическими элементами, так называемой конструктивной задержки передаваемого сигнала. Достаточно сопоставить значение времени переключения логических элементов, не превышающее в современных ИС, СИС и БИС единиц наносекунд, с временем распространения сигнала в печатных линиях связи, составляющем 6–7 нс/м, чтобы показать, что главной составляющей временных задержек в электронных устройствах современного и перспективного типов являются задержки в межсоединениях. Отсюда следует, что повышение быстродействия логических элементов должно сопровождаться максимально возможным снижением задержек в линиях связи, т.е. уменьшением их длины. Это достигается повышением степени интеграции логических элементов, более плотной ком-поновкой микросхем на платах и более плотной системой межсоединений в монтажных подложках.
Чтобы убедиться, что увеличение степени интеграции (N) вызывает рост числа выводов корпусов микросхем n, достаточно воспользоваться соотношением Рента (сотрудника компании IBM) [1], который статистически установил это соотношение:
n = kNR,
где k – среднее число межсоединений, приходящееся на один логический элемент в ИС, например, для двухвходового вентиля k = 3–4; R – показатель Рента, зависящий от структуры логических схем. Например, для произвольной логики высокопроизводительных процессоров R = 0,5–0,75, для микропроцессорной логики р < 0,5 [3].
Число межсоединений Nc определяется суммарным числом выводов n всех M микросхем, устанавливаемых на печатную плату[4]:
Nc = γMn,
где γ – коэффициент разветвления соединений, зависящий от числа нагрузок m в цепях межэлементных связей: γ = m / ( m + 1 ), так что 0,5 < γ < 1.
Суммарная длина соединений в печатных платах Σlс определяется числом соединений Nc и средней длиной одного соединения _lc:
Σlc = Nc _lc =γMn _lc .
Статистические исследования показывают, что при произвольном размещении микросхем на плате средняя длина одного соединения определяется размером платы:
_lc ≈ 2/3 αL,
где α – коэффициент использования монтажного поля платы выводами микросхем.
Приняв γ = 0,5, оценим суммарную длину соединений в платах
Σlс = 1/3 αMnL.
Отношения к площади платы L2 суммарного числа выводов микросхем Mn и суммарной длины соединений Σlс в ней будем называть соответственно плотностью монтажа и плотностью соединений:
ПM = Mn / L2; (1)
Пс = 1/3 αMn/L. (2)
Используя (1) и (2), получаем соотношение между плотностями соединений и монтажа:
Пc = 1/3 αПМL. (3)
Таким образом, с одной стороны, увеличение плотности размещения монтажных элементов и линейных размеров плат требует пропорционального увеличения плотности соединений. С другой стороны, плотность соединений определяется плотностью трассировки, т.е. числом проводников nтр, прокладываемых между отверстиями и коэффициентом использования трасс η, а в МПП – еще и числом сигнальных слоев тс:
Пс = ( nтр + 1 ) ηтс / Т, (4)
где Т – шаг сквозных отверстий, между которыми трассируется nтр проводников.
В односторонних печатных платах единственный слой проводящего рисунка используется для размещения монтажного поля, цепей питания и межсхемных соединений. Поэтому на этих платах невозможно удовлетворить противоречивые требования увеличения плотности монтажа и плотности соединений. Частично эти противоречия разрешаются в двусторонних печатных платах. И только применение МПП позволяет обеспечить специализацию слоев. МПП имеют наружные монтажные слои (их, естественно, не должно быть больше двух, т.е. mм ≤ 2), сигнальные слои mс с ортогональным принципом трассировки проводников в преимущественных направлениях X или Y (mcX и mcY); слои тЭ с цепями земли и питания, выполняющие одновременно роль электрических экранов, заземленных по высокой частоте. Экранные слои размещаются между сигнальными, поэтому
тЭ = тс – 1 или тЭ = тсX + mcY – 1.
Коэффициент использования трасс принимает значения в пределах 0 < η < 1 в зависимости от степени взаимной независимости направлений трассировки соединений. Значения η приближаются к единице с увеличением числа переходных отверстий, создающих возможность обхода пересечений трасс. В МПП особенно эффективны межслойные переходы в шаге трасс двусторонних внутренних слоев со строго ортогональной трассировкой.
Значения коэффициента η для сигнальных слоев МПП с различным числом трасс проводников nтр между сквозными отверстиями d представлены в табл.4. Из этих данных видно, что без межслойных переходов увеличение плотности трасс не дает пропорционального эффекта. Дефицит межслойных переходов проявляется в досадном для технологов явлении: первая пара слоев заполнена проводниками на 80%, вторая – только на 30%, третья – на 7% и четвертая – на 2%. Другими словами, усилия производства в увеличении плотности трасс и слойности МПП не вознаграждаются соответствующим увеличением плотности межсоединений при дефиците межслойных соединений. Гораздо эффективнее увеличивать количество межслойных соединений и вводить в структуру МПП глухие и внутренние отверстия.
Платы с послойным наращиванием
Необходимость в дальнейшей миниатюризации электронной аппаратуры (мобильные телефоны, цифровые фотоаппараты и видеокамеры, портативные охранные системы и т.п.) привела к созданию конструкций печатных плат с высокой плотностью межсоединений, что в международной документации называют HDI – High Density Interconnections. Структуру таких плат (рис.4, численные характеристики HDI-плат приведены в табл.5.) обозначают количеством слоев МПП, изготавливаемых по классической технологии, и количеством послойно наращиваемых слоев с межслойными переходами. Например, структура "2 + 4 + 2" означает, что в качестве основы используется четырехслойная МПП, и на нее с двух сторон наращиваются по два слоя с микропереходами – глухими отверстиями [5].
Глухие отверстия могут выполняться с обычной металлизацией стенок отверстий, полностью заполненными металлом или полимером с последующей металлизацией поверхности полимера. Примеры выполнения глухих отверстий и межслойных переходов на их основе показаны на рис.5.
