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印刷线路板组装与高密度电路板的关系

2016年07月15日09:04 

电子设备在设计之初基本功能被决定了之后,设计者会将非标准的元件设计完成交给晶圆厂制作,其他的一般标准元件则由市场上取得。这些的订制元件制作出来后,会经过晶片构装的程序将晶片作成适合组装的零件。零件完成再经过组装焊接等程序安装在介面卡或母板(印刷线路板)上,这样的程序就是一般电子设备的制作程序。

晶圆的制作被定义为零阶构装,将晶片作出适合组装的状态叫做一阶构装,一阶构装的零件焊接安装到介面卡上被称为二阶构装,介面卡装上母板被称为三阶构装,这是一般电子产业对于整体电子产品的工作阶层分类的方式。因此对于不同的电子产品,大致上都可以用这样的观点来进行了解。图2.13所示为常见于相关读物的整体电子设备构装关系。

整体的电子设备以主动元件的晶片及许多的被动元件为最小单位,这些元件随着技术的进步而逐年高密度化、小型化、多功能化。虽然所谓的系统晶片是一个早就有的理想,但在实务的世界对较复杂的系统仍有窒凝难行的地方,因此印刷线路板仍然必须扮演穿针引线的角色,这也再度突显高密度元件必须有高密度电路板支援的事实。

从半导体的裸晶做成封闭颗粒或直接装载到板面上,较复杂的封装颗粒经过封闭仍会安装到印刷线路板上,介面卡也与主机板完成组合,虽然不是所有的电子设备都遵循同样的模式,但大致的结构会相似。

例如:行动电话、录影机、数们像机、个人电脑等等,都有类似的结构而只是复杂度与细密度不同而已。至于系统产品则如通信机房用的背板,那就是另一种不同用途的印刷线路板,也因此有部分的人将电路板分为所谓的功能板及互连板两类,而一般的互连板多数都是高度整合的大型系统所使用。

近年来由于电子设备的功能整合趋于复杂,相对的半导体构装也跟着走向高脚位高密度化,传统的导线架构装已不能完全满足半导体构装的需求。因此多晶粒模组、裸晶粒直接装载、转接板构装、晶片尺寸构装、晶片及构装、针状阵列构装PGA、球状阵列构装、柱状阵列构装等构装方式在各个不同领域出现,而他们与印刷线路板连接也就呈现了多样的变化。

目前印刷线路板的角色已不再只是元件的承载平台而已,在多数电子构装场合,高阶的塑胶载板已经开始负担高密度晶片组装的任务。图2.14所示,为塑胶构装载板的范例。

印刷线路板组装与高密度电路板的关系

依据摩尔定律,有人大胆推估在2014年时,大型的构装将需要外接点每一平方英寸2900点的接点密度,至于内接点则需要约第一平方英寸1600-8800点,其间距与密度的提升究竟要如何达成是一个你我都值得期待与努力的课题。图2.15所示为阵列式线路结构变化的现象范例。

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