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板级埋入式封装工艺流程与技术,板級嵌入式封装製程与技術
来源: | 作者:Viki | 发布时间: 2023-05-09 | 661 次浏览 | 分享到:

板级埋入式封装是一种在基板制造工艺的基础上融合芯片封装工艺及 SMT工艺的集成封装技术,既可以是单芯片封装、多芯片封装,也可以是模组封装、堆叠封装。与传统封装中在基板表面贴装芯片或元件不同,板级埋人式封装直接将芯片或元件嵌人基板中间,因此它具有更短的互连路径、更小的体积、更优的电热性能及更高的集成度。

板级埋入式封装概念的提出最早可以追湖到 1969 年通用电气公司提出的一种带有埋置芯片结构的高密度 PCB,如图所示。该概念提出后,由于受当时的工艺及材料性能的限制,并没有得以成功实现。

随着基板工艺的不断发展及材料性能的不断提升,电子产品不断向高性能多功能、小型化的方向发展,它在推动半导体芯片制造工艺不断向尺寸微缩方向前进的同时,也推动着芯片封装技术不断突破原有的封装结构,向新的三维堆孴封装、模组封装方向发展。这一发展趋势再次推动多家厂商和研究机构积极投人对埋入式封装结构及工艺的研究,多种板级埋入式封装的实现方式被提出。根据埋入器件类型的不同,可以分为埋入芯片、埋人元件、埋入封装体或混合埋入等方式。

目前,板级埋入式封装的主要代表技术有 Intel 的无凸点积层封装技术(Bumpless Build Up Layer, BBUL)、德国 Fraunhofer IZM 研究所的 CiP ( Chip inPolymer)技术、芬兰 Imbera 的IMB (Integrated Module Board)技术、AT&S公司的 ECT ( Embedded Component Technology)技术、日本oki公司的 EAD(Eimbedded Active Device)技术等,尽管它们各自采用了不同的命名方式,但其核心工艺都集中在如下两个方面。

(1) 如何有效、可靠地将芯片或元件植入基板内,并形成埋入组件与基板布线的互连;特别是芯片式埋入,成品率对于成本的影响至关重要。

(2)如何通过结构设计解决在工作状态下因器件散热带来的不同 CTE 材料(如芯片、基板及铜布线)之问热应力的有效匹配问题,防止由于不平衡的热应力或应变带来芯片裂纹、铜导线开裂、分层等结构及性能失效问题的发生。

板级埋入式封装(见图7-104) 与传统键合封装(见图7-105)和常规倒装封装(见图 7-106)相比,其最大的不同在于芯片或元件由放置基板表面上变为嵌入基板内层中,因此它具有如下特有的优势及性能。

(1) 芯片与基板之间的互连既可以直接通过电镀铜来实现,也可以通过在