Гибкие печатные платы
Использование гибких диэлектрических материалов для изготовления печатных плат дает как разработчику, так и пользователю электронных устройств ряд уникальных возможностей. Это прежде всего – уменьшение размеров и веса конструкции, повышение эффективности сборки, повышение электрических характеристик, теплоотдачи и в целом надежности.
Если учесть основное свойство таких плат – динамическую гибкость – становится понятным все возрастающий объем применения таких плат в автомобилях, бытовой технике, медицине, в оборонной и аэрокосмической технике, компьютерах, в системах промышленного контроля и бортовых системах.
Гибкие печатные платы (ГПП) изготавливаются на полиимидной или лавсановой пленке и поэтому могут легко деформироваться даже после формирования проводящего рисунка. Большая часть конструкций гибких ПП аналогична конструкциям печатных плат на жесткой основе [6].
Встроенные компоненты
Исторически электрические компоненты монтировались на печатных платах либо выводами в сквозные отверстия, либо на поверхность платы. Однако технологический прогресс привел к возможности встраивания электрических компонентов также и внутри платы (рис.6).
Первыми из встраиваемых компонентов были резисторы, которые изготавливались травлением рисунка из двухслойной фольги медь–резистивный слой (никелевая сталь), из которого формируется пленочный резистор. Дополнительно формировались конденсаторы из тонкого диэлектрика между близко расположенными поверхностями медной фольги, а индуктивности получались травлением витков медной проводящей фольги во время изготовления внутренних слоев. Дальнейшее развитие этих технологий сделало возможным выполнение небольших дискретных пассивных компонентов внутри платы. Это позволило на обычной операции прессования многослойной платы герметизировать эти встроенные на слоях компоненты или печатать на них резисторы, конденсаторы, индуктивности.
Массивы пассивных элементов. Многочисленные пассивные устройства могут быть корпусированы либо в корпуса с выводами, либо в корпуса применительно к технологии поверхностного монтажа (SMT). Интегрированные пассивные компоненты – это общий термин, обозначающий многочисленные пассивные компоненты, которые совместно используют одну подложку и корпус.
Встроенные компоненты. Это сформированные или вставленные внутрь многослойной подложки межсоединений компоненты. Они могут быть как пассивными, так и активными.
Сформированные компоненты. Компонент, который производитель печатной платы сам изготавливает внутри подложки межсоединений (в противоположность поверхностному компоненту), называется формируемым.
Помещенные встроенные компоненты. В отличие от сформированных в плате компонентов, дискретные пассивные и небольшие активные также могут быть "помещены" внутрь печатной платы (для этого используются традиционное оборудование и технологии SMT-монтажа компонентов). Эта технология хорошо выполняется на существующих SMT-линиях с последующей опрессовкой по технологии многослойных печатных плат.
Преимущества помещенных встроенных компонентов по сравнению с встраиваемыми внутрь платы (встраиваемых и формируемых):
уменьшение площади платы улучшает массогабаритные характеристики конечного изделия и делает возможным изготовление на мультиплицированной заготовке больше плат за один прием;
увеличение функциональности, более высокая плотность компоновки. Другими словами, можно добавить некоторые компоненты, чтобы выполнять дополнительные функции. Например, конструктор может увеличить возможности сотового телефона, добавив в него навигатор;
улучшение рабочих характеристик за счет сокращения длин связей. Возможность получения более высокой скорости обработки сигналов за счет короткого пути сигнала и, как следствие, помех. Например, сотовые телефоны получают возможность встраивания в них цифровых фотоаппаратов или даже видеокамер;
снижение стоимости полной сборки. Стоимость системы является ключевым фактором – более высокая стоимость платы компенсируется низкой стоимостью конечной сборки;
увеличение механической прочности. Поскольку компоненты запрессованы в монолит, они не испытывают индивидуальных механических нагрузок. Все нагрузки воспринимаются блоком целиком;
улучшение теплоотвода. В обычной сборке компоненты отдают тепло в воздушную среду, встречая большое тепловое сопротивление. Встроенные внутрь платы компоненты окружены твердой средой с лучшей теплопроводностью, чем воздух;
повышение защиты от влаги. Герметизация компонентов внутри платы создает для них дополнительную защиту от внешней среды, в том числе и от влаги;
улучшение электромагнитной совместимости. Если все компоненты (пассивные и активные) встроены внутрь платы, создается возможность создания сплошного экрана за счет металлизации всех ее поверхностей (кроме интерфейса).
Недостатки конструкций со встроенными компонентами обусловлены в основном формируемыми компонентами:
трудно подогнать параметры компонентов в нужные допуски;
подстройка встроенных резисторов выполняется медленно и дорого обходится;
отсутствуют эффективные средства проектирования;
используемые технологии не обеспечивают весь диапазон необходимых параметров формируемых компонентов;
некоторые значения емкостей не могут быть получены в реальном производстве (>100 нФ/см2);
формирование резисторов из листовых резистивных материалов может обеспечить значение сопротивлений только до 100 Ом;
стоимость опытного образца может быть очень высокой;
отсутствуют средства испытаний;
переделки внутри платы выполнять невозможно;
требуются дополнительные капиталовложения.
Тем не менее, в Японии технологии со встраиванием компонентов занимают почти 40% объемов производства электроники, в Европе и США эти технологии уже начинают осваивать, изготавливать специальные материалы и производить оборудование. Под эту технологию уже разработан ряд стандартов IPC [8–11] и Международной электротехнической комиссии (МЭК) [12–16].
Появление новых технологий требует модернизации базовых процессов, т.е. разработки новых процессов, разработки и поставки современных оборудования и материалов.
