Trendy v pouzdření a propojování moderní substráty a pouzdra
Obsah 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.
Úvod Substráty Vývoj čipů a technologie COB Přímé propojování čipů & Flip Chip &WLP SOP a SOC Pouzdření a bezolovnaté pájky Závěr
2
Úvod • -
Původní pohled na pouzdření rozlišoval následující typy: Plastová pouzdra termosetová, Keramická pouzdra z vysokoteplotních materiálů, Kovová pouzdra se skleněnými zátavami.
•
V současné době začínají převládat pouzdra která umožňují kompaktní, miniaturní provedení. To umožňuje laminovaná keramika, plastové materiály a také anorganické materiály. Tyto tvoří vlastní nosný substrát obvodu nebo elektronického systému, do něhož je integrována také propojovací síť a vývodový systém, případně další pasivní prvky. Vývody mohou být ve tvaru pinů, kontaktních plošek nebo bradavkových (kuličkových) vývodů.
•
Mnohem důležitější je však komplexní pohled na provedení pouzdření (mikro)systému, které obsahuje tři základní technologické oblasti: Mikroelektronika a mikroelektromechanické systémy včetně opto a vf, (Microelectronics, Photonics, MEMS and RF devices), Systémové inženýrství (System Engineering), Systémové pouzdření (System Packaging).
•
Příkladem je mikroprocesor v PC, který je dnes vlastně sub-produktem protože zajišťuje částečnou funkci systému, limitovanou stupněm integrace na úrovni IO a přitom neřeší konečné provedení včetně pouzdření.
3
Substrát – základ pro pouzdření Základní částí integrovaných obvodů a systémů jsou nosné podložky (substráty), které musí splnit následující požadavky: • vytvořit nosič pasivních, aktivních a konstrukčních prvků • zajistit izolaci mezi jednotlivými prvky • odvádět teplo z obvodu • mechanicky chránit celý systém • splňovat elektrické požadavky (stínění, stabilita atd.) • být chemicky odolný vzhledem k prostředí • případně tvořit aktivní část obvodu či systému 4
Substrát – základ pro pouzdření Materiály pro substráty rozdělujeme do tří základních skupin, kterými jsou: • polovodičové materiály (Si, GaAs….) • organické materiály (epoxydové, fenolycké, polyimidové…. polymery) • anorganické ( keramika Al2O3, AlN, skla….) 5
Si •
Výskyt Je druhým nejrozšířenějším prvkem zemské kůry, vyskytuje se pouze ve sloučeninách s oxidačním číslem IV. Jako oxid křemičitý je součástí křemene (písek břehů řek a pouští).
•
Vlastnosti Elementární křemík je podle podmínek přípravy hnědý prášek nebo temně šedá krystalická látka. Má diamantovou strukturu. Je velmi málo reaktivní, s ostatními prvky se slučuje jen za vysokých teplot. Křemík je polovodič.
