先進(jìn)封裝：埋入式工藝成競(jìng)爭(zhēng)新焦點(diǎn)
[導(dǎo)讀]摘要：高密度、小型化封裝需求在不斷增加，預(yù)計(jì)內(nèi)置元件基板市場(chǎng)會(huì)不斷擴(kuò)大。埋入式技術(shù)的出現(xiàn)蘊(yùn)藏著產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和行業(yè)結(jié)構(gòu)重大變革的可能性。傳統(tǒng)的IC封裝是采用導(dǎo)線框架作為IC導(dǎo)通線路與支撐IC的載具，它連接引腳于導(dǎo)
摘要：高密度、小型化封裝需求在不斷增加，預(yù)計(jì)內(nèi)置元件基板市場(chǎng)會(huì)不斷擴(kuò)大。埋入式技術(shù)的出現(xiàn)蘊(yùn)藏著產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和行業(yè)結(jié)構(gòu)重大變革的可能性。
傳統(tǒng)的IC封裝是采用導(dǎo)線框架作為IC導(dǎo)通線路與支撐IC的載具，它連接引腳于導(dǎo)線框架的兩旁或四周。隨著IC技術(shù)的發(fā)展，引腳數(shù)量增多、布線密度增大、基板層數(shù)增多，傳統(tǒng)封裝形式無(wú)法滿足市場(chǎng)需要。近年來(lái)以BGA、CSP為代表的新型IC封裝形式興起，隨之也產(chǎn)生了一種半導(dǎo)體芯片封裝的新載體——IC封裝基板。
IC封裝基板市場(chǎng)早期，日本搶先占領(lǐng)了絕大多數(shù)市場(chǎng)份額。后續(xù)韓國(guó)、臺(tái)灣地區(qū)封裝基板業(yè)開始興起并快速發(fā)展，與日本逐漸形成“三足鼎立”瓜分世界封裝基板絕大多數(shù)市場(chǎng)的局面。現(xiàn)在日本、臺(tái)灣地區(qū)和韓國(guó)仍是全球IC封裝基板最主要的供應(yīng)地區(qū)，其中日系廠商以Ibiden、Shinko、Kyocera、Eastern等公司較著名;而韓系廠商中以SEMCO、Simmteck、Daeduck等公司為主;臺(tái)灣地區(qū)有名的有UMTC、Nanya、Kinsus和ASEM。
就技術(shù)而言，日本廠商仍較為先進(jìn)。不過(guò)近幾年來(lái)，臺(tái)灣地區(qū)廠商產(chǎn)能已陸續(xù)開出，在較為成熟的產(chǎn)品方面(例如PBGA)更具成本優(yōu)勢(shì)，銷售量不斷攀升，成長(zhǎng)快速。據(jù)市場(chǎng)調(diào)研機(jī)構(gòu)Prismark 2012年的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，在全球前11大基板企業(yè)銷售收入中，臺(tái)灣地區(qū)企業(yè)就占了四家。
國(guó)內(nèi)從事封裝基板生產(chǎn)的企業(yè)并不多，而且大多數(shù)是外商或臺(tái)商獨(dú)資或者是合資企業(yè)。深南電路是國(guó)內(nèi)為數(shù)不多的封裝基板廠家之一，同時(shí)也是國(guó)內(nèi)最早進(jìn)入封裝基板領(lǐng)域的本土公司。該公司是深圳中航集團(tuán)有限公司旗下的國(guó)家級(jí)高新技術(shù)企業(yè)，為實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)升級(jí)轉(zhuǎn)型，并承擔(dān)國(guó)家重大科技專項(xiàng)任務(wù)，在2009年專門組建了封裝基板事業(yè)部，在深圳市建立了研發(fā)及生產(chǎn)制造基地。目前其基板一廠日產(chǎn)能為1,000PNL(16×22英寸)，基板二廠也在今年三月份連線投產(chǎn)，一期日產(chǎn)能1,500PNL，二期規(guī)劃日產(chǎn)能2,500PNL(20×24英寸)。