Дополнительные новые технологические процессы
Введение в конструкции МПП тонких переходных отверстий с соотношением: толщина платы/диаметр сверления, равным 20:1, значительно повышает требования к пластичности медных осадков. Если раньше по ОСТ 107.460092.028-96 [17] допускалось иметь пластичность меди 3,5–4%, то для глубоких отверстий оно должно быть увеличено до 6–8% минимум [18]. Для выполнения новых требований необходимо освоение новых принципов фотолитографии без использования фотошаблонов, сверления глухих отверстий на заданную глубину и сквозных отверстий малого (вплоть до 50 мкм) диаметра.
Заполнение глухих отверстий гальванически осаждаемой медью требует использования импульсных режимов металлизации и интенсивного обмена электролита на прикатодной поверхности [19, 20]. Тонкий рисунок печатных проводников воспроизводится за счет применения процессов анизотропного травления с точным поддержанием параметров травильного раствора [21]. Освоение новой системы совмещения элементов межсоединений в трехмерных структурах МПП с использованием масштабирования, учитывающего деформации слоев.
Новых приемов требуют установка и пайка дискретных компонентов на тонкие внутренние слои многослойных печатных плат [22, 23]. Финишные покрытия должны наноситься на тонкие внутренние слои МПП, чтобы обеспечить пайку дискретных компонентов бессвинцовыми припоями [24, 25].
Точно также формирование пассивных компонентов в структуре МПП (резисторов, конденсаторов) с их подгонкой до нужных значений нуждается в освоении методов печати различных пастообразных материалов на тонкие основания слоев МПП [26].
Следует учитывать, что встроенные компоненты испытывают воздействие механических напряжений, источником которых является прессование и усадочные явления при полимеризации связующего [27].
Новое оборудование, дополняющее базовое
Для обеспечения выполнения новых технологических процессов необходимо и новое современное оборудование. Или дооснащение уже имеющегося оборудования. Например, химико-гальванические линии должны быть оснащены импульсными источниками питания и всеми приспособлениями, инициирующими интенсивный обмен растворов: вибраторами, эдукторами, системами покачивания с захватом нижней (заглубленной) стороны заготовки. Оборудование для прецизионного травления рисунка печатных плат должно быть снабжено системой поддержания режимов травления, совмещенной с регенерацией рабочих растворов.
Необходимы также:
сверлильные станки с субмикронным биением высокооборотных шпинделей для сверления глубоких отверстий малого диаметра;
станки для сверления глухих отверстий на контролируемую глубину;
комплект оборудования для совмещения слоев МПП с использованием элементов масштабирования;
оборудование для прямого формирования изображения печатного рисунка на фоторезисте без использования фотошаблонов;
дополнительное оборудование для перфорации препрегов по местам установки на внутренние слои дискретных компонентов.
Сборочно-монтажная линия для установки и пайки дискретных компонентов должна обеспечивать работу с тонкими монтажными подложками – внутренними слоями МПП. Кроме того, она должна производить пайку компонентов бессвинцовыми припоями (температура плавления 217°С), чтобы при последующем прессовании (температура прессования 150°С) пайки не разрушились.
Платы со встроенными компонентами не поддаются ремонту, поэтому приходится уделять особое внимание тестированию и слоев с установленными компонентами, и готовых плат с встроенными компонентами с возможностью измерения реальных значений сопротивлений встроенных резисторов и емкостей встроенных конденсаторов.
Технология формирования встроенных резисторов потребует оснащения процессов лазерной подгонки, так как первоначальные отклонения от номинала составляют более 20%.
Новые материалы
На всех химико-гальванических и химических операциях потребуется использование химических продуктов, гарантирующих стабильность процессов [18]. Особое внимание придется уделять тщательному выбору базовых и вспомогательных материалов, гарантирующих приемлемый выход годных [28].
Мы являемся свидетелями быстрой эволюции технологий печатного монтажа. Если им своевременно не следовать, то можно оказаться далеко позади от общих тенденций развития и тогда уже можно не мечтать об увеличении объемов производства электроники, о его конкурентоспособности, его рентабельности.
Высокоплотные платы (HDI-платы) с послойным наращиванием за рубежом стали такой обыденностью, к которой мы еще не готовы. Большие габариты МПП, их слойность кажутся нам пока что несбыточной мечтой, так как здесь существует самая большая сложность – точное совмещение слоев МПП.
Технология встраивания компонентов – уже состоявшаяся технология, активно использующаяся в портативной аппаратуре. Преимущества, которые она создает, во многом предопределяют ее широкое распространение. Развивается система стандартизации этой технологии, которая может стать хорошим инструментом в освоении приемов проектирования и производства плат со встроенными компонентами.
К сожалению, в действительности переоснащение производств печатных плат происходит по остаточному принципу, закрепляя наше отставание от мирового уровня.
ЛИТЕРАТУРА
Медведев А.М., Можаров В.А. Плотность межсоединений электронных компонентов. – Электроника: НТБ, 2011, № 3.
Медведев А.М. Электронные компоненты и монтажные подложки. Постоянная интеграция. – Компоненты и технологии, 2006, № 12.
Микитин В.М. Основы электронного конструирования (компоновки) элементов и устройств ЭВМ. Диссертация на соиск. учен. степени д-ра техн. наук. – М.: 1997.
Микитин В.М. Абстрактная модель и система взаимосвязи компоновочных параметров в многоуровневых конструкциях устройств ЭВМ. Труды международного научно-технического семинара "Современные технологии в задачах управления, автоматики и обработки информации". – Алушта, 1998, с.207–209.
Charles Pfeil and Happy Holden. HDI Layer Stackups for Large Dense PCBs// www.mentor.com/pcb
Технологии в производстве электроники. Часть III. Гибкие печатные платы / Под общ. ред. А.М. Медведева и Г.В. Мылова – М.: Группа ИДТ, 2008.
Печатные платы: Справочник. В 2-х книгах / Под ред. К.Ф.Кумбза. – М.: Техносфера, 2011.
IPC-4811. Specification for Embedded Passive Device Resistor Materials for Rigid and Multilayer Printed Boards.