Je rozpustný v horkých roztocích alkalických hydroxidů: Si + 2 NaOH + H2O Na2SiO3+ 2 H2
Vlastnosti: εr=16.0, μelek=3790cm2/V.s, μděr=1780cm2/V.s, 6
GaAs- galiumarzenid • • • • • • • •
Asi 6x větší pohyblivost elektronů než Si a téměř 2x vyšší maximální driftová rychlost. kratší průletová doba polovodičem -možnost pracovat na vyšších kmitočtech (na stejném kmitočtu může mít prvek GaAs větší rozměry, tj. může zpracovávat větší výkony), geometricky stejné prvky z GaAs a Si mají poměr mezních kmitočtů 4:1 -nižší hodnota sériového odporu, lepší šumové vlastnosti aktivních prvků z GaAs Větší šířka zakázaného pásma GaAs (1.43eV) než Si (1.12eV): možnost práce při vyšších teplotách, vyšší zpracovávané výkony možnost společné integrace s optoelektrickými prvky (polovodičové lasery, LED), nové optoelektronické integrované obvody(OEIO) Možnost vytváření velmi tenkých heterostruktur (AlGaAs, GaInAs, GaInPAs, apod.)-tloušťka několik atomů - Drahý výchozí materiál (galium)- odpad při výrobě hliníku - Velmi drahá a složitá technologie (nelze využít technologii Si) - Obtížné vytváření kvalitního kysličníku na povrchu GaAs - Asi 3x menší tepelná vodivost GaAs (0.46W/cmK) než u Si (1.41W/cmK) - Špatný odvod tepla (potíže s integrací výkonových prvků) Vlastnosti: εr=12.9,
μelek=8550cm2/V.s,
μděr=400cm2/V.s, 7
Anorganické substráty •
Hlavním důvodem pro použití keramických substrátů jsou vyšší nároky na spolehlivost realizovaného obvodu nebo jeho části. To souvisí s konkrétní aplikací (lékařství, letecký a kosmický průmysl, automobilový průmysl a pod.), nebo přímo vychází z požadavků na požadované vlastnosti obvodu (výkonové zatížení, mikrovlnné aplikace, nutnost dodatečného dostavování jmenovité hodnoty rezistorů tzv. aktivním trimováním a pod.). Tabulka I: Vlastnosti anorganických substrátů Parametr / Materiál
96 % Al2O3
99,5 % Al2O3 ∗) 99 % BeO ) AlN
________________________________________ Tepelná vodivost (J.s-1.m-1.K-1) 35 Součinitel teplotní roztažnosti 6,4 ( ppm . K-1) Elektrická pevnost (kV. mm-1) 8 Měrný odpor ( Ω. mm) 7. 10 13 Tangenta ztrátového činitele (%) 0,55 100 MHz Relativní permitivita εr 9
37 6,6
250 5
9 7. 10 13 0,08
14 10 14 0,04
10
6,6
170 4,5 12 > 1013 7 - 20 9 - 10
∗) používá se pro tenkovrstvé obvody ) toxický keramický materiál používaný v omezené míře pro výkonové aplikace
8
Organické substráty Existuje celá řada materiálů, z nichž každý se vyznačuje určitými specifickými vlastnostmi. Patří mezi ně kromě FR-2, 3.4 také jeden z nejdražších, ale nejkvalitnějších materiálů FR-5, ze skupiny laminátů vytvrzovaných epoxidovou pryskyřicí, vyznačující se vysokou tepelnou odolností (v teplotě 150 oC si zachovává po dobu minimálně 1 h 50% pevnost v ohybu).
Tabulka II: Vlastnosti organických substrátů _______________________________________________________________________________ Parametr / Materiál FR-2 FR-3 FR-4 _______________________________________________________________________________ • Permitivita (1 MHz) 4,5 4,6 4,9 • Elektrická pevnost (kV. mm-1) 60 - 70 60 - 65 35 - 65 • Tepelná vodivost (J.s-1.m-1.K-1) 0,24 0,23 0,25 • Součinitel teplotní roztažnosti ( ppm . K-1) 11 13 11 • • Adsorpce vlhkosti (%) 0,8 0,75 0,35 • Pevnost v tahu (Mpa . mm2) 88 83 280
9
Pouzdření Pouzdření je klíčovou oblastí pro další integraci. Stále složitější integrované obvody vyžadují individuální přístup, aby byly splněny požadavky jak technické, tak ekonomické. Ve většině elektronických zařízeních můžeme rozlišit čtyři základní druhy polovodičových součástek ve formě integrovaných obvodů: – mikroprocesory vyžadují pouzdra s počtem vývodů až několik tisíc, které musí vyhovovat co nejvyšším pracovním kmitočtům, řádově až GHz, – cache paměti budou pracovat na stejných kmitočtech jako mikroprocesory, – čipy zařízení ASIC pracují s kmitočtem několika set MHz, přičemž ale požadovaný počet vývodů je běžně až několik set, – také na paměti ROM a DRAM se kladou stále vyšší požadavky. 10
Vývoj čipů a pouzdření
Obr. 1. Znázornění vývoje na čipu 11
Vývoj pouzdření
Obr. 2. Trend vývoje pouzder 12
Pouzdření - Hodnocení a parametry Vzhledem k velké variabilnosti při realizaci multičipových pouzder je třeba hodnotit jednotlivá provedení podle určitých kritérií. Ty vyjadřují do jisté míry vlastnosti z hlediska finálního použití, mezi něž patří především : • • • •