據(jù)深南電路公司技術(shù)營(yíng)銷經(jīng)理劉良軍介紹，該公司具備PBGA、WB-CSP、被動(dòng)器件埋入等封裝基板批量生產(chǎn)能力，可提供FC-BGA、FC-CSP、FC-POP、FC-SiP等封裝基板樣品。目前基板產(chǎn)品包括BGA、Camera、SiP、Memory、MEMS、RF基板等。
劉良軍指出，封裝基板的趨勢(shì)是薄型化和小型化，要求線距更細(xì)、孔徑更小，這對(duì)材料選擇、表面涂覆技術(shù)和精細(xì)線制作、精細(xì)阻焊等加工工藝提出了更高的挑戰(zhàn)。深南電路也在不斷追趕更加先進(jìn)的封裝基板技術(shù)，目前該公司已量產(chǎn)的基板線寬/線距可達(dá)35/35µm、盲孔/孔徑最小可達(dá)75/175µm、通孔/孔徑100/230µm、阻焊對(duì)位精度±35µm等，表面涂覆材料采用E’lytic Ni/Au、ENEPIG、OSP、AFOP。到明年，這些參數(shù)都將升級(jí)，分別達(dá)到線寬/線距20/20µm、盲孔/孔環(huán)最小可達(dá)65/150µm、通孔/孔徑100/200µm、阻焊對(duì)位精度±20µm，表面涂覆將采取Immersion Tin等新材料。
隨著電子產(chǎn)業(yè)的發(fā)展速度越來(lái)越快，新產(chǎn)品層出不窮，對(duì)上游芯片、封裝的要求也越來(lái)越高。SiP封裝技術(shù)由于具有小型化、高性能、多功能集成等優(yōu)點(diǎn)，可以實(shí)現(xiàn)多個(gè)芯片的集成封裝，能大大節(jié)省產(chǎn)品體積和提高可靠性需求，從而受到了產(chǎn)業(yè)的廣泛關(guān)注。為了滿足業(yè)內(nèi)越來(lái)越多對(duì)SiP封裝的需求，深南電路結(jié)合自身業(yè)務(wù)能力和產(chǎn)業(yè)鏈上下游，提供從SiP設(shè)計(jì)、PCB/基板生產(chǎn)、焊接加工、樣片封裝、測(cè)試等一站式服務(wù)。
用戶只需在流片初期將封裝設(shè)計(jì)需求交給他們，流片結(jié)束后一個(gè)星期左右便可拿到SiP封裝樣片?！拔覀兊腟iP設(shè)計(jì)包括了器件建模和裸片堆疊設(shè)計(jì)、封裝基板設(shè)計(jì)、埋入式有源芯片基板設(shè)計(jì)、埋入式無(wú)源器件基板設(shè)計(jì)等。”劉良軍說(shuō)道，“基于多結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，即封裝實(shí)驗(yàn)線為主平臺(tái)，失效分析、環(huán)境可靠性測(cè)試、信號(hào)功能測(cè)試三個(gè)輔助平臺(tái)，我們形成了SiP封裝技術(shù)研發(fā)關(guān)鍵能力布局，并將產(chǎn)品類型擴(kuò)充至QFN、BGA、LGA、POP、PiP、SiP、3D埋入式等封裝。”
深南電路研發(fā)管理部副總經(jīng)理陳一杲表示，公司基板業(yè)務(wù)以前面對(duì)的客戶多是封裝廠商，但是隨著行業(yè)趨勢(shì)的變化，現(xiàn)在策略慢慢有所調(diào)整，更多面向的是芯片廠商和終端系統(tǒng)廠商，這比直接面向封裝廠來(lái)得更主動(dòng)，把握度更強(qiáng)，因?yàn)樽霎a(chǎn)品定義時(shí)就要考慮到芯片設(shè)計(jì)、封裝設(shè)計(jì)、PCB設(shè)計(jì)等。系統(tǒng)廠商或芯片廠商想要用最低成本、最合理方式做出產(chǎn)品來(lái)，還需要像深南電路這樣的后端企業(yè)來(lái)一起配合。