PC-6017. Qualification and Performance Specification for Printed Boards Containing Embedded Passive Devices.
IPC-2316. Design Guide for Embedded Passive Device Printed Boards.
IPC-4821. Specification for Embedded Passive Device Capacitor Materials for Rigid and Multilayer Printed Boards.
IEC 62326-14 Ed.1: Printed boards- Device Embedded Substrate-Technology /Reliability / Design Guide.
IEC 62326-16: Printed boards-Device Embedded Substrate-Scope and Definition.
IEC 62326-17: Printed boards-Device Embedded Substrate-TEG.
IEC 62326-18: Printed boards-Device Embedded Substrate-Test Method.
IEC 62326-19: Printed boards-Device Embedded Substrate- Design Guide.
ОСТ 107.460092.028-96. Печатные платы. Технические требования к технологии изготовления.
Шкундина С. Новые процессы и материалы в производстве печатных плат. – Технологии в электронной промышленности, 2009, № 4.
Ковальский Е. Металлизация отверстий печатных плат с высоким коэффициентом отношения диаметра отверстия к его длине. – Производство электроники, 2005, №2.
Медведев А. Импульсная металлизация печатных плат. – Технологии в электронной промышленности, 2005, № 3.
Шкундина С. Анизотропное травление печатных плат. – Электроника НТБ, 2011, №6.
Нисан А. Встраивание пассивных и активных компонентов в печатные платы – альтернатива печатному монтажу. – Электроника: НТБ, 2011, №6.
Медведев А. Печатные платы. Встроенные компоненты. – Технологии в электронной промышленности, 2011, № 8.
Медведев А. Покрытия под пайку. – Технологии в электронной промышленности, 2006, № 2.
Шкундина С. Финишные покрытия под поверхностный монтаж современной элементной базы. – Технологии в электронной промышленности, 2010, №2.
Лейтас И. Перспективы развития техники печатных плат и микросборок. Что было – что будет. – Технологии в электронной промышленности, 2011, № 6.
Галушко А. Внутренние напряжения в герметизирующих компаундах радиоэлектронной аппаратуры. – М.: Сов. радио, 1974.
Медведев А., Можаров В., Мылов Г. Печатные платы. Современное состояние базовых материалов. – Электроника: НТБ, 2011, №5.
Развитие микроэлектронных компонентов постоянно идет в направлении увеличения интеграции, производительности и функциональности. Этот процесс, следуя закону Мура [1], характеризуется увеличением плотности активных элементов на кристалле примерно в два раза за полтора года, а это, в свою очередь, вызывает необходимость в увеличении количества их выводов на корпусе на 40% в год. Казалось бы, с увеличением интеграции микросхем количество внешних межсоединений и, соответственно, выводов, должно было бы уменьшаться. Однако выведенное давным-давно инженером фирмы IBM правило Рента [1, 2] до сих пор оказывается справедливым для развивающейся элементной базы:
n = kNR,
где n – количество выводов микросхемы; k – среднее число межсоединений, приходящихся на один логический элемент микросхемы (k = 3–4); N – количество логических элементов; R – соотношение Рента (например, для процессоров R = 0,5–0,74).
Поэтому растет спрос на новые методы корпусирования (конструкции выводов) и, как следствие, – на увеличение плотности элементов межсоединений на печатной плате. Этот спрос обусловлен стремлением уменьшить дезинтеграцию активных компонентов при переходе на очередной иерархический уровень межсоединений в аппаратуре: кристалл микросхемы, корпус микросхемы, монтажное поле для размещения выводов и соединений на печатной плате, печатный узел (электронный модуль), электронный блок, системный блок и т.д. На уровне печатного узла степень дезинтеграции можно выразить соотношением площадей кристалла (S1), корпуса (S2) и монтажного поля на плате (S3): Q1 = S3/S1, когда выводы микросхемы находятся за внешним периметром корпуса,
Q2 = S2/S1, когда выводы и монтажное поле целиком находятся под корпусом (рис.1).
Например, если кристалл процессора имеет размер 10×10 мм2, а монтажное поле его корпуса на плате занимает площадь 4000 мм2, конструктивное исполнение системы межсоединений характеризуется дезинтеграцией с числом 40. Этой цифрой оценивается матрица из 800 выводов. Периферийное расположение такого количества выводов с шагом 0,4 мм занимает монтажное поле площадью 10000 мм2, значит степень дезинтеграции такого конструктивного исполнения – 100.
Нужно заметить, что степень дезинтеграции растет по мере возрастания иерархического уровня конструкции: кристалл–микросхема–печатный узел–модуль–блок–т.д. Например, величина дезинтеграции в блоке может достигнуть 100 тыс. В табл.1 приведены данные грубой оценки дезинтеграции при использовании различных методов корпусирования и установки кристаллов микросхем процессора на монтажное основание (плату).
Очевидно, что степени интеграции и дезинтеграции должны соответствовать техническому уровню развития производства. При стремлении выполнить конструкцию на предельных возможностях производства стоимость изделия станет неоправданно высокой из-за большого объема отходов на брак. Надежность таких конструкций также не будет гарантирована. Если же в производство поступит изделие, спроектированное по низким проектным нормам, т.е. с большой степенью дезинтеграции (больших габаритов), его большая материалоемкость, низкая фондоотдача ("из пушки по воробьям") также пагубно скажется на его себестоимости.
Но эти соотношения справедливы только для микросхем с одинаковым уровнем интеграции. А поскольку процессы увеличения интеграции активных компонентов микросхем и увеличение плотности элементов монтажного поля корпусов микросхем идут параллельно, более справедливо демонстрировать процессы увеличения плотности монтажа количеством выводов, размещаемых на определенной площади монтажного поля печатной платы, как показано на рис.2.
