Bảo vệ hệ thống điện tử khỏi nhiễu điện từ (EMI) đã trở thành một chủ đề nóng.Những tiến bộ công nghệ trong tiêu chuẩn 5G, sạc không dây cho thiết bị điện tử di động, tích hợp ăng-ten vào khung máy và sự ra đời của Hệ thống trong gói (SiP) đang thúc đẩy nhu cầu che chắn và cách ly EMI tốt hơn trong các gói linh kiện cũng như các ứng dụng mô-đun lớn hơn.Để che chắn phù hợp, vật liệu che chắn EMI cho bề mặt bên ngoài của bao bì chủ yếu được lắng đọng bằng quy trình lắng đọng hơi vật lý (PVD) sử dụng công nghệ đóng gói sẵn cho các ứng dụng đóng gói bên trong.Tuy nhiên, các vấn đề về khả năng mở rộng và chi phí của công nghệ phun cũng như những tiến bộ về vật tư tiêu hao đang dẫn đến việc xem xét các phương pháp phun thay thế để che chắn EMI.
Các tác giả sẽ thảo luận về việc phát triển quy trình phun sơn để áp dụng vật liệu che chắn EMI lên bề mặt bên ngoài của các bộ phận riêng lẻ trên dải và gói SiP lớn hơn.Bằng cách sử dụng các vật liệu và thiết bị mới được phát triển và cải tiến cho ngành, một quy trình đã được chứng minh là cung cấp độ phủ đồng đều trên các gói hàng có độ dày dưới 10 micron và độ phủ đồng đều xung quanh các góc gói hàng và các thành bên của gói hàng.tỷ lệ độ dày thành bên 1:1.Nghiên cứu sâu hơn đã chỉ ra rằng chi phí sản xuất của việc áp dụng tấm chắn EMI cho các gói linh kiện có thể giảm bằng cách tăng tốc độ phun và áp dụng lớp phủ có chọn lọc cho các khu vực cụ thể của gói.Ngoài ra, chi phí vốn thiết bị thấp và thời gian lắp đặt thiết bị phun ngắn hơn so với thiết bị phun giúp nâng cao khả năng tăng năng lực sản xuất.
Khi đóng gói các thiết bị điện tử di động, một số nhà sản xuất mô-đun SiP phải đối mặt với vấn đề cách ly các bộ phận bên trong SiP với nhau và với bên ngoài để bảo vệ chống nhiễu điện từ.Các rãnh được cắt xung quanh các bộ phận bên trong và dán chất dẫn điện vào các rãnh để tạo ra một lồng Faraday nhỏ hơn bên trong vỏ.Khi thiết kế rãnh bị thu hẹp, cần phải kiểm soát khối lượng và độ chính xác của việc bố trí vật liệu lấp đầy rãnh.Các sản phẩm nổ mìn tiên tiến mới nhất kiểm soát lưu lượng và chiều rộng luồng khí hẹp đảm bảo lấp đầy rãnh chính xác.Ở bước cuối cùng, phần trên của các rãnh đã dán này sẽ được dán lại với nhau bằng cách phủ một lớp phủ che chắn EMI bên ngoài.Lớp phủ phun giải quyết các vấn đề liên quan đến việc sử dụng thiết bị phún xạ và tận dụng các vật liệu EMI và thiết bị lắng đọng cải tiến, cho phép sản xuất các gói SiP bằng các phương pháp đóng gói nội bộ hiệu quả.
Trong những năm gần đây, việc che chắn EMI đã trở thành mối quan tâm lớn.Với việc áp dụng dần dần công nghệ không dây 5G và những cơ hội trong tương lai mà 5G sẽ mang lại cho Internet vạn vật (IoT) và các hoạt động liên lạc quan trọng, nhu cầu bảo vệ hiệu quả các linh kiện và cụm điện tử khỏi nhiễu điện từ đã tăng lên.thiết yếu.Với chuẩn không dây 5G sắp ra mắt, tần số tín hiệu trong dải sóng 600 MHz đến 6 GHz và milimet sẽ trở nên phổ biến và mạnh mẽ hơn khi công nghệ này được áp dụng.Một số trường hợp sử dụng và cách triển khai được đề xuất bao gồm các ô cửa sổ cho các tòa nhà văn phòng hoặc phương tiện giao thông công cộng để giúp duy trì liên lạc trong khoảng cách ngắn hơn.