“對(duì)于芯片或系統(tǒng)廠商來(lái)說(shuō)，想要?jiǎng)?chuàng)新的話必須依賴于先進(jìn)的封裝技術(shù)。我們公司是后端制造上資源整合最完整的企業(yè)，基板、PCB、PCBA、封裝都有能力做，可以幫助他們?cè)诋a(chǎn)品上實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新?！标愐魂秸f(shuō)道，“未來(lái)還有一個(gè)趨勢(shì)是，整個(gè)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)是在慢慢融合和相互合作，不像原來(lái)劃分那么明確。我們提供一站式服務(wù)，是考慮到如果單獨(dú)做封裝或單獨(dú)做基板，最后會(huì)變得無(wú)路可走，因?yàn)闆](méi)有新的東西很難實(shí)現(xiàn)突破，只有把這些東西融合在一起，相互去滲透，整合新技術(shù)，那這些技術(shù)才會(huì)帶來(lái)新的體驗(yàn)和新的競(jìng)爭(zhēng)力?！?BR>
越來(lái)越多的高密度、多功能和小型化需求給封裝和基板都帶來(lái)了新的挑戰(zhàn)，很多新的封裝技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，包括埋入式封裝技術(shù)。埋入式封裝技術(shù)是把電阻、電容、電感等被動(dòng)元件甚至是IC等主動(dòng)器件埋入到印刷電路板內(nèi)部，這種做法可以縮短元件相互之間的線路長(zhǎng)度，改善電氣特性，而且還能提高有效的印制電路板封裝面積，減少大量的印制電路板板面的焊接點(diǎn)，從而提高封裝的可靠性，并降低成本，是一種非常理想的高密度封裝技術(shù)。
據(jù)陳一杲介紹，早期埋入式技術(shù)主要應(yīng)用在PCB上，現(xiàn)在也應(yīng)用到了封裝基板上。在PCB中埋入電阻、電容等被動(dòng)器件已經(jīng)是非常成熟的技術(shù)，深南電路很早就掌握了這類技術(shù)。埋入式技術(shù)從PCB轉(zhuǎn)移到基板上，實(shí)現(xiàn)難度更大，因?yàn)榛宓木?xì)度更高，擊穿厚度更薄，所以要求制造加工能力更強(qiáng)和精準(zhǔn)度更高。不過(guò)因?yàn)榧夹g(shù)原理一樣，所以其在基板上埋入被動(dòng)器件也很快地實(shí)現(xiàn)了量產(chǎn)。[!--empirenews.page--]
傳統(tǒng)的IC封裝是采用導(dǎo)線框架作為IC導(dǎo)通線路與支撐IC的載具，它連接引腳于導(dǎo)線框架的兩旁或四周。隨著IC技術(shù)的發(fā)展，引腳數(shù)量增多、布線密度增大、基板層數(shù)增多，傳統(tǒng)封裝形式無(wú)法滿足市場(chǎng)需要。近年來(lái)以BGA、CSP為代表的新型IC封裝形式興起，隨之也產(chǎn)生了一種半導(dǎo)體芯片封裝的新載體——IC封裝基板。
IC封裝基板市場(chǎng)早期，日本搶先占領(lǐng)了絕大多數(shù)市場(chǎng)份額。后續(xù)韓國(guó)、臺(tái)灣地區(qū)封裝基板業(yè)開始興起并快速發(fā)展，與日本逐漸形成“三足鼎立”瓜分世界封裝基板絕大多數(shù)市場(chǎng)的局面。現(xiàn)在日本、臺(tái)灣地區(qū)和韓國(guó)仍是全球IC封裝基板最主要的供應(yīng)地區(qū)，其中日系廠商以Ibiden、Shinko、Kyocera、Eastern等公司較著名;而韓系廠商中以SEMCO、Simmteck、Daeduck等公司為主;臺(tái)灣地區(qū)有名的有UMTC、Nanya、Kinsus和ASEM。