В результате общих тенденций площадь монтажных подложек уменьшается примерно на 7% в год, а физические размеры электронной аппаратуры на 10–20% в год. Эта тенденция поддерживается непрерывным увеличением плотности элементов межсоединений за счет уменьшения монтажных поверхностей вместе с увеличением количества выводов, и вслед за этим уменьшаются элементы присоединения, шаг и конструкции выводов компонентов.
В конце 1980-х годов в производстве электроники началась своеобразная революция – переход на технологии поверхностного монтажа. Тогда казалось, что она полностью вытеснит монтаж выводов в отверстия. Но оказалось, что это не всегда возможно: крупные элементы (конденсаторы большой емкости, разъемы, трансформаторы и др.) удобнее монтировать выводами в отверстия. Поэтому развитие технологий идет не столько за счет вытеснения компонентов с выводами для пайки в отверстия, сколько за счет увеличения доли компонентов поверхностного монтажа.
До последнего времени в подавляющем большинстве конструкций корпусов использовалась периферийная система выводов. Развитие технологий корпусирования и монтажа таких компонентов дошло до своего предела: плотность расположения периферийных выводов достигла шага 0,4 мм (в редких случаях – 0,3 мм). Поэтому в 1990-е годы началась очередная революция в технике монтажа – переход к матрице выводов (BGA-компоненты). Чтобы еще и в матричных корпусах увеличить плотность монтажа, шаг сетки выводов постоянно уменьшается: недавно он составлял 1 мм, потом – 0,8 мм, и ожидается 0,5 мм. Точно также уменьшаются размеры пассивных компонентов вплоть до размера макового зернышка (чипы в корпусах 0201, 01005) (табл.2).
С уменьшением размеров электронных компонентов уменьшаются размеры элементов печатного монтажа: ширина проводников и зазоров, отверстий и контактных площадок, пространственное (послойное) распределение межслойных переходов за счет использования сквозных, глухих, слепых отверстий (табл.3). Все это влияет на сборочно-монтажное производство: оно все в большей мере становится автоматическим, вручную многие компоненты невозможно ни установить, ни припаять. Поэтому увеличивается стоимость основных фондов сборочно-монтажного производства, но уменьшается объем прямых затрат, приходящихся на единичный логический элемент микросхем, сокращается цикл производства. В свою очередь, печатные платы, как монтажные подложки для SMT-компонентов, становятся сложнее и дороже, но за счет увеличения функциональности электронных изделий стоимость выполняемых ими функций становится в конечном итоге ниже.
Сегодня идет процесс сращивания кристаллов микросхем с монтажной подложкой без промежуточного монтажа кристалла в корпус, которое вскоре должно завершиться созданием технологии многокристальных модулей. Но вместе с тем усиливаются проблемы теплоотвода – чем выше плотность размещения кристаллов на подложке, тем выше удельная плотность тепловыделений – следствие неизбежного рассеивания мощности. Без эффективного теплоотвода многокристальный модуль попросту перегреется и сгорит. Совмещение электрических и тепловых структур в одной монтажной подложке – актуальная задача современного конструирования электронной аппаратуры.
Эволюция и разнообразие корпусов и монтажных подложек демонстрируются на рис.3. Но надо сказать, что и сегодня еще не сформировались устойчивые, всех удовлетворяющие решения, из которых можно было бы выбрать ряд определенных конструкций и ограничить разнообразие технологий для их реализации.
Оценка роста плотности межсоединений
Возрастающие конструктивно-технологические требования к печатному монтажу особенно четко установились в области вычислительной техники, поскольку увеличение производительности ЭВМ наряду с увеличением быстродействия элементной базы находится в непосредственной зависимости от возможностей сокращения длины связей между логическими элементами, так называемой конструктивной задержки передаваемого сигнала. Достаточно сопоставить значение времени переключения логических элементов, не превышающее в современных ИС, СИС и БИС единиц наносекунд, с временем распространения сигнала в печатных линиях связи, составляющем 6–7 нс/м, чтобы показать, что главной составляющей временных задержек в электронных устройствах современного и перспективного типов являются задержки в межсоединениях. Отсюда следует, что повышение быстродействия логических элементов должно сопровождаться максимально возможным снижением задержек в линиях связи, т.е. уменьшением их длины. Это достигается повышением степени интеграции логических элементов, более плотной ком-поновкой микросхем на платах и более плотной системой межсоединений в монтажных подложках.
Чтобы убедиться, что увеличение степени интеграции (N) вызывает рост числа выводов корпусов микросхем n, достаточно воспользоваться соотношением Рента (сотрудника компании IBM) [1], который статистически установил это соотношение:
n = kNR,
где k – среднее число межсоединений, приходящееся на один логический элемент в ИС, например, для двухвходового вентиля k = 3–4; R – показатель Рента, зависящий от структуры логических схем. Например, для произвольной логики высокопроизводительных процессоров R = 0,5–0,75, для микропроцессорной логики р < 0,5 [3].
Число межсоединений Nc определяется суммарным числом выводов n всех M микросхем, устанавливаемых на печатную плату[4]:
Nc = γMn,
где γ – коэффициент разветвления соединений, зависящий от числа нагрузок m в цепях межэлементных связей: γ = m / ( m + 1 ), так что 0,5 < γ < 1.
Суммарная длина соединений в печатных платах Σlс определяется числом соединений Nc и средней длиной одного соединения _lc:
Σlc = Nc _lc =γMn _lc .
Статистические исследования показывают, что при произвольном размещении микросхем на плате средняя длина одного соединения определяется размером платы:
_lc ≈ 2/3 αL,
где α – коэффициент использования монтажного поля платы выводами микросхем.
Приняв γ = 0,5, оценим суммарную длину соединений в платах
Σlс = 1/3 αMnL.