A. B. C. D.
Efektivnost pouzdření. Rychlost (výpočetní výkon). Spolehlivost. Cena. 13
Systémové pouzdření Parametry čipu
Požadavky systému
Výrobní aspekty
- rozměr
- provedení
- manipulace
- výkon
- cena
- koplanarita
- rychlost
- spolehlivost
- pájitelnost
- počet vývodů
- rozměry
- testovatelnost
Základní rysy vývoje pouzder integrovaných obvodů můžeme shrnout do následujících bodů : - rostoucí počet vývodů od původně nejrozšířenějšího počtu 16 na 28, 40, 68, 160, 208 a více, - snižující se rozteč vývodů z 2,54 mm na 1,27 mm, a na 1 mm, 0,762 mm, 0,5 mm, 0,3 mm a méně, - náhrada původního materiálu vývodů (42 % Ni-ocel) materiálem (98 % Cu- SnPbNi) tepelná vodivost - možnost vkládání součástek do patic (především těch, jež se před vsazováním programují), - vznik velkého počtu různých typů pouzder, z nichž každé je vhodné pro určitý typ čipu a použití. 14
Efektivnost pouzdření závisí na rozmístění čipů v pouzdru, jež může být i trojrozměrné; je definována následujícím způsobem: celková aktivní plocha čipů efektivita pouzdření EFP =
------------------------------------
celková plocha multičipového modulu (pouzdra) 15
Efektivita pouzdření U všech typů pouzder je společným požadavkem dosažení co největší efektivity pouzdření, aby mohly být v maximální míře splněny požadavky na miniaturizaci. Cestou k tomu je vývoj v oblasti multičipových modulů a konstrukce nových trojrozměrných pouzder (3D).
Obr.3: 16
Rychlost Rychlost se vyjadřuje z pohledu výpočetních systémů, pro něž jsou multičipové moduly určeny především, jako fiktivní elektrická výkonost . Vyjadřuje se v MIPS (milion instrukcí za sekundu) a je určena délkou cyklu a počtem cyklů na instrukci následovně :
10-6 Výpočetní výkon MIPS (GIPS) = ---------------------------------------------------------------------------(délka strojového cyklu) x ( průměrný počet cyklů na instrukci)
17
Spolehlivost •
Při multičipovém pouzdření jsou vytvořeny předpoklady pro zvýšení spolehlivosti především díky výraznému snížení počtu pájených spojů, • Požadavky na spolehlivost musí být zohledněny již při vlastním návrhu, během výroby kontrolou a řízením jakosti a u konečného výrobku pak možností dostatečného testování.