Do tần số 5G khó xuyên qua tường và các vật thể cứng khác nên các biện pháp triển khai được đề xuất khác bao gồm các bộ lặp trong nhà và tòa nhà văn phòng để cung cấp phạm vi phủ sóng đầy đủ.Tất cả những hành động này sẽ dẫn đến sự gia tăng mức độ phổ biến của tín hiệu trong các dải tần 5G và nguy cơ tiếp xúc với nhiễu điện từ ở các dải tần này và sóng hài của chúng cao hơn.
May mắn thay, EMI có thể được bảo vệ bằng cách phủ một lớp phủ kim loại mỏng dẫn điện lên các bộ phận bên ngoài và thiết bị Hệ thống trong Gói (SiP) (Hình 1).Trước đây, tấm chắn EMI đã được áp dụng bằng cách đặt các hộp kim loại được đóng dấu xung quanh các nhóm bộ phận hoặc bằng cách dán băng che chắn vào từng bộ phận riêng lẻ.Tuy nhiên, khi các gói và thiết bị cuối tiếp tục được thu nhỏ, phương pháp che chắn này trở nên không thể chấp nhận được do hạn chế về kích thước và tính linh hoạt để xử lý các khái niệm gói đa dạng, không trực giao đang ngày càng được sử dụng nhiều trong thiết bị điện tử di động và thiết bị đeo.
Tương tự như vậy, một số thiết kế gói hàng đầu đang hướng tới việc chỉ bao phủ có chọn lọc các khu vực nhất định của gói để che chắn EMI, thay vì bao phủ toàn bộ bên ngoài gói bằng một gói đầy đủ.Ngoài tấm chắn EMI bên ngoài, các thiết bị SiP mới yêu cầu tấm chắn tích hợp bổ sung được tích hợp trực tiếp vào gói để cách ly đúng cách các thành phần khác nhau với nhau trong cùng một gói.
Phương pháp chính để tạo lớp chắn EMI trên các gói linh kiện đúc hoặc thiết bị SiP đúc là phun nhiều lớp kim loại lên bề mặt.Bằng phương pháp phún xạ, các lớp phủ đồng nhất rất mỏng bằng kim loại nguyên chất hoặc hợp kim kim loại có thể được lắng đọng trên các bề mặt bao bì có độ dày từ 1 đến 7 µm.Do quá trình phún xạ có khả năng lắng đọng kim loại ở mức angstrom nên tính chất điện của lớp phủ của nó cho đến nay vẫn có hiệu quả đối với các ứng dụng che chắn điển hình.
Tuy nhiên, khi nhu cầu bảo vệ tăng lên, phương pháp phún xạ có những nhược điểm cố hữu đáng kể khiến nó không thể được sử dụng như một phương pháp có thể mở rộng cho các nhà sản xuất và nhà phát triển.Chi phí vốn ban đầu của thiết bị phun thuốc rất cao, có thể lên tới hàng triệu đô la.Do quy trình nhiều buồng, dây chuyền thiết bị phun đòi hỏi diện tích lớn và càng làm tăng thêm nhu cầu về bất động sản bổ sung với hệ thống chuyển giao tích hợp đầy đủ.Các điều kiện buồng phún xạ điển hình có thể đạt tới phạm vi 400°C khi kích thích plasma bắn vật liệu từ mục tiêu phún xạ đến chất nền;do đó, cần có một thiết bị cố định “tấm lạnh” để làm mát bề mặt nhằm giảm nhiệt độ.Trong quá trình lắng đọng, kim loại được lắng đọng trên một chất nền nhất định, nhưng theo quy luật, độ dày lớp phủ của các thành bên thẳng đứng của gói 3D thường lên tới 60% so với độ dày của lớp bề mặt phía trên.
Cuối cùng, do phún xạ là một quá trình lắng đọng theo đường thẳng, nên các hạt kim loại không thể được chọn lọc hoặc phải được lắng đọng dưới các cấu trúc và cấu trúc liên kết nhô ra, điều này có thể dẫn đến tổn thất vật liệu đáng kể ngoài việc tích tụ bên trong thành buồng;do đó, nó đòi hỏi rất nhiều bảo trì.Nếu một số khu vực nhất định của chất nền nhất định được để lộ ra ngoài hoặc không cần che chắn EMI thì chất nền đó cũng phải được che chắn trước.