Отношения к площади платы L2 суммарного числа выводов микросхем Mn и суммарной длины соединений Σlс в ней будем называть соответственно плотностью монтажа и плотностью соединений:
ПM = Mn / L2; (1)
Пс = 1/3 αMn/L. (2)
Используя (1) и (2), получаем соотношение между плотностями соединений и монтажа:
Пc = 1/3 αПМL. (3)
Таким образом, с одной стороны, увеличение плотности размещения монтажных элементов и линейных размеров плат требует пропорционального увеличения плотности соединений. С другой стороны, плотность соединений определяется плотностью трассировки, т.е. числом проводников nтр, прокладываемых между отверстиями и коэффициентом использования трасс η, а в МПП – еще и числом сигнальных слоев тс:
Пс = ( nтр + 1 ) ηтс / Т, (4)
где Т – шаг сквозных отверстий, между которыми трассируется nтр проводников.
В односторонних печатных платах единственный слой проводящего рисунка используется для размещения монтажного поля, цепей питания и межсхемных соединений. Поэтому на этих платах невозможно удовлетворить противоречивые требования увеличения плотности монтажа и плотности соединений. Частично эти противоречия разрешаются в двусторонних печатных платах. И только применение МПП позволяет обеспечить специализацию слоев. МПП имеют наружные монтажные слои (их, естественно, не должно быть больше двух, т.е. mм ≤ 2), сигнальные слои mс с ортогональным принципом трассировки проводников в преимущественных направлениях X или Y (mcX и mcY); слои тЭ с цепями земли и питания, выполняющие одновременно роль электрических экранов, заземленных по высокой частоте. Экранные слои размещаются между сигнальными, поэтому
тЭ = тс – 1 или тЭ = тсX + mcY – 1.
Коэффициент использования трасс принимает значения в пределах 0 < η < 1 в зависимости от степени взаимной независимости направлений трассировки соединений. Значения η приближаются к единице с увеличением числа переходных отверстий, создающих возможность обхода пересечений трасс. В МПП особенно эффективны межслойные переходы в шаге трасс двусторонних внутренних слоев со строго ортогональной трассировкой.
Значения коэффициента η для сигнальных слоев МПП с различным числом трасс проводников nтр между сквозными отверстиями d представлены в табл.4. Из этих данных видно, что без межслойных переходов увеличение плотности трасс не дает пропорционального эффекта. Дефицит межслойных переходов проявляется в досадном для технологов явлении: первая пара слоев заполнена проводниками на 80%, вторая – только на 30%, третья – на 7% и четвертая – на 2%. Другими словами, усилия производства в увеличении плотности трасс и слойности МПП не вознаграждаются соответствующим увеличением плотности межсоединений при дефиците межслойных соединений. Гораздо эффективнее увеличивать количество межслойных соединений и вводить в структуру МПП глухие и внутренние отверстия.
Платы с послойным наращиванием
Необходимость в дальнейшей миниатюризации электронной аппаратуры (мобильные телефоны, цифровые фотоаппараты и видеокамеры, портативные охранные системы и т.п.) привела к созданию конструкций печатных плат с высокой плотностью межсоединений, что в международной документации называют HDI – High Density Interconnections. Структуру таких плат (рис.4, численные характеристики HDI-плат приведены в табл.5.) обозначают количеством слоев МПП, изготавливаемых по классической технологии, и количеством послойно наращиваемых слоев с межслойными переходами. Например, структура "2 + 4 + 2" означает, что в качестве основы используется четырехслойная МПП, и на нее с двух сторон наращиваются по два слоя с микропереходами – глухими отверстиями [5].
Глухие отверстия могут выполняться с обычной металлизацией стенок отверстий, полностью заполненными металлом или полимером с последующей металлизацией поверхности полимера. Примеры выполнения глухих отверстий и межслойных переходов на их основе показаны на рис.5.
Гибкие печатные платы
Использование гибких диэлектрических материалов для изготовления печатных плат дает как разработчику, так и пользователю электронных устройств ряд уникальных возможностей. Это прежде всего – уменьшение размеров и веса конструкции, повышение эффективности сборки, повышение электрических характеристик, теплоотдачи и в целом надежности.
Если учесть основное свойство таких плат – динамическую гибкость – становится понятным все возрастающий объем применения таких плат в автомобилях, бытовой технике, медицине, в оборонной и аэрокосмической технике, компьютерах, в системах промышленного контроля и бортовых системах.
Гибкие печатные платы (ГПП) изготавливаются на полиимидной или лавсановой пленке и поэтому могут легко деформироваться даже после формирования проводящего рисунка. Большая часть конструкций гибких ПП аналогична конструкциям печатных плат на жесткой основе [6].
Встроенные компоненты
Исторически электрические компоненты монтировались на печатных платах либо выводами в сквозные отверстия, либо на поверхность платы. Однако технологический прогресс привел к возможности встраивания электрических компонентов также и внутри платы (рис.6).
Первыми из встраиваемых компонентов были резисторы, которые изготавливались травлением рисунка из двухслойной фольги медь–резистивный слой (никелевая сталь), из которого формируется пленочный резистор. Дополнительно формировались конденсаторы из тонкого диэлектрика между близко расположенными поверхностями медной фольги, а индуктивности получались травлением витков медной проводящей фольги во время изготовления внутренних слоев. Дальнейшее развитие этих технологий сделало возможным выполнение небольших дискретных пассивных компонентов внутри платы. Это позволило на обычной операции прессования многослойной платы герметизировать эти встроенные на слоях компоненты или печатать на них резисторы, конденсаторы, индуктивности.
Массивы пассивных элементов. Многочисленные пассивные устройства могут быть корпусированы либо в корпуса с выводами, либо в корпуса применительно к технологии поверхностного монтажа (SMT). Интегрированные пассивные компоненты – это общий термин, обозначающий многочисленные пассивные компоненты, которые совместно используют одну подложку и корпус.
Встроенные компоненты. Это сформированные или вставленные внутрь многослойной подложки межсоединений компоненты. Они могут быть как пассивными, так и активными.