18
Cena Ke snížení nákladů přispívá minimalizace počtu spojů a jejich délky (úspora materiálů). Jednotlivé kroky technologického procesu se příliš neliší, ať už se jedná o jednočipové nebo vícečipové provedení. Výrazného zlepšení ve všech směrech lze dosáhnout použitím nepouzdřených čipů a polovodičů v provedení Flip Chip
19
Vývoj pouzder
Obr.4: Pouzdra SO, PLCC, QFP
20
Pouzdření – plocha pouzdra vs. Počet vývodů
Obr.5: Plocha pouzdra vs. Počet vývodů
21
Pouzdření – rozměr pouzdra vs. Počet vývodů
Obr.6: Počet vývodů vs. Rozměr pouzdra
22
Pouzdra QFP - standardizace
Obr.7: Sjednocení rozměrů u pouzder QFP
23
Koplanarita vývodů
Počet souč. [ ks ] 100
pouzdro
80 0,1 ± 0,05 mm - so (“stand off”)
0,15 mm
60 vývody
koplanarita ko≤ 0,8 mm
40 20 0 10 20 30 40 50 60 70 [µm] ko
Obr.8: Měření rovinnosti vývodů 24
Integrace v pouzdření
SYSTÉM
IO
Limity pouzdření:
SOC SOP Pouzdřená součástka
Cena Pouzdřený systém
Provedení Velikost
POUZDRO
Spolehlivost
Obr.9: Vývoj integrace v pouzdření 25
Provedení vývodů
Al
Si
Flip Chip
Metalizace (UBM) Pasivace
Vývod
Substrát a)
b) Obr.10: Vývody J-lead, Gull wing a kulové 26
Tvary vývodů
Obr.11: Vývody po zapájení 27
Pouzdra SMD
Obr.12: Plastová pouzdra pro povrchovou montáž
28
Pouzdra SMD
Obr.13: Pouzdra Small Outline
29
Pouzdra CC (chip carrier) Počet vývodů 18 24 40 64 (a)
Pokovení
(b)
Poměr nejdelšího vývodu k nejkratšímu CC : DIL 1 : 2 1 : 4 1 : 5 1 : 6 (c)
CC
DIL
Obr.14: Pouzdro CC a jeho přednosti vs. DIL 30
Pouzdra BGA vodivé lepidlo
kulové vývody vícevrstvá DPS
termokomp. Au spoje čipy
epoxy (překrytí) 1.2 mm
0.5 mm
1.1 - 1.5 mm
FR 4 SnPb s 2% Ag eutektická pájka
nepájivá maska
podhled
Obr.15: Pouzdro BGA s kulovými vývody 31
CSP
Obr.16: Pouzdra Chip Scale Package
32
CSP stacked
Obr.17: Stacked CSP pouzdro 33
MCM (Multičipové moduly) účinné a spolehlivé pouzdření efektivní odvod tepla ze všech čipů
malá vzdálenost mezi čipy
nízká dielektrická konstanta
velký počet vstupů a výstupů na čipu
vysoká propojovací hustota vysoká vodivost spojů
velký počet vstupů a výstupů multičipového modulu vysoká pracovní rychlost (frekvence) Obr.18: Princip pouzdření MCM 34
MCM
Obr.19: MCM provedení 35
MCM chladič pouzdro odvádějící teplo
písty 2 tenké vrstvy pro redistribuci signálu
čipy
63 vrstev na keramickém substrátu
vstupní a výstupní vývody Obr.20: Výkonové MCM pouzdření
36
MCM Tabulka II: Různé typu puzder MCM __________________________________________________________________________________________ Parametr MCM-L MCM-C MCM-D PM ) __________________________________________________________________________________________ Objem (cm-3) 34,4 21,3 5,4 821 Hmotnost (g) 64,1 92,8 10,7 690 Zpoždění signálu (ps) 297/518 271/473 172/300 770/1344 (průměrné/maximální) Min. šířka spoje ( m) 80 100 25 Vzdálenost spojů ( m) 700 120 50 Cena (USD) 6193/4954 6788/5770 7176/4630 7094/3547 (1000ks/10000ks) __________________________________________________________________________________________ ) PM - povrchová montáž
37
LTCC •
• • • • • •
Technologie LTCC (Low Temperature Cofired Ceramic) nachází své uplatnění zejména v mikrovlnných aplikacích. Žádné jiné technologie nevykazují takovou rovnováhu mezi různými parametry, jako jsou nízké ztráty ve vodičích, přesné rozměry, cena, spolehlivost atd. Jedná se o technologii realizovanou na keramickém substrátu, jehož vlastnosti se mírně liší od vlastností klasických keramických materiálů. Charakteristické vlastnosti technologie LTCC lze shrnout do těchto bodů: nízké dielektrické ztráty přesně definovaná relativní permitivita, neměnná s frekvencí přesné, stabilní rozměry výborný rozvod tepla možnost integrování pasivních prvků nízká cena
38
LTCC
Obr.21: Low Temperature Cofired Ceramic technologie 39
LTCC • výroba fólie (je vytvářena homogenní a tvárná směs, která se nazývá „slip“ a jež se nanáší na podložku, obvykle polyesterovou fólii; fólie poté projde vysoušecím procesem a dále zařízením, kde se upravuje tloušťka na požadovanou hodnotu - 50µm až 200 µm; 40
LTCC •
ražení děr a výroba propojů (propoje jsou vlastně malé díry v jednotlivých vrstvách substrátu, které se později plní vodivou pastou, vytvářejí se vrtáním, ražením nebo laserem a mají obvykle průměr 0,1 až 0,2 mm).