Bảo vệ hệ thống điện tử khỏi nhiễu điện từ (EMI) đã trở thành một chủ đề nóng.Những tiến bộ công nghệ trong tiêu chuẩn 5G, sạc không dây cho thiết bị điện tử di động, tích hợp ăng-ten vào khung máy và sự ra đời của Hệ thống trong gói (SiP) đang thúc đẩy nhu cầu che chắn và cách ly EMI tốt hơn trong các gói linh kiện cũng như các ứng dụng mô-đun lớn hơn.Để che chắn phù hợp, vật liệu che chắn EMI cho bề mặt bên ngoài của bao bì chủ yếu được lắng đọng bằng quy trình lắng đọng hơi vật lý (PVD) sử dụng công nghệ đóng gói sẵn cho các ứng dụng đóng gói bên trong.Tuy nhiên, các vấn đề về khả năng mở rộng và chi phí của công nghệ phun cũng như những tiến bộ về vật tư tiêu hao đang dẫn đến việc xem xét các phương pháp phun thay thế để che chắn EMI.
Các tác giả sẽ thảo luận về việc phát triển quy trình phun sơn để áp dụng vật liệu che chắn EMI lên bề mặt bên ngoài của các bộ phận riêng lẻ trên dải và gói SiP lớn hơn.Bằng cách sử dụng các vật liệu và thiết bị mới được phát triển và cải tiến cho ngành, một quy trình đã được chứng minh là cung cấp độ phủ đồng đều trên các gói hàng có độ dày dưới 10 micron và độ phủ đồng đều xung quanh các góc gói hàng và các thành bên của gói hàng.tỷ lệ độ dày thành bên 1:1.Nghiên cứu sâu hơn đã chỉ ra rằng chi phí sản xuất của việc áp dụng tấm chắn EMI cho các gói linh kiện có thể giảm bằng cách tăng tốc độ phun và áp dụng lớp phủ có chọn lọc cho các khu vực cụ thể của gói.Ngoài ra, chi phí vốn thiết bị thấp và thời gian lắp đặt thiết bị phun ngắn hơn so với thiết bị phun giúp nâng cao khả năng tăng năng lực sản xuất.
Khi đóng gói các thiết bị điện tử di động, một số nhà sản xuất mô-đun SiP phải đối mặt với vấn đề cách ly các bộ phận bên trong SiP với nhau và với bên ngoài để bảo vệ chống nhiễu điện từ.Các rãnh được cắt xung quanh các bộ phận bên trong và dán chất dẫn điện vào các rãnh để tạo ra một lồng Faraday nhỏ hơn bên trong vỏ.Khi thiết kế rãnh bị thu hẹp, cần phải kiểm soát khối lượng và độ chính xác của việc bố trí vật liệu lấp đầy rãnh.Các sản phẩm nổ mìn tiên tiến mới nhất kiểm soát lưu lượng và độ rộng luồng khí hẹp đảm bảo lấp đầy rãnh chính xác.Ở bước cuối cùng, phần trên của các rãnh đã dán này sẽ được dán lại với nhau bằng cách phủ một lớp phủ che chắn EMI bên ngoài.Lớp phủ phun giải quyết các vấn đề liên quan đến việc sử dụng thiết bị phún xạ và tận dụng các vật liệu EMI và thiết bị lắng đọng cải tiến, cho phép sản xuất các gói SiP bằng các phương pháp đóng gói nội bộ hiệu quả.
Trong những năm gần đây, việc che chắn EMI đã trở thành mối quan tâm lớn.Với việc áp dụng dần dần công nghệ không dây 5G và những cơ hội trong tương lai mà 5G sẽ mang lại cho Internet vạn vật (IoT) và các hoạt động liên lạc quan trọng, nhu cầu bảo vệ hiệu quả các linh kiện và cụm điện tử khỏi nhiễu điện từ đã tăng lên.thiết yếu.Với chuẩn không dây 5G sắp ra mắt, tần số tín hiệu trong dải sóng 600 MHz đến 6 GHz và milimet sẽ trở nên phổ biến và mạnh mẽ hơn khi công nghệ này được áp dụng.Một số trường hợp sử dụng và cách triển khai được đề xuất bao gồm các ô cửa sổ cho các tòa nhà văn phòng hoặc phương tiện giao thông công cộng để giúp duy trì liên lạc trong khoảng cách ngắn hơn.