Сформированные компоненты. Компонент, который производитель печатной платы сам изготавливает внутри подложки межсоединений (в противоположность поверхностному компоненту), называется формируемым.
Помещенные встроенные компоненты. В отличие от сформированных в плате компонентов, дискретные пассивные и небольшие активные также могут быть "помещены" внутрь печатной платы (для этого используются традиционное оборудование и технологии SMT-монтажа компонентов). Эта технология хорошо выполняется на существующих SMT-линиях с последующей опрессовкой по технологии многослойных печатных плат.
Преимущества помещенных встроенных компонентов по сравнению с встраиваемыми внутрь платы (встраиваемых и формируемых):
уменьшение площади платы улучшает массогабаритные характеристики конечного изделия и делает возможным изготовление на мультиплицированной заготовке больше плат за один прием;
увеличение функциональности, более высокая плотность компоновки. Другими словами, можно добавить некоторые компоненты, чтобы выполнять дополнительные функции. Например, конструктор может увеличить возможности сотового телефона, добавив в него навигатор;
улучшение рабочих характеристик за счет сокращения длин связей. Возможность получения более высокой скорости обработки сигналов за счет короткого пути сигнала и, как следствие, помех. Например, сотовые телефоны получают возможность встраивания в них цифровых фотоаппаратов или даже видеокамер;
снижение стоимости полной сборки. Стоимость системы является ключевым фактором – более высокая стоимость платы компенсируется низкой стоимостью конечной сборки;
увеличение механической прочности. Поскольку компоненты запрессованы в монолит, они не испытывают индивидуальных механических нагрузок. Все нагрузки воспринимаются блоком целиком;
улучшение теплоотвода. В обычной сборке компоненты отдают тепло в воздушную среду, встречая большое тепловое сопротивление. Встроенные внутрь платы компоненты окружены твердой средой с лучшей теплопроводностью, чем воздух;
повышение защиты от влаги. Герметизация компонентов внутри платы создает для них дополнительную защиту от внешней среды, в том числе и от влаги;
улучшение электромагнитной совместимости. Если все компоненты (пассивные и активные) встроены внутрь платы, создается возможность создания сплошного экрана за счет металлизации всех ее поверхностей (кроме интерфейса).
Недостатки конструкций со встроенными компонентами обусловлены в основном формируемыми компонентами:
трудно подогнать параметры компонентов в нужные допуски;
подстройка встроенных резисторов выполняется медленно и дорого обходится;
отсутствуют эффективные средства проектирования;
используемые технологии не обеспечивают весь диапазон необходимых параметров формируемых компонентов;
некоторые значения емкостей не могут быть получены в реальном производстве (>100 нФ/см2);
формирование резисторов из листовых резистивных материалов может обеспечить значение сопротивлений только до 100 Ом;
стоимость опытного образца может быть очень высокой;
отсутствуют средства испытаний;
переделки внутри платы выполнять невозможно;
требуются дополнительные капиталовложения.
Тем не менее, в Японии технологии со встраиванием компонентов занимают почти 40% объемов производства электроники, в Европе и США эти технологии уже начинают осваивать, изготавливать специальные материалы и производить оборудование. Под эту технологию уже разработан ряд стандартов IPC [8–11] и Международной электротехнической комиссии (МЭК) [12–16].
Появление новых технологий требует модернизации базовых процессов, т.е. разработки новых процессов, разработки и поставки современных оборудования и материалов.
Дополнительные новые технологические процессы
Введение в конструкции МПП тонких переходных отверстий с соотношением: толщина платы/диаметр сверления, равным 20:1, значительно повышает требования к пластичности медных осадков. Если раньше по ОСТ 107.460092.028-96 [17] допускалось иметь пластичность меди 3,5–4%, то для глубоких отверстий оно должно быть увеличено до 6–8% минимум [18]. Для выполнения новых требований необходимо освоение новых принципов фотолитографии без использования фотошаблонов, сверления глухих отверстий на заданную глубину и сквозных отверстий малого (вплоть до 50 мкм) диаметра.
Заполнение глухих отверстий гальванически осаждаемой медью требует использования импульсных режимов металлизации и интенсивного обмена электролита на прикатодной поверхности [19, 20]. Тонкий рисунок печатных проводников воспроизводится за счет применения процессов анизотропного травления с точным поддержанием параметров травильного раствора [21]. Освоение новой системы совмещения элементов межсоединений в трехмерных структурах МПП с использованием масштабирования, учитывающего деформации слоев.
Новых приемов требуют установка и пайка дискретных компонентов на тонкие внутренние слои многослойных печатных плат [22, 23]. Финишные покрытия должны наноситься на тонкие внутренние слои МПП, чтобы обеспечить пайку дискретных компонентов бессвинцовыми припоями [24, 25].
Точно также формирование пассивных компонентов в структуре МПП (резисторов, конденсаторов) с их подгонкой до нужных значений нуждается в освоении методов печати различных пастообразных материалов на тонкие основания слоев МПП [26].
Следует учитывать, что встроенные компоненты испытывают воздействие механических напряжений, источником которых является прессование и усадочные явления при полимеризации связующего [27].
Новое оборудование, дополняющее базовое
Для обеспечения выполнения новых технологических процессов необходимо и новое современное оборудование. Или дооснащение уже имеющегося оборудования. Например, химико-гальванические линии должны быть оснащены импульсными источниками питания и всеми приспособлениями, инициирующими интенсивный обмен растворов: вибраторами, эдукторами, системами покачивания с захватом нижней (заглубленной) стороны заготовки. Оборудование для прецизионного травления рисунка печатных плат должно быть снабжено системой поддержания режимов травления, совмещенной с регенерацией рабочих растворов.