41
LTCC •
sítotisk (zahrnuje realizaci vodivých drah a pasivních prvků, nejdříve se tisknou vodivé dráhy standardní tlustovrstvou technologií a používá se jak bezkontaktních metod (sítotisk) tak i leptací procesy; podle potřeby jsou pak na jednotlivé vrstvy substrátu dotištěny další pasivní prvky). 42
LTCC •
laminování (po kontrole všech fólií jsou tyto zkompletované; srovnané vrstvy jsou k sobě stlačeny po dobu přibližně 10 minut za současného působení teploty a tlaku - obvykle 70°C při tlaku asi 2100 N/cm2; laminování může být isostatické (působení tlaku ve všech směrech) nebo uniaxiální (tlak působí v jedné ose). 43
LTCC •
výpal (je závěrečnou částí výrobního procesu; typický vypalovací profil pro LTCC je znázorněn na obr. 2-38:; nejvyšší teplota 850°C po dobu 15 minut je v žárovém pásmu; celý proces trvá 2 až 10 hodin podle složitosti struktury a použitých materiálů). 44
LTCC •
povýpalové operace (lze mezi ně zařadit tvorbu vodivých drah a přesných rezistorů na povrchu substrátu; dělení desek s vypálenými substráty tato operace může následovat i před výpalem ale při menší tloušťce výsledného substrátu ji lze provést až jako poslední krok; provádí se řezáním laserem nebo ultrazvukem; patří sem i závěrečné testování elektrických parametrů struktury). 45
LTCC
Obr.22: Teplotní profil výpalu LTCC 46
LTCC
Obr.23: Oscilátor v provedení LTCC
47
Flip Chip
Obr.24: Provedení Flip Chip
48
Flip chip – náhradní obvod elektrický
Obr.25: Náhradní elektrický obvod FCH
49
Flip Chip • Model je sestaven ze sériového a paralelního spojení několika pasivních prvků nahrazujících jednotlivé vlivy působící na cestě signálu, přičemž signál postupuje od zdroje k přijímači. Přitom prochází cestou k vývodu čipu přes odpor R výst, jenž se chová na výstupu jako C-L-C článek. Tento vyjadřuje právě vliv samotných vývodů na čipu. Čas pro přenos signálu, resp. čas který potřebuje signál na překonání vzdálenosti z čipu na další aktivní místo je přímo úměrný vzdálenosti a dán vztahem: • tz ≈ l ,εr, C, L, kde l je vzdálenost kterou musí signál překonat εr je permitivita vyjadřující vlastnost substrátu C, L jsou kapacita a indukčnost vývodů 50
C a L pouzder •
Typický průměr kulových vývodů se pohybuje kolem 0,2 mm, což je oproti délce drátků přibližně 10x méně (Wire bonding ≅ 2,5 mm). Právě tato skutečnost výrazně ovlivňuje kapacitu a indukčnost vývodů, jak je patrné z tab.
