板级埋人式封装工艺流程与技术

板级埋人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。

板级埋人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人式封装结构及工艺的研究，多种板级埋人式封装的实现方式被提出。根据埋人器件类型的不同，可以分为埋人芯片、埋人元件、埋人封装体或混合埋人等方式。

目前，板级埋人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人基板内，并形成埋人组件与基板布线的互连；特别是芯片式埋人，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。

板级埋人式封装（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人基板内层中，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，也可以通过在基板制作过程中进行板级封装的键合或倒装工艺来实现，在基板工艺中直接完成封装，简化从基板到封裝的过程。

(2）用电镀铜直接实现芯片与基板布线的互连，缩短了互连导线的路径，有效减小了寄生值，对于高频信号具有更好的射频性能，对于音频信号具有更优的信号质量，对于数据传输具有更快的速度。

(3）由于芯片或元件被有效地植人基板内层中，因此释放了基板表面的空问，给进一步实现 了D 堆香提供了空间，更容易实现系统级模组封装，如图7-107 所示。图7-108 所示的是埋人式3D堆香封装结构。芯片埋人后，为大电感器件留出了堆香空间，使了D堆叠结构更易实现。图7-109 所示的是元器件板级3D 堆香图，图7-110所示的是板级埋人式封装整板包封效果图。

基于板级埋人式封装特有的结构及性能优势，目前其主要应 用领域集中在模拟类射频及电源产品方面。如RF-IPD、DC/DC 转换器、RFID、MOSFET、小型IC驱动、多芯片系统级模组封装等。

根据埋人器件是正面朝上（Face Up）还是正面朝下 （Face Down)，基板与器件互连时是先钻孔再电镀铜还是先电镀铜再研磨，以及带载板单面电镀或无载板双面同时电镇等不同的组合方式，埋人式封装工艺的实现方式多种多样，但其主要的工艺流程基本相似，如图 7-111 至图7-114 所示。以芯片面朝下带载板单面电镀铜柱再研磨的方式为例，其主要工艺流程为：光刻→电镇线路→光刻→电镀连接铜柱→贴装芯片或元件→压合绝缘材料→研磨露出铜柱→光刻→电镀再布线层→压合绝缘材料→研磨露出外引脚→去除载板及表面处理。

原文标题：板级埋人式封装工艺流程与技术，板級嵌入式封装製程与技術

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