[導讀]不久前,筆者有機會就半導體封裝技術(shù)之一——無芯基板(無芯轉(zhuǎn)接板)技術(shù)進行了采訪。此次采訪緣于索尼2011年2月宣布在“PlayStation 3(PS3)”的微處理器“Cell Broadband Engine”中采用了這項技術(shù)。索尼從2010年
不久前,筆者有機會就半導體封裝技術(shù)之一——無芯基板(無芯轉(zhuǎn)接板)技術(shù)進行了采訪。此次采訪緣于索尼2011年2月宣布在“PlayStation 3(PS3)”的微處理器“Cell Broadband Engine”中采用了這項技術(shù)。索尼從2010年4月開始為部分PS3的Cell采用無芯基板,目前累計供貨數(shù)量已經(jīng)超過300萬個。
無芯基板是指從積層基板中去除了核心層(使用玻璃環(huán)氧樹脂的支撐體層)的基板。貫穿核心層的金屬鍍通孔(PTH)的電感成分較大,是導致半導體芯片電源噪聲增加的因素。去除含有PTH的核心層,只使用高密度布線層,即積層層,可以提高半導體封裝的性能。而且,這樣可以提高布線的自由度,能夠通過減少基板層數(shù)降低成本。
這項技術(shù)其實在10余年前就已經(jīng)由基板廠商開發(fā)出來了。此前曾在超級計算機和服務(wù)器使用的微處理器等元件中部分采用過,但基本沒有應(yīng)用于消費產(chǎn)品。原因是封裝組裝工序必須配合無芯基板進行調(diào)整。因為無芯基板沒有核心層,所以存在容易曲翹、容易破裂、破碎的缺點。因此,在封裝組裝工序中,需要追加防止基板曲翹和破碎的機構(gòu)。追加設(shè)備的成本阻礙了該技術(shù)的普及。
索尼之所以決定采用無芯基板,估計是判斷,即使追加成本,整體成本仍然可以降低的緣故。對于使用傳統(tǒng)積層基板的Cell,核心層需要3000~4000個PTH,鉆孔加工費負擔沉重。改換無芯基板不僅可以消除這部分負擔,還能夠提高布線設(shè)計的自由度,把基板的層數(shù)從8層減少為7層。而且,索尼還有意把這種使用無芯基板的封裝技術(shù)作為自身優(yōu)勢,積極外銷,借此彌補追加成本。另外,索尼的無芯基板是由外部基板廠商提供的。
無芯基板技術(shù)今后將會普及到何種程度?從現(xiàn)狀看來,這項技術(shù)的應(yīng)用有望延伸到面向網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的ASIC和FPGA等領(lǐng)域。今后值得關(guān)注的是能否得到個人電腦微處理器的采用。關(guān)于這一點,筆者在此次的采訪中未能得到充分的回答,從目前的情況來看,似乎還需要一些時間。因為大量穩(wěn)定供應(yīng)無芯基板的體制尚未建立起來。
但基于索尼的應(yīng)用案例,準備提供無芯基板的廠商確實在大量出現(xiàn)。今后,如果無芯基板的成本隨著供貨數(shù)量的增加下降,得到美國英特爾等微處理器廠商的采用便也變得順理成章。積層基板剛問世時,也曾有過相同的經(jīng)歷。積層基板作為日本開發(fā)的技術(shù)普及到了全球。希望這次的無芯基板也能夠從日本走向世界。 (記者:木村 雅秀)
無芯基板是指從積層基板中去除了核心層(使用玻璃環(huán)氧樹脂的支撐體層)的基板。貫穿核心層的金屬鍍通孔(PTH)的電感成分較大,是導致半導體芯片電源噪聲增加的因素。去除含有PTH的核心層,只使用高密度布線層,即積層層,可以提高半導體封裝的性能。而且,這樣可以提高布線的自由度,能夠通過減少基板層數(shù)降低成本。
這項技術(shù)其實在10余年前就已經(jīng)由基板廠商開發(fā)出來了。此前曾在超級計算機和服務(wù)器使用的微處理器等元件中部分采用過,但基本沒有應(yīng)用于消費產(chǎn)品。原因是封裝組裝工序必須配合無芯基板進行調(diào)整。因為無芯基板沒有核心層,所以存在容易曲翹、容易破裂、破碎的缺點。因此,在封裝組裝工序中,需要追加防止基板曲翹和破碎的機構(gòu)。追加設(shè)備的成本阻礙了該技術(shù)的普及。
索尼之所以決定采用無芯基板,估計是判斷,即使追加成本,整體成本仍然可以降低的緣故。對于使用傳統(tǒng)積層基板的Cell,核心層需要3000~4000個PTH,鉆孔加工費負擔沉重。改換無芯基板不僅可以消除這部分負擔,還能夠提高布線設(shè)計的自由度,把基板的層數(shù)從8層減少為7層。而且,索尼還有意把這種使用無芯基板的封裝技術(shù)作為自身優(yōu)勢,積極外銷,借此彌補追加成本。另外,索尼的無芯基板是由外部基板廠商提供的。
無芯基板技術(shù)今后將會普及到何種程度?從現(xiàn)狀看來,這項技術(shù)的應(yīng)用有望延伸到面向網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的ASIC和FPGA等領(lǐng)域。今后值得關(guān)注的是能否得到個人電腦微處理器的采用。關(guān)于這一點,筆者在此次的采訪中未能得到充分的回答,從目前的情況來看,似乎還需要一些時間。因為大量穩(wěn)定供應(yīng)無芯基板的體制尚未建立起來。
但基于索尼的應(yīng)用案例,準備提供無芯基板的廠商確實在大量出現(xiàn)。今后,如果無芯基板的成本隨著供貨數(shù)量的增加下降,得到美國英特爾等微處理器廠商的采用便也變得順理成章。積層基板剛問世時,也曾有過相同的經(jīng)歷。積層基板作為日本開發(fā)的技術(shù)普及到了全球。希望這次的無芯基板也能夠從日本走向世界。 (記者:木村 雅秀)





