Leitfaden für das PCB-Design mit hoher Dichte für WLP mit 04mm05mm-Pitch

Da elektronische Geräte weiterhin auf Miniaturisierung, hohe Leistung und geringen Stromverbrauch ausgerichtet sind, ist die Wafer Level Package (WLP) -Technologie in mobilen Geräten weit verbreitet.Geräte zum Tragen, IoT-Anwendungen und anderen anspruchsvollen Bereichen aufgrund seiner überlegenen Größenvorteile, hervorragenden elektrischen Leistung und thermischen Eigenschaften.WLP-Verpackungen stellen noch nie dagewesene Herausforderungen für das Design von Leiterplatten darDer Bericht enthält eine umfassende Untersuchung von kritischen Überlegungen, praktischen Konstruktionstechniken, potenziellen Problemen, wie z.B. die,und Lösungen für WLP-PCB-Design mit einem Schwung von 0,4 mm/0,5 mm.

Wafer Level Packaging stellt eine Technologie dar, bei der Verpackungsprozesse direkt auf der Wafer vor dem Würzen abgeschlossen werden.

• Größenminimierung:Die WLP-Dimensionen entsprechen nahe der Chipgröße und eliminieren zusätzliche Substratanforderungen
• Verbesserte elektrische Leistung:Verringerte Verbindungslängen, niedrigere parasitäre Induktivität und Kapazität
• Verbessertes thermisches Management:Die direkte Exposition von Chips erleichtert eine bessere Wärmeabgabe
• Kostensenkung:Vereinfachte Prozesse und geringerer Materialverbrauch niedrigere Verpackungskosten

WLP-Verpackungen sind in mehreren Konfigurationen erhältlich:

• WLP mit Einblaser:Kugeln, die sich innerhalb des aktiven Bereichs des Chips befinden und die minimale Packungsgröße beibehalten
• WLP-Fan-Out:Nutzt Redistribution Layers (RDL), um Verbindungen über den Chipbereich hinaus auszudehnen
• eWLB (eingebettete Wafer-Level-BGA):Vor der RDL-Verarbeitung in Epoxidharz eingeschlossene Splitter

Die Grundlagen der WLP-PCB-Konstruktion liegen in der präzisen Pad-Konfiguration mit zwei primären Ansätzen:

Masken mit gelöstem Schweiß (SMD):

• Vorteile:Verbesserte Pad-Adhäsion und Zuverlässigkeit
• Nachteile:Reduzierte Kupferkontaktfläche und Routingfläche

Nicht-Solder-Mask-Defined (NSMD) Pads:

• Vorteile:Größere Verbindungsfläche und Routenflexibilität
• Nachteile:geringere mechanische Robustheit

Der Platz (Zentrum-zu-Zentrum-Ball-Abstand) bestimmt grundsätzlich die Konstruktionsbeschränkungen:

0.5mm Schwung:Bietet einen Abstand von ca. 19,7 Millimeter, so dass 4 Millimeter Spuren mit 1 Unze Kupfer (220 mA Kapazität)

0.4mm Schwung:Bietet nur 15,7 Millimeter Abstand, begrenzt Spuren auf 2,7 Millimeter Breite (160mA Kapazität)

Die Spurenstromkapazität hängt von der Breite und der Kupferdicke ab:

• 1 Unze Kupfer: Geeignet für Anwendungen mit niedrigem Strom
• 2 Unzen Kupfer: Erfüllt die Anforderungen für mittlere Ströme
• 3 Unzen Kupfer: Für Hochstromanwendungen erforderlich

Hochdichte-Entwürfe erfordern anspruchsvolle Vorgehensweisen:

• Durchlässige Durchläufer:Grundsätzliche, aber platzkonsumierende
• Blinde/begrabene Durchläufe:Platzersparnis, aber höhere Kosten
• Mikrovia:Laserdurchbohrte Lösungen für maximale Dichte

Zu den kritischen Überlegungen gehören:

• Impedanzregelung (50Ω einseitig, 100Ω Differential)
• Reflexionsminimierung durch ordnungsgemäße Abschaltung
• Verringerung des Überschallgeräuschs durch angemessene Abstände

Wenn sich herkömmliche Routen als unzureichend erweisen:

• mit einer Breite von nicht mehr als 20 mm,Kostengünstige Präzisionslösung
• mit einer Breite von mehr als 20 mm,Erstellt zusätzlichen Routing-Raum
• Teilweise Nutzung der Kugellager:Strategische Pinnenauslassung für Routenhilfe

Zu den wesentlichen Validierungsprozessen gehören:

• Prüfungen der Konstruktionsregeln (DRC)
• Simulationen der Signalintegrität
• Thermische Analyse
• Prototypenprüfung

Ein erfolgreiches WLP-PCB-Design mit einer Abstandsbreite von 0,4 mm/0,5 mm erfordert eine sorgfältige Berücksichtigung der Pad-Typen, genaue Berechnungen der Spurenbreite und innovative Lösungen für Routing-Herausforderungen.Durch die Umsetzung dieser Leitlinien, können Ingenieure leistungsfähige, zuverlässige Designs entwickeln, die den Anforderungen moderner miniaturisierter Elektronik entsprechen.