Atviros ertmės IC paketai yra integrinių grandynų paketai, kurie išlaiko štampo plotą atvirą arba lengvai uždarytą, kad būtų galima prieiti. Jie palaiko testavimą, derinimą, šiluminius patikrinimus ir oro tarpo funkcijas, išlaikant standartinį paviršiaus montavimo plotą. Šiame straipsnyje pateikiama informacija apie struktūrą, parinktis, veikimą, programas, išdėstymo poreikius, patikimumą ir tinkamus naudojimo atvejus.
Atviros ertmės IC paketų apžvalga
Atviros ertmės IC paketai (dar vadinami atviro dangčio arba oro ertmės paketais) yra specialūs integrinių grandynų paketai, kurie specialiai išlaiko atvirą erdvę virš lusto. Silicio štampas pritvirtintas plastikinio arba keraminio korpuso viduje ir sujungtas mažais laidais arba atverčiamais iškilimais. Užuot viską uždengus liejimo medžiaga, viršutinis dangtis paliekamas arba tik lengvai pritvirtinamas, todėl štampo ir ertmės sritis lieka atvira ir lengvai pasiekiama.
Bendrosios atviros ertmės IC paketų sąlygos
Skirtingos įmonės gali naudoti šiek tiek skirtingus atviros ertmės IC paketų pavadinimus, net jei jie reiškia beveik tą patį. Pakuotės su atviru dangčiu arba atvira ertme apibūdina pakuotės korpusą su štampo ertme, kuri vis dar yra atvira, nes dangtis nebuvo uždarytas. Oro ertmės QFN/QFP reiškia QFN arba QFP tipo paketus, kurie išlaiko oro tarpą virš štampo, o ne užpildo erdvę kietu pelėsių mišiniu. Atviros ertmės plastikinė pakuotė (OCPP) yra plastikinė pakuotė, kuri yra sukonstruota arba modifikuota taip, kad štampas sėdėtų atviroje ertmėje, kurią vėliau galima vėl kapsuliuoti.
Vidinės atviros ertmės IC paketų dalys
• Pagrindas arba švino rėmas: varinis rėmas arba laminatas, laikantis kaiščius ir šiluminę pagalvėlę.
• Štampo tvirtinimo vieta: centrinė pagalvėlė, kurioje silicio štampas tvirtinamas epoksidine arba lydmetaliu.
• Sujungimas: laidų jungtys arba atverčiami iškilimai, jungiantys štampą su laidais.
• Ertmės sienos: plastikinis arba keraminis žiedas, sudarantis atvirą erdvę virš štampo.
• Dangtelio parinktys: metalinis arba keraminis dangtelis, kurį galima pridėti vėliau, kad užsandarintų ertmę.
Atviros ertmės IC paketų konfigūracijos parinktys
Atviros ertmės IC paketai gali būti sukonstruoti keliais skirtingais būdais, priklausomai nuo to, kiek prieigos prie štampo reikia ir kiek reikia apsaugos. Pakuotė be dangčio turi visiškai atvirą ertmę, todėl štampas yra visiškai atidengtas. Tai suteikia maksimalią prieigą prie testavimo, zondavimo ir perdirbimo. Dalinio dangčio pakuotėje naudojamas žemas arba languotas dangtelis, kuris uždengia ertmę, bet vis tiek palieka tam tikras angas, todėl yra prieigos ir pagrindinės apsaugos derinys. Pilnai uždengta pakuotė turi sandarų metalinį arba keraminį dangtelį, suteikiantį apsaugą, kuri yra artima įprastai gamybos IC.
Daugelyje projektų atviros ertmės IC paketai be dangčio pirmiausia naudojami ankstyvųjų laboratorinių bandymų metu. Dalinio dangčio versijos ateina toliau, kai reikia tam tikros apsaugos, tačiau turi būti išlaikyta ribota prieiga. Visiškai uždengtos versijos naudojamos, kai dizainas yra beveik galutinis, o elgesys turi labai atitikti gatavą produktą, tuo pačiu pradedant nuo tos pačios atviros ertmės IC paketo platformos.
Sujungimo pasirinkimai atviros ertmės IC paketuose
Atviros ertmės IC paketas reiškia pakuotės struktūrą, kurioje štampas yra atviroje ertmėje. Šis terminas apibūdina fizinio paketo konstrukciją ir neapibrėžia, kaip štampas yra elektriškai sujungtas su pakuotės laidais.
Atviros ertmės pakete dažniausiai naudojami du sujungimo būdai: vielos jungtis ir apverčiama mikroschema. Vielos jungties konfigūracijoje štampas montuojamas į viršų, o klijavimo pagalvėlės aplink štampo perimetrą sujungiamos su švino rėmu, naudojant plonus metalinius laidus. Šios vielos kilpos lieka matomos, o tai leidžia atlikti pagrindinę vizualinę apžiūrą ir supaprastina zondavimą bandymo metu.
