Uso de circuitos integrados destapados en producción

Estábamos buscando un tipo muy específico de ADC en un paquete pequeño para uno de nuestros proyectos y encontramos algo adecuado en un TSSOP. Queríamos ahorrar más espacio, así que buscamos troqueles desnudos; el fabricante confirmó que los troqueles tienen un cuadrado de 2 mm, pero dijo que tendríamos que pedir "algunos millones" para que valiera la pena proporcionarlos. Necesitábamos tal vez 500/año y el presupuesto no es enorme, así que ese fue el final y decidimos hacer otra cosa.

Pero tenía curiosidad: ¿Qué hace la gente cuando quiere pequeñas cantidades de troqueles desnudos? ¿Alguien destapa los circuitos integrados y usa los troqueles en la producción? Si es así, ¿se puede hacer que el proceso sea confiable y, aproximadamente, qué tan costoso es?

Si alguien tiene ejemplos de productos o estudios de casos, sería muy interesante.

No es una respuesta, solo una advertencia: los semiconductores pueden ser sensibles a la luz: Raspberry Pi Xenon Death Flash .
Si hay un número suficiente de compradores de bajo volumen para un producto con el que un fabricante no quiere tratar, un mayorista comprará lotes de gran volumen y los revenderá a clientes de bajo volumen. Si no hay un volumen suficiente, los clientes potenciales "hacen otra cosa".
@AndrewMorton En este caso hipotético, la matriz se pegaría a una PCB junto con algunos otros componentes y luego se encapsularía. Así que eso no debería ser un problema. De todos modos, no me gustaría dejar abierto el troquel desnudo, ya que las uniones de alambre serán muy frágiles.
Yo diría que los diseñadores primero buscan piezas de CSP como bga antes de tratar de obtener una matriz desnuda.
@CharlesCowie AFAIK en este caso eso no está sucediendo, o el fabricante probablemente habría mencionado que proporciona troqueles desnudos a un revendedor. Lo interesante es que podríamos haber estado dispuestos a pagar £ 50-100 cada uno por el empaque más pequeño si no hubiéramos tenido la otra opción, de ahí mi curiosidad.
@sstobbe BGA sería mucho mejor y más fácil que el troquel desnudo, pero el fabricante definitivamente no va a hacer eso por nosotros. Mientras que, al menos en teoría, se podrían eliminar números más pequeños del TSSOP fácilmente disponible. De ahí que me pregunte si alguien hizo eso.
El hecho de que no parezca haber un canal de suministro disponible es una buena indicación de que aquí hay muy poca demanda. Si no obtiene una respuesta aquí dentro de unos días, eso sería una indicación adicional de una demanda muy baja. Sin embargo, no hay una gran cantidad de personas que respondan preguntas aquí y la experiencia es diversa. Para su proyecto, ¿decapó algunos circuitos integrados para ver si parecía factible?
@CharlesCowie No he intentado destapar ningún circuito integrado. Dado que probablemente no sea una ruta viable hacia la producción, en este momento no puedo justificar el tiempo dedicado a ello. Sin embargo, tal vez probemos uno o dos en otro momento, ya que podría conducir a algunos prototipos impresionantemente pequeños para presumir. Este es en gran medida un caso hipotético en este momento.
Los informes de destapado que he leído hacen uso de ácidos concentrados calientes porque el epoxi (generalmente relleno de vidrio) es bastante bueno, esto corre el riesgo de la metalización y cualquier parte expuesta por el recorte con láser. Sin embargo, podría haber un caso para probar solventes no polares supercríticos (DCM, etc.) y disrupción ultrasónica para eliminar el epoxi. Busque algunos papeles, tal vez sea una cosa.
Si tiene las herramientas, puede cortar las uniones del cable en el lado del marco del cable y dejarlas colgando, luego usar microcirugía y alinearlas manualmente y unirlas ultrasónicamente a sus nuevos rastros en el sustrato.

Respuestas (4)

No puedo hablar por todos los fabricantes o todas las líneas de productos, pero he trabajado como ingeniero de aplicaciones en Maxim Integrated Products durante más de 25 años.

Usted menciona que el producto en cuestión es una especie de ADC, por lo que se realizarán muchos ajustes internos después del empaque, durante la prueba final. (por ejemplo, ajuste de polarización, ajuste de referencia, linealidad, etc.) Y ese programa de prueba final posterior al empaque utiliza comandos secretos de "modo de prueba", que son confidenciales para la empresa. (Si fuera un cliente principal/estratégico/clave, estos podrían estar disponibles bajo NDA, pero tendría esa conversación con el gerente comercial, no conmigo).

