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印刷線路板組裝與高密度電路板的關系

2016年07月15日09:04 

電子設備在設計之初基本功能被決定了之后,設計者會將非標準的元件設計完成交給晶圓廠制作,其他的一般標準元件則由市場上取得。這些的訂制元件制作出來后,會經過晶片構裝的程序將晶片作成適合組裝的零件。零件完成再經過組裝焊接等程序安裝在介面卡或母板(印刷線路板)上,這樣的程序就是一般電子設備的制作程序。

晶圓的制作被定義為零階構裝,將晶片作出適合組裝的狀態叫做一階構裝,一階構裝的零件焊接安裝到介面卡上被稱為二階構裝,介面卡裝上母板被稱為三階構裝,這是一般電子產業對于整體電子產品的工作階層分類的方式。因此對于不同的電子產品,大致上都可以用這樣的觀點來進行了解。圖2.13所示為常見于相關讀物的整體電子設備構裝關系。

整體的電子設備以主動元件的晶片及許多的被動元件為最小單位,這些元件隨著技術的進步而逐年高密度化、小型化、多功能化。雖然所謂的系統晶片是一個早就有的理想,但在實務的世界對較復雜的系統仍有窒凝難行的地方,因此印刷線路板仍然必須扮演穿針引線的角色,這也再度突顯高密度元件必須有高密度電路板支援的事實。

從半導體的裸晶做成封閉顆粒或直接裝載到板面上,較復雜的封裝顆粒經過封閉仍會安裝到印刷線路板上,介面卡也與主機板完成組合,雖然不是所有的電子設備都遵循同樣的模式,但大致的結構會相似。

例如:行動電話、錄影機、數們像機、個人電腦等等,都有類似的結構而只是復雜度與細密度不同而已。至于系統產品則如通信機房用的背板,那就是另一種不同用途的印刷線路板,也因此有部分的人將電路板分為所謂的功能板及互連板兩類,而一般的互連板多數都是高度整合的大型系統所使用。

近年來由于電子設備的功能整合趨于復雜,相對的半導體構裝也跟著走向高腳位高密度化,傳統的導線架構裝已不能完全滿足半導體構裝的需求。因此多晶粒模組、裸晶粒直接裝載、轉接板構裝、晶片尺寸構裝、晶片及構裝、針狀陣列構裝PGA、球狀陣列構裝、柱狀陣列構裝等構裝方式在各個不同領域出現,而他們與印刷線路板連接也就呈現了多樣的變化。

目前印刷線路板的角色已不再只是元件的承載平臺而已,在多數電子構裝場合,高階的塑膠載板已經開始負擔高密度晶片組裝的任務。圖2.14所示,為塑膠構裝載板的范例。

印刷線路板組裝與高密度電路板的關系

依據摩爾定律,有人大膽推估在2014年時,大型的構裝將需要外接點每一平方英寸2900點的接點密度,至于內接點則需要約第一平方英寸1600-8800點,其間距與密度的提升究竟要如何達成是一個你我都值得期待與努力的課題。圖2.15所示為陣列式線路結構變化的現象范例。

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