Atverčiamo lusto konfigūracijoje štampas montuojamas žemyn ir sujungiamas su paketu per litavimo iškilimus arba metalinius stulpus. Ši struktūra sutrumpina elektrinį kelią tarp štampo ir pakuotės, sumažindama parazitinį poveikį ir užtikrindama didesnį kontaktų tankį bei geresnį signalo našumą. Kadangi jungtys nėra veikiamos, tiesioginis zondavimas ir perdirbimas yra ribotesnis.
Praktiškai, kai kurie atviros ertmės paketai naudoja vielos jungtis ankstyvojo vystymosi metu ir vėliau pereina prie flip-chip, kai reikia didesnio kontaktų skaičiaus ar pralaidumo.
Atviros ertmės IC paketų šiluminis elgesys
Atviros ertmės IC pakuotės gali lengviau perkelti šilumą nei visiškai suformuotos plastikinės pakuotės. Kadangi yra mažiau pelėsių junginių ir kartais plonesnis dangtis arba jo nėra, šiluma turi trumpesnį kelią nuo štampo iki oro arba radiatoriaus. Tai gali sumažinti šiluminę varžą nuo štampo iki aplinkos ir padėti išlaikyti sankryžos temperatūrą saugiame diapazone.
Kai ertmė atviresnė, taip pat lengviau išbandyti įvairias šilumines sąsajas, kontaktinį slėgį ir aušinimo dalis. Galingiems IC dažnai naudojami atviros ertmės IC paketai, siekiant sureguliuoti ir patobulinti aušinimo sąranką prieš pereinant prie galutinio suformuoto paketo, kuriame daugiau dėmesio skiriama kainai.
Oro ertmės atviros ertmės IC paketuose
Kai kuriose atviros ertmės IC pakuotėse oru užpildyta erdvė ertmės viduje yra funkcinė prietaiso dalis, o ne šalutinis pakuotės struktūros produktas. Oro buvimas tiesiogiai palaiko tam tikrų komponentų sąveiką su aplinka.
Optiniams prietaisams reikalingas aiškus šviesos kelias, kurį gali suteikti atvira ertmė arba permatomas lango dangtis. Panašiai MEMS ir aplinkos jutikliai remiasi ertmėmis, leidžiančiomis slėgiui, garsui ar dujoms be kliūčių pasiekti jutimo elementus.
Oro ertmės taip pat svarbios radijo dažnių ir mikrobangų krosnelėse. Kai oras tarnauja kaip dielektrikas virš signalo pėdsakų, rezonatorių ar antenų, elektros našumas gali pagerėti dėl mažesnių dielektrinių nuostolių. Priešingai, kietas plastikinis pelėsis gali blokuoti arba pakeisti šiuos signalus ir pabloginti įrenginio elgesį.
Atvirų ertmių IC paketų taikymas
MEMS ir jutiklių įrenginiai
Atviros ertmės IC paketai naudojami MEMS jutikliams, tokiems kaip akselerometrai, giroskopai ir slėgio jutikliai judesio, padėties ir aplinkos jutimo programose.
Optiniai ir šviesos IC
Jie naudojami optinėse ir šviesos grandinėse, įskaitant fotodetektorius, šviesos šaltinius ir optinio siųstuvo ar imtuvo modulius duomenų, vaizdavimo ir jutimo užduotims atlikti.
RF priekiniai galai ir galios stiprintuvai
Atviros ertmės formatai naudojami RF priekiniuose galuose ir galios stiprintuvuose, esančiuose belaidėse jungtyse, ryšio moduliuose ir aukšto dažnio signalų grandinėse.
Didelio patikimumo ir kosmoso elektronika
Šie paketai palaiko didelio patikimumo ir kosmoso elektroniką, kur pliki štampai naudojami misijai svarbiose valdymo, jutimo ir ryšių sistemose.
Mišraus signalo ir analoginiai prototipai
Jie naudojami mišrių signalų ir analoginių prototipų IC, naudojamuose laboratorijose ir vertinimo plokštėse signalų keliams, šališkumo schemoms ir analoginėms priekinėms dalims patvirtinti prieš pilną gamybą.
Gamybos ir pasirinktinės IC programos
Atviros ertmės IC paketai taip pat naudojami gamybos ir individualiose IC programose, kurios aptarnauja specializuotas rinkas, tokias kaip pramoninis valdymas, medicinos įranga, automobilių sistemos ir ryšių infrastruktūra.
