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元件全部埋入基板内部的系统集成封装-6

作者:  来源:smt100 

 

埋入无源和有源器件的系统集成封装基板已有产品问世
    以上所述,只是将无源元件埋人基板之中,而在基板表面通过SMT组装、IC封装或某些难以埋人基板内部的无源元件。但是,随着埋人的元源元件数量的增加和表面贴装元件(SMD)引脚数的急增,反而有可能造成引线总长度增加。
    对此,若能连用IC芯片,一起把所有无源、有源元件统统埋入基板内部,则不仅能使有源、无源元件间的引线缩短,提高整体性能,而且对实现超小型、薄型化极为有利。目前,有关这方面的研究开发十分活跃。
    埋置IC芯片的手段,一般是采用芯片电板面朝上的方式,将IC芯片埋于树脂中,仅使电极部分露出,通过互连布线与其它元件相连。这种技术(图15(a))利用薄膜导体所形成的微细图形,可以对应芯片电极的微细化和多端子化。由于引线间距大大缩短,特别适用于高频MCM。而且,这种方法还能制成超薄型封装。

图15 IC芯片埋入树脂系基板的发展趋势

图16 IC芯片埋置基板中的热应力更为复杂
    在这种埋置IC芯片的布线方式中,采用同样的工艺可以将IC芯片按顺序在所定的位置积层,从而可制得三维布置IC芯片的MCM结构(图15(b)),再进一步在层间形成无源元件,则可以制成如图15(c)所示的埋入有源及无源元件的三维MCM模块或基板。
    上述结构与二维MCM相比,可以进一步缩短元件间的布线长度,因此特别适用于高速、高频IC的型装。但是,对于这种情况,由于基板内埋置有热膨胀系数不同的Si芯片,与传统的MCM组装相比,会产生更为复杂的热应力,需要特殊的应变缓和措施(图16)。这种结构的最大难点是,模块制成以后,难以对其中的不良品进行返修更换。从开发初期直到最近,由于获得KGD比较困难,这种方法在用于MCM方面,由于成品率太低,而遇到很大困难。但是,最近由于能较容易地获得KGD,而且由于WLP CSP可以测量和筛选,为这种埋入有源和无源元件的系统集成封装基板的实用化提供了新的机遇。
    图17表示最近开发的埋入IC芯片型集成封装模块的实例。图17(a)表示埋入IC芯片的上层布线中又埋入有C、L、R无源元件的实例(日立制作所),图17(b)表示多个IC芯片埋入树脂基板中的三维集成封装的实例。
 

图17埋入IC芯片集成封装模块的实例
    埋置IC芯片的顺序,需要与前面谈到的埋入无源元件的布线方式相结合,由此可以将所有有源、无源元件埋人基板之中。

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