Tabulka IV : Typické hodnoty kapacity a indukčnosti vývodů
Typ vývodu/pouzdra SOIC PGA Wire Bonding TAB Flip Chip
pF 1 1 0,5 0,6 0,1
nH 1 – 12 2 1 - 2 1 - 6 0,01 51
Flip Chip náhradní obvod - tepelný
Obr.26: Náhradní tepelný obvod pro FCH
52
Analogie el. proud - teplo Náhradní obvod je odporová síť obsahující větve a uzly, které vytvářejí smyčky a uzlové dvojice. Uzel je bod sítě, v němž se stýkají obvodové prvky. Je na něm v určitém čase jen jedno oteplení. Větev náhradního obvodu je tepelně vodivá cesta mezi dvěma uzly. Zdroj tepelného toku mezi dvěma uzly nepředstavuje větev (přerušuje vodivou cestu). O uzlech a smyčkách platí podle teorie elektrických obvodů Kirchhoffovy zákony. Pro uzel platí I. Kirchhoffův zákon:
∑Φ = 0 Podobně pro nezávislou smyčku platí II. Kirchhoffův zákon:
∑ ∆T + ∑ R ⋅ Φ = 0 V náhradních obvodech se vyskytují obvodové prvky popsané odpovídajícími tepelnými veličinami, které jsou analogické veličinám elektrickým: oteplení (teplotní rozdíl, spád) tepelný tok (výkon) tepelný odpor tepelná vodivost
θT (K) analogie rozdílu el. napětí φ (W) analogie el. proudu R (K.W-1) analogie el. odporu λ (Wm-1.K-1) analogie el vodivosti
53
Analogie el. proud - teplo Můžeme vyjádřit obdobu Ohmova zákona pro tepelný obvod následovně:
∆T = Φ ⋅ R kde θT je tepelný rozdíl, DT=T2-T1, (K) φ je tepelný tok (W) R je tepelný odpor (K.W-1) Podobně pro tepelný odpor platí analogie s elektrickým odporem vycházející z geometrie segmentu a jeho materiálu:
d R= λ⋅A kde R je tepelný odpor (K.W-1) d je vzdálenost míst segmentu na nichž je tepelný rozdíl DT (m) λ je tepelná vodivost materiálu (Wm-1.K-1) A je průřez plochy jimž prochází tok F (m2) 54
Flip chip
Obr.27: Připojení FCH na substrátu 55
3D pouzdra Přístup k řešení 3D struktur: – Kompaktní pouzdra montovaná přímo na nosný substrát, jež jsou často tvořena multičipovými strukturami (MCM) na keramických nebo laminátových podložkách. Připojení těchto pouzder je provedeno některým ze standardních typů vývodů (J, L, BGA) nebo jinými speciálními technikami. – Multisubstrátové struktury (MSM) jsou sestaveny z jednotlivých (dílčích) funkčních částí, jež jsou flexibilně montovány na základě předem stanoveného postupu na základní nosný substrát. Montáž se provádí nejen horizontálně ale i vertikálně, což vytváří třírozměrnou strukturu. Z dosavadního stavu ve světě lze usuzovat, že vývoj v této oblasti probíhá pro potřeby různých aplikací, např. pro spotřební elektroniku, vojenský průmysl i další. V současné době je patentována celá řada provedení od několika desítek výrobců. 56
3D struktury
Obr.28:
•
je vytvořeno spojením keramických AlN substrátů, kde každý modul je hermeticky zapouzdřen a propojení je provedeno několika vnějšími kulovými vývody přes distanční část pájením přetavením.
•
využívá hranové spoje na bočních úzkých stranách. Jednotlivé substráty mohou využívat obě strany a jsou elektricky propojeny bočním vodivým polem s pomocí pájených spojů. Takový modul může být dále připojen jak pájením, tak drátkovým propojením (wire bonding).