Destapar el chip de un TSSOP y arrancarlo del marco conductor (normalmente una unión epóxica conductora) definitivamente someterá al chip a tensiones mecánicas más allá de sus límites de diseño. Es muy probable que esto degrade su rendimiento de forma permanente. El diseño moderno de circuitos integrados utiliza la tecnología MEMS para aliviar las tensiones mecánicas internas del paquete; de ​​lo contrario, esas fuerzas mecánicas en el chip degradarían el rendimiento. Si está tratando de obtener un rendimiento decente de 20 bits (o incluso de 12 bits) de un chip ADC, someterlo a ese tipo de violencia mecánica podría arruinar su linealidad, haciendo que todo el ejercicio sea inútil.

Es posible que pueda salirse con la suya destapando un chip digital puro, pero para una precisión analógica, le recomiendo encarecidamente que lo reconsidere. Acabo de mirar nuestra guía de selección de productos en línea (ADC de precisión) y encontré algunos ADC SAR de 12 bits/16 bits que son más pequeños que 4 mm2 (el único requisito que mencionó). Esto incluye piezas empaquetadas de nivel de oblea WLP, que es bastante similar al troquel desnudo, pero es un poco más agradable de manejar.

Gracias, eso es muy interesante. En realidad, es un convertidor de capacitancia a digital ΣΔ que estábamos viendo, lo que reduce considerablemente nuestras opciones de empaque. Hipotéticamente, recortaríamos el marco de plomo en lugar de tratar de deshacernos del epoxi de fijación del troquel. Sin embargo, no me había dado cuenta de cuán sensibles a la tensión podrían ser los chips, por el sonido, incluso jugar con los cables podría generar demasiada tensión.

He usado IC destapado en pico-sondeo para la depuración de silicio. (Donde quita la capa superior y de pasivación y luego coloca las agujas de la sonda en el dado) El destapado se realiza con una bomba especial de ácido caliente y una "ventana" de goma especial. La idea de destapar es tener un paquete más o menos completo pero tener acceso al silicio.

  1. No ahorras espacio. Tienes todo el paquete pero solo con un agujero en la parte de arriba.

  2. Los cables de enlace todavía estaban allí, por lo que no hay matriz limpia.

Podría intentar arrojar un paquete de papas fritas en ácido hirviendo y ver qué sale. Pero supongo que las almohadillas adhesivas ya no se podrán utilizar.

Soy consciente de este tipo de proceso de destapado, y como dices no nos ahorra espacio. Podría probar el enfoque de ácido hirviendo, pero espero que rompa los enlaces. Tal vez, en última instancia, podría obtener un troquel que funcione para usar en un prototipo, pero estoy realmente interesado en saber si alguien tiene un proceso/servicio que pueda hacerlo de manera suficientemente confiable para la producción.

El fabricante no creará una nueva variante de paquete por su cuenta, ya que tiene que volver a realizar toda la caracterización. No puede garantizar las mismas especificaciones en un paquete diferente, esto requiere pruebas y validación.

Podrían estar dispuestos a hacer esto a menor escala, a un precio más alto para descargar el riesgo.
Deberá pagar por adelantado o firmar contratos.

Destapar para recuperar los troqueles no es el único paso. También hay que quitarlo del marco de plomo, que está pegado. Y vuelva a hacer la unión de cables.

marco de plomo qfp

Eliminar la unión de cables es algo de lo que no había oído hablar antes.

La cantidad de equipo especializado y habilidad requerida para desarrollar y realizar esta operación será significativa.

Reconozco que si pudiera obtener un puñado de chips con ese aspecto, podría hacer un trabajo decente al usar uno en un prototipo. Probablemente iríamos cortando las uniones de alambre cerca del marco de plomo, luego recortaríamos el marco de plomo con una sierra para lodo o algo similar. Si hay espacio para unir cables nuevos en las almohadillas de unión de cables, genial, si no, entonces podríamos doblar los existentes y conectarlos a una placa de circuito impreso con epoxi de unión de troqueles. Sin embargo, el rendimiento no sería lo suficientemente bueno para la producción. Realmente me preguntaba si alguien sabía de un proceso/servicio que daría buenos rendimientos.

Creo que IS I o Quik-Pak pueden trabajar con usted para el reenvasado, y ambos están acostumbrados a clientes de menor volumen. Otro cartel señaló un potencial obstáculo, la sintonización de fábrica en el ADC. Dependiendo de las especificaciones del ADC, el empaque puede estar codiseñado con el IC. El nuevo paquete puede requerir una cuidadosa atención para lograr las especificaciones del original.