Do tần số 5G khó xuyên qua tường và các vật thể cứng khác nên các biện pháp triển khai được đề xuất khác bao gồm các bộ lặp trong nhà và tòa nhà văn phòng để cung cấp phạm vi phủ sóng đầy đủ.Tất cả những hành động này sẽ dẫn đến sự gia tăng mức độ phổ biến của tín hiệu trong các dải tần 5G và nguy cơ tiếp xúc với nhiễu điện từ ở các dải tần này và sóng hài của chúng cao hơn.
May mắn thay, EMI có thể được bảo vệ bằng cách phủ một lớp phủ kim loại mỏng dẫn điện lên các bộ phận bên ngoài và thiết bị Hệ thống trong Gói (SiP) (Hình 1).Trước đây, tấm chắn EMI đã được áp dụng bằng cách đặt các hộp kim loại được đóng dấu xung quanh các nhóm bộ phận hoặc bằng cách dán băng che chắn vào một số bộ phận nhất định.Tuy nhiên, khi các gói và thiết bị cuối tiếp tục được thu nhỏ, phương pháp che chắn này trở nên không thể chấp nhận được do hạn chế về kích thước và tính linh hoạt để xử lý nhiều khái niệm gói không trực giao ngày càng được tìm thấy trong thiết bị điện tử di động và thiết bị đeo.
Tương tự như vậy, một số thiết kế gói hàng đầu đang hướng tới việc chỉ bao phủ có chọn lọc các khu vực nhất định của gói để che chắn EMI, thay vì bao phủ toàn bộ bên ngoài gói bằng một gói đầy đủ.Ngoài tấm chắn EMI bên ngoài, các thiết bị SiP mới yêu cầu tấm chắn tích hợp bổ sung được tích hợp trực tiếp vào gói để cách ly đúng cách các thành phần khác nhau với nhau trong cùng một gói.
Phương pháp chính để tạo lớp chắn EMI trên các gói linh kiện đúc hoặc thiết bị SiP đúc là phun nhiều lớp kim loại lên bề mặt.Bằng phương pháp phún xạ, các lớp phủ đồng nhất rất mỏng bằng kim loại nguyên chất hoặc hợp kim kim loại có thể được lắng đọng trên các bề mặt bao bì có độ dày từ 1 đến 7 µm.Do quá trình phún xạ có khả năng lắng đọng kim loại ở mức angstrom nên tính chất điện của lớp phủ của nó cho đến nay vẫn có hiệu quả đối với các ứng dụng che chắn điển hình.
Tuy nhiên, khi nhu cầu bảo vệ tăng lên, phương pháp phún xạ có những nhược điểm cố hữu đáng kể khiến nó không thể được sử dụng như một phương pháp có thể mở rộng cho các nhà sản xuất và nhà phát triển.Chi phí vốn ban đầu của thiết bị phun thuốc rất cao, có thể lên tới hàng triệu đô la.Do quy trình nhiều buồng, dây chuyền thiết bị phun đòi hỏi diện tích lớn và càng làm tăng thêm nhu cầu về bất động sản bổ sung với hệ thống chuyển giao tích hợp đầy đủ.Các điều kiện buồng phún xạ điển hình có thể đạt tới phạm vi 400°C khi kích thích plasma bắn vật liệu từ mục tiêu phún xạ đến chất nền;do đó, cần có một thiết bị cố định “tấm lạnh” để làm mát bề mặt nhằm giảm nhiệt độ.Trong quá trình lắng đọng, kim loại được lắng đọng trên một chất nền nhất định, nhưng theo quy luật, độ dày lớp phủ của các thành bên thẳng đứng của gói 3D thường lên tới 60% so với độ dày của lớp bề mặt phía trên.
Cuối cùng, do phún xạ là một quá trình lắng đọng theo đường thẳng, nên các hạt kim loại không thể được chọn lọc hoặc phải được lắng đọng dưới các cấu trúc và cấu trúc liên kết nhô ra, điều này có thể dẫn đến tổn thất vật liệu đáng kể ngoài việc tích tụ bên trong thành buồng;do đó, nó đòi hỏi rất nhiều bảo trì.Nếu một số khu vực nhất định của chất nền nhất định được để lộ ra ngoài hoặc không cần che chắn EMI thì chất nền đó cũng phải được che chắn trước.
Sách trắng: Khi chuyển từ sản xuất theo chủng loại nhỏ sang sản xuất lớn, việc tối ưu hóa thông lượng của nhiều lô sản phẩm khác nhau là rất quan trọng để tối đa hóa năng suất sản xuất.Việc sử dụng đường dây tổng thể… Xem Sách trắng
Thời gian đăng: 19-04-2023