57
3D –hranové propojení
Obr.29
V prvém případě (vlevo) se jedná o spojení dvou FR-4 substrátů, v druhém (vpravo) pak o propojení FR-4 s keramikou. Pro vyrovnání rozdílu v koeficientech tepelné roztažnosti je použit FR-4 mezirámeček s hranovými spoji.
58
WLP
Obr.30: Technologický proces při výrobě WLP 59
WLP
Obr.31: Detailní znázornění procesu WLP 60
WLP
Obr.32: Jeden vývode WLP
61
4. Přímé připojení čipu na substrát
Obr. 33. WLP vs. Konvenční provedení 62
4. Přímé připojení čipu na substrát
Obr. 34. Sedm oblastí souvisejících s provedením miniaturizovaného WLP 63
5. SOP vs. SOC • SOC – Systém na čipu •
•
Mikroelektronika se vyznačovala od dob kdy byl uveden na trh tranzistor snahou integrovat na čip co nejvíce prvků a tak vznikaly stále složitější integrované obvody. SOC je uspořádání, jež na čipu sdružuje jednotlivé funkční bloky systému (procesor, paměti, logické obvody atd.).
SOC má omezení: funkční (rychlost signálu na čipu vs. Pouzdře - SiO2) engineering (cena, návrhové prostředky, time to market)
• SOP – Systém v pouzdře •
Převážná část dnešní přenosné elektroniky využívá multičipové řešení (MCM) v různém provedení, jež obyčejně integruje heterogenní součástky na společném propojovacím substrátu (procesor, paměti, logické obvody…) Zde je mezi SOP a SOC funkční identita 64
SOP
Obr. 35. Příklad pouzdra v provedení SOP 65
6. Pouzdření a bezolovnaté pájky Skutečnosti •
•
•
Na základě výzkumu materiálového inženýrství je patrné, že v současnosti nemůže být aplikována pájková slitina s méně než 60% cínu. Důvodem je stávající materiálová báze a poměry ve složení používaných kovů vzhledem k dynamické smáčivosti v průběhu přetavení (reakce mezi zúčastněnými kovovými materiály při tvorbě slitiny). Byly navrženy různé složení bezolovnatých pájek. Každá z nich má výhody i nevýhody vycházející z jejich složení. Proto je žádoucí při výběru konkrétního typu pájky přihlížet ke konkrétnímu použití. Jako možný standard pro bezolovnaté pájky je pravděpodobné předpokládat slitinu SnAgCu, která se svými vlastnostmi nejvíce blíží slitině SnPb. Má dobré teplotní a mechanické vlastnosti a jen nepatrně vyšší bod tavení. S ohledem na přítomnost Ag je však cena poněkud vyšší. Pozitivní je skutečnost, že je vhodná jak pro pájení vlnou, přetavením, tak i pro ruční pájení.
Další zjištění •
•
Většina bezolovnatých pájek má v běžném rozsahu vyšší odolnost proti mechanickému namáhání. Ale vždy je třeba definovat všechny podmínky (teplotní rozsah, počet cyklů atd.). , neboť potom se může situace výrazně měnit. Stále významnější roli hraje čistota procesu i konečná čistota obvodů. 66
7. Závěr • Moderní pouzdra polovodičových čipů se budou svou velikostí stále více přibližovat vlastní velikosti čipů. Pokud bude celý systém na čipu, bude se jednat o SOC. • Pokud bude systém složen z několika funkčních bloků, budou tyto integrovány na jediném substrátu (SOP). Přitom budou řešeny ve stále větší míře elektrické, mechanické, tepelné a ostatní požadavky. • SOC nebo SOP bude pájen přetavením na nosný modul nebo motherboard tvořící nedílnou součást celého systému. • Nové materiály a technologické postupy budou nacházet uplatnění (procesy TV, TLV, LTCC, CVD a další depozice) 67