就技術(shù)而言，日本廠商仍較為先進(jìn)。不過(guò)近幾年來(lái)，臺(tái)灣地區(qū)廠商產(chǎn)能已陸續(xù)開出，在較為成熟的產(chǎn)品方面(例如PBGA)更具成本優(yōu)勢(shì)，銷售量不斷攀升，成長(zhǎng)快速。據(jù)市場(chǎng)調(diào)研機(jī)構(gòu)Prismark 2012年的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，在全球前11大基板企業(yè)銷售收入中，臺(tái)灣地區(qū)企業(yè)就占了四家。
國(guó)內(nèi)從事封裝基板生產(chǎn)的企業(yè)并不多，而且大多數(shù)是外商或臺(tái)商獨(dú)資或者是合資企業(yè)。深南電路是國(guó)內(nèi)為數(shù)不多的封裝基板廠家之一，同時(shí)也是國(guó)內(nèi)最早進(jìn)入封裝基板領(lǐng)域的本土公司。該公司是深圳中航集團(tuán)有限公司旗下的國(guó)家級(jí)高新技術(shù)企業(yè)，為實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)升級(jí)轉(zhuǎn)型，并承擔(dān)國(guó)家重大科技專項(xiàng)任務(wù)，在2009年專門組建了封裝基板事業(yè)部，在深圳市建立了研發(fā)及生產(chǎn)制造基地。目前其基板一廠日產(chǎn)能為1,000PNL(16×22英寸)，基板二廠也在今年三月份連線投產(chǎn)，一期日產(chǎn)能1,500PNL，二期規(guī)劃日產(chǎn)能2,500PNL(20×24英寸)。
據(jù)深南電路公司技術(shù)營(yíng)銷經(jīng)理劉良軍介紹，該公司具備PBGA、WB-CSP、被動(dòng)器件埋入等封裝基板批量生產(chǎn)能力，可提供FC-BGA、FC-CSP、FC-POP、FC-SiP等封裝基板樣品。目前基板產(chǎn)品包括BGA、Camera、SiP、Memory、MEMS、RF基板等。
劉良軍指出，封裝基板的趨勢(shì)是薄型化和小型化，要求線距更細(xì)、孔徑更小，這對(duì)材料選擇、表面涂覆技術(shù)和精細(xì)線制作、精細(xì)阻焊等加工工藝提出了更高的挑戰(zhàn)。深南電路也在不斷追趕更加先進(jìn)的封裝基板技術(shù)，目前該公司已量產(chǎn)的基板線寬/線距可達(dá)35/35µm、盲孔/孔徑最小可達(dá)75/175µm、通孔/孔徑100/230µm、阻焊對(duì)位精度±35µm等，表面涂覆材料采用E’lytic Ni/Au、ENEPIG、OSP、AFOP。到明年，這些參數(shù)都將升級(jí)，分別達(dá)到線寬/線距20/20µm、盲孔/孔環(huán)最小可達(dá)65/150µm、通孔/孔徑100/200µm、阻焊對(duì)位精度±20µm，表面涂覆將采取Immersion Tin等新材料。
隨著電子產(chǎn)業(yè)的發(fā)展速度越來(lái)越快，新產(chǎn)品層出不窮，對(duì)上游芯片、封裝的要求也越來(lái)越高。SiP封裝技術(shù)由于具有小型化、高性能、多功能集成等優(yōu)點(diǎn)，可以實(shí)現(xiàn)多個(gè)芯片的集成封裝，能大大節(jié)省產(chǎn)品體積和提高可靠性需求，從而受到了產(chǎn)業(yè)的廣泛關(guān)注。為了滿足業(yè)內(nèi)越來(lái)越多對(duì)SiP封裝的需求，深南電路結(jié)合自身業(yè)務(wù)能力和產(chǎn)業(yè)鏈上下游，提供從SiP設(shè)計(jì)、PCB/基板生產(chǎn)、焊接加工、樣片封裝、測(cè)試等一站式服務(wù)。