PCB pėdsakai atviros ertmės IC paketams
Daugelis atvirų ertmių IC paketų yra sukurti taip, kad atitiktų įprastus QFN stiliaus kontūrus, todėl lengvai telpa į standartinius PCB išdėstymus. Kaiščių skaičius ir kaiščių išdėstymas paprastai atitinka pažįstamus QFN modelius, o atviras terminis padėklas laikomas toje pačioje padėtyje ir formoje kaip ir suformuota versija.
Dėl šios priežasties rekomenduojamas PCB žemės modelis dažnai yra vienodas tiek atviros ertmės, tiek suformuotoms pakuotėms. Viena PCB konstrukcija gali palaikyti ankstyvąsias versijas su atviros ertmės IC paketais, kad būtų galima pasiekti ir derinti, ir vėlesnes versijas su visiškai suformuotomis arba visiškai uždengtomis versijomis, mažai arba visai nekeičiant plokštės.
Kada naudoti atviros ertmės IC paketus?
Tiesioginės prieigos prie štampo poreikiai
Pasirinkite atviros ertmės IC paketą, kai štampas turi būti pasiekiamas, kad būtų galima zonduoti, perdirbti arba atidžiai stebėti kūrimo ir bandymo metu.
Optiniai, MEMS ir RF oro tarpo poreikiai
Naudokite atviros ertmės pakuotę, kai grandinei reikia oro tarpo, kad optiniai keliai, MEMS judesys ar RF struktūros veiktų tinkamai.
Su QFN suderinamas pėdsakas su ateities parinktimis
Pasirinkite šį stilių, kai projektui dabar reikia QFN panašaus pėdsako, bet vėliau galite pereiti prie visiškai suformuoto arba visiškai uždengto paketo, nekeičiant PCB.
Šiluminis ir dangčio įvertinimas ankstyvosiose konstrukcijose
Atviros ertmės IC paketai yra naudingi, kai ankstyvosios versijos turi įvertinti skirtingus radiatorius, šiluminės sąsajos medžiagas, dangčius ar langus prieš užbaigiant paketą.
Plikos programos
Jie gali palaikyti didelio patikimumo aplinką, kurioje plikiems štampams reikia lanksčios pakuotės, kontroliuojant dydį ir kainą.
Išvada
Atviros ertmės IC paketai užtikrina kontroliuojamą prieigą prie štampų, išlaikant suderinamumą su įprastais QFN stiliaus išdėstymais. Jie palaiko bandymus, oro tarpo veikimą ir terminį įvertinimą prieš galutinį sandarinimą. Taikant tinkamus tvarkymo, projektavimo ir sandarinimo metodus, šie paketai gali patenkinti patikimumo poreikius ir palaikyti jutiklius, RF, prototipus ir specializuotas IC programas be didelių PCB pakeitimų.
Dažnai užduodami klausimai [DUK]
Kaip atviros ertmės IC pakuočių kaina lyginama su suformuotais QFN?
Atviros ertmės IC pakuotės kainuoja daugiau už vienetą nei suformuotos QFN dėl papildomų apdorojimo etapų ir mažesnių gamybos apimčių.
Kokie apribojimai taikomi štampų dydžiui ir kaiščių skaičiui atviros ertmės IC pakuotėse?
Jie palaiko mažus ir vidutinius štampų dydžius ir kaiščių skaičių; Dideliems štampams ar dideliam kaiščių skaičiui reikalingos individualios arba keraminės oro ertmės konstrukcijos.
Kokio specialaus tvarkymo reikia atviros ertmės IC pakuotėms gamyboje?
Juos reikia griežtai kontroliuoti ESD ir kruopščiai tvarkyti tik pakuotės korpusą, be kontakto ar oro srauto per atvirą štampą ir jungiamuosius laidus.
Ar po PCB surinkimo galima perdirbti atviros ertmės IC paketą?
Taip, bet perdirbimas turi apsiriboti keliais kontroliuojamais šilumos ciklais ir švelniai valyti, kad nepažeistumėte ertmės ir sujungtumėte laidus.
Kaip atviros ertmės IC paketai naudojami atliekant ATE ir laboratorinius tyrimus?
Jie dedami į lizdus arba QFN tipo bandymo plokštes, kurios išlaiko ertmę prieinamą ir išlieka suderinamos su standartine bandymo įranga.
Kokie yra pagrindiniai trūkumai, palyginti su visiškai suformuotomis pakuotėmis?
Jie yra jautresni užteršimui ir mechaniniams pažeidimams, reikalauja griežtesnės tvarkymo kontrolės ir yra netinkami atšiaurioje aplinkoje, nebent vėliau užsandarinti.