Необходимы также:
сверлильные станки с субмикронным биением высокооборотных шпинделей для сверления глубоких отверстий малого диаметра;
станки для сверления глухих отверстий на контролируемую глубину;
комплект оборудования для совмещения слоев МПП с использованием элементов масштабирования;
оборудование для прямого формирования изображения печатного рисунка на фоторезисте без использования фотошаблонов;
дополнительное оборудование для перфорации препрегов по местам установки на внутренние слои дискретных компонентов.
Сборочно-монтажная линия для установки и пайки дискретных компонентов должна обеспечивать работу с тонкими монтажными подложками – внутренними слоями МПП. Кроме того, она должна производить пайку компонентов бессвинцовыми припоями (температура плавления 217°С), чтобы при последующем прессовании (температура прессования 150°С) пайки не разрушились.
Платы со встроенными компонентами не поддаются ремонту, поэтому приходится уделять особое внимание тестированию и слоев с установленными компонентами, и готовых плат с встроенными компонентами с возможностью измерения реальных значений сопротивлений встроенных резисторов и емкостей встроенных конденсаторов.
Технология формирования встроенных резисторов потребует оснащения процессов лазерной подгонки, так как первоначальные отклонения от номинала составляют более 20%.
Новые материалы
На всех химико-гальванических и химических операциях потребуется использование химических продуктов, гарантирующих стабильность процессов [18]. Особое внимание придется уделять тщательному выбору базовых и вспомогательных материалов, гарантирующих приемлемый выход годных [28].
Мы являемся свидетелями быстрой эволюции технологий печатного монтажа. Если им своевременно не следовать, то можно оказаться далеко позади от общих тенденций развития и тогда уже можно не мечтать об увеличении объемов производства электроники, о его конкурентоспособности, его рентабельности.
Высокоплотные платы (HDI-платы) с послойным наращиванием за рубежом стали такой обыденностью, к которой мы еще не готовы. Большие габариты МПП, их слойность кажутся нам пока что несбыточной мечтой, так как здесь существует самая большая сложность – точное совмещение слоев МПП.
Технология встраивания компонентов – уже состоявшаяся технология, активно использующаяся в портативной аппаратуре. Преимущества, которые она создает, во многом предопределяют ее широкое распространение. Развивается система стандартизации этой технологии, которая может стать хорошим инструментом в освоении приемов проектирования и производства плат со встроенными компонентами.
К сожалению, в действительности переоснащение производств печатных плат происходит по остаточному принципу, закрепляя наше отставание от мирового уровня.
ЛИТЕРАТУРА
Медведев А.М., Можаров В.А. Плотность межсоединений электронных компонентов. – Электроника: НТБ, 2011, № 3.
Медведев А.М. Электронные компоненты и монтажные подложки. Постоянная интеграция. – Компоненты и технологии, 2006, № 12.
Микитин В.М. Основы электронного конструирования (компоновки) элементов и устройств ЭВМ. Диссертация на соиск. учен. степени д-ра техн. наук. – М.: 1997.
Микитин В.М. Абстрактная модель и система взаимосвязи компоновочных параметров в многоуровневых конструкциях устройств ЭВМ. Труды международного научно-технического семинара "Современные технологии в задачах управления, автоматики и обработки информации". – Алушта, 1998, с.207–209.
Charles Pfeil and Happy Holden. HDI Layer Stackups for Large Dense PCBs// www.mentor.com/pcb
Технологии в производстве электроники. Часть III. Гибкие печатные платы / Под общ. ред. А.М. Медведева и Г.В. Мылова – М.: Группа ИДТ, 2008.
Печатные платы: Справочник. В 2-х книгах / Под ред. К.Ф.Кумбза. – М.: Техносфера, 2011.
IPC-4811. Specification for Embedded Passive Device Resistor Materials for Rigid and Multilayer Printed Boards.
PC-6017. Qualification and Performance Specification for Printed Boards Containing Embedded Passive Devices.
IPC-2316. Design Guide for Embedded Passive Device Printed Boards.
IPC-4821. Specification for Embedded Passive Device Capacitor Materials for Rigid and Multilayer Printed Boards.
IEC 62326-14 Ed.1: Printed boards- Device Embedded Substrate-Technology /Reliability / Design Guide.
IEC 62326-16: Printed boards-Device Embedded Substrate-Scope and Definition.
IEC 62326-17: Printed boards-Device Embedded Substrate-TEG.
IEC 62326-18: Printed boards-Device Embedded Substrate-Test Method.
IEC 62326-19: Printed boards-Device Embedded Substrate- Design Guide.
ОСТ 107.460092.028-96. Печатные платы. Технические требования к технологии изготовления.
Шкундина С. Новые процессы и материалы в производстве печатных плат. – Технологии в электронной промышленности, 2009, № 4.
Ковальский Е. Металлизация отверстий печатных плат с высоким коэффициентом отношения диаметра отверстия к его длине. – Производство электроники, 2005, №2.
Медведев А. Импульсная металлизация печатных плат. – Технологии в электронной промышленности, 2005, № 3.
Шкундина С. Анизотропное травление печатных плат. – Электроника НТБ, 2011, №6.
Нисан А. Встраивание пассивных и активных компонентов в печатные платы – альтернатива печатному монтажу. – Электроника: НТБ, 2011, №6.
Медведев А. Печатные платы. Встроенные компоненты. – Технологии в электронной промышленности, 2011, № 8.
Медведев А. Покрытия под пайку. – Технологии в электронной промышленности, 2006, № 2.
Шкундина С. Финишные покрытия под поверхностный монтаж современной элементной базы. – Технологии в электронной промышленности, 2010, №2.
Лейтас И. Перспективы развития техники печатных плат и микросборок. Что было – что будет. – Технологии в электронной промышленности, 2011, № 6.
Галушко А. Внутренние напряжения в герметизирующих компаундах радиоэлектронной аппаратуры. – М.: Сов. радио, 1974.
Медведев А., Можаров В., Мылов Г. Печатные платы. Современное состояние базовых материалов. – Электроника: НТБ, 2011, №5.
Отзывы читателей