用戶只需在流片初期將封裝設(shè)計(jì)需求交給他們，流片結(jié)束后一個(gè)星期左右便可拿到SiP封裝樣片?！拔覀兊腟iP設(shè)計(jì)包括了器件建模和裸片堆疊設(shè)計(jì)、封裝基板設(shè)計(jì)、埋入式有源芯片基板設(shè)計(jì)、埋入式無(wú)源器件基板設(shè)計(jì)等。”劉良軍說(shuō)道，“基于多結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，即封裝實(shí)驗(yàn)線為主平臺(tái)，失效分析、環(huán)境可靠性測(cè)試、信號(hào)功能測(cè)試三個(gè)輔助平臺(tái)，我們形成了SiP封裝技術(shù)研發(fā)關(guān)鍵能力布局，并將產(chǎn)品類型擴(kuò)充至QFN、BGA、LGA、POP、PiP、SiP、3D埋入式等封裝。”
深南電路研發(fā)管理部副總經(jīng)理陳一杲表示，公司基板業(yè)務(wù)以前面對(duì)的客戶多是封裝廠商，但是隨著行業(yè)趨勢(shì)的變化，現(xiàn)在策略慢慢有所調(diào)整，更多面向的是芯片廠商和終端系統(tǒng)廠商，這比直接面向封裝廠來(lái)得更主動(dòng)，把握度更強(qiáng)，因?yàn)樽霎a(chǎn)品定義時(shí)就要考慮到芯片設(shè)計(jì)、封裝設(shè)計(jì)、PCB設(shè)計(jì)等。系統(tǒng)廠商或芯片廠商想要用最低成本、最合理方式做出產(chǎn)品來(lái)，還需要像深南電路這樣的后端企業(yè)來(lái)一起配合。
“對(duì)于芯片或系統(tǒng)廠商來(lái)說(shuō)，想要?jiǎng)?chuàng)新的話必須依賴于先進(jìn)的封裝技術(shù)。我們公司是后端制造上資源整合最完整的企業(yè)，基板、PCB、PCBA、封裝都有能力做，可以幫助他們?cè)诋a(chǎn)品上實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新?！标愐魂秸f(shuō)道，“未來(lái)還有一個(gè)趨勢(shì)是，整個(gè)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)是在慢慢融合和相互合作，不像原來(lái)劃分那么明確。我們提供一站式服務(wù)，是考慮到如果單獨(dú)做封裝或單獨(dú)做基板，最后會(huì)變得無(wú)路可走，因?yàn)闆](méi)有新的東西很難實(shí)現(xiàn)突破，只有把這些東西融合在一起，相互去滲透，整合新技術(shù)，那這些技術(shù)才會(huì)帶來(lái)新的體驗(yàn)和新的競(jìng)爭(zhēng)力?！?BR>
越來(lái)越多的高密度、多功能和小型化需求給封裝和基板都帶來(lái)了新的挑戰(zhàn)，很多新的封裝技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，包括埋入式封裝技術(shù)。埋入式封裝技術(shù)是把電阻、電容、電感等被動(dòng)元件甚至是IC等主動(dòng)器件埋入到印刷電路板內(nèi)部，這種做法可以縮短元件相互之間的線路長(zhǎng)度，改善電氣特性，而且還能提高有效的印制電路板封裝面積，減少大量的印制電路板板面的焊接點(diǎn)，從而提高封裝的可靠性，并降低成本，是一種非常理想的高密度封裝技術(shù)。
據(jù)陳一杲介紹，早期埋入式技術(shù)主要應(yīng)用在PCB上，現(xiàn)在也應(yīng)用到了封裝基板上。在PCB中埋入電阻、電容等被動(dòng)器件已經(jīng)是非常成熟的技術(shù)，深南電路很早就掌握了這類技術(shù)。埋入式技術(shù)從PCB轉(zhuǎn)移到基板上，實(shí)現(xiàn)難度更大，因?yàn)榛宓木?xì)度更高，擊穿厚度更薄，所以要求制造加工能力更強(qiáng)和精準(zhǔn)度更高。不過(guò)因?yàn)榧夹g(shù)原理一樣，所以其在基板上埋入被動(dòng)器件也很快地實(shí)現(xiàn)了量產(chǎn)。[!--empirenews.page--]
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