4、AiP技术在材料、工艺、设计、测试等方面的新进展
半导体封装材料与工艺是实现AiP技术的基础,测试是验证AiP性能是否达到设计指标要求的必要手段。毫米波通信与雷达系统对AiP技术的要求都给半导体封装材料与工艺及测试带来了很大的挑战,但也提供了巨大的商机。下面作者重点介绍毫米波AiP技术在材料、工艺、设计、测试等方面的新进展。
4.1 材料
封装天线介质材料主要有陶瓷、有机、模塑化合物三种,导体材料有金、银、铜三种。陶瓷材料是低温共烧陶瓷(LTCC)工艺必用的,典型代表是Ferro A6系列。最近,我国量子汇景公司属下晶材科技开发的陶瓷材料MG60介电常数为5.9±0.2,损耗角正切大约0.002,具有可与Ferro A6 相媲美的特性,但是价格却相对低廉。MG60 的生瓷带标准厚度为120µm, 标准宽幅规格为6英寸,8英寸;可依据客户要求进行定制。卷料、裁剪好的方形片料可供客户选择[26]。
有机材料在高密度互连(HDI)工艺中得到广泛应用,它的种类很多,比如有玻璃纤维环氧树脂(FR4)、液晶聚合物(LCP)、陶瓷填充聚四氟乙烯(RO4000)等[27-29]。在这些有机材料中,LCP具有良好的介质特性,标称介电常数为2.9,损耗角正切为0.003,非常适合于设计封装天线,而FR4则具有成本低廉的优势。
模塑化合物(molding compound)是晶圆级扇出式封装(FOWLP)工艺中再造晶圆的必用材料,近期也在尝试着用在设计封装天线上[30-32]。表1是两种模塑化合物的介电常数及损耗角正切。第一种模塑化合物的相关值是通过谐振法在24-36GHz频段提取出来的。第二种模塑化合物在不同频段相关值是通过自由空间法所得到。从表中可以看出,模塑化合物介电常数基本不随频率变化而变化,损耗角正切则随频率升高而增加。此外,在晶圆级扇出式封装工艺中还需用到聚合物介质,它的介电常数与模塑化合物相近,但损耗角正切一般高一个量级。
表1、模塑化合物介电特性
4、AiP技术在材料、工艺、设计、测试等方面的新进展
半导体封装材料与工艺是实现AiP技术的基础,测试是验证AiP性能是否达到设计指标要求的必要手段。毫米波通信与雷达系统对AiP技术的要求都给半导体封装材料与工艺及测试带来了很大的挑战,但也提供了巨大的商机。下面作者重点介绍毫米波AiP技术在材料、工艺、设计、测试等方面的新进展。
4.1 材料
封装天线介质材料主要有陶瓷、有机、模塑化合物三种,导体材料有金、银、铜三种。陶瓷材料是低温共烧陶瓷(LTCC)工艺必用的,典型代表是Ferro A6系列。最近,我国量子汇景公司属下晶材科技开发的陶瓷材料MG60介电常数为5.9±0.2,损耗角正切大约0.002,具有可与Ferro A6 相媲美的特性,但是价格却相对低廉。MG60 的生瓷带标准厚度为120µm, 标准宽幅规格为6英寸,8英寸;可依据客户要求进行定制。卷料、裁剪好的方形片料可供客户选择[26]。
有机材料在高密度互连(HDI)工艺中得到广泛应用,它的种类很多,比如有玻璃纤维环氧树脂(FR4)、液晶聚合物(LCP)、陶瓷填充聚四氟乙烯(RO4000)等[27-29]。在这些有机材料中,LCP具有良好的介质特性,标称介电常数为2.9,损耗角正切为0.003,非常适合于设计封装天线,而FR4则具有成本低廉的优势。
模塑化合物(molding compound)是晶圆级扇出式封装(FOWLP)工艺中再造晶圆的必用材料,近期也在尝试着用在设计封装天线上[30-32]。表1是两种模塑化合物的介电常数及损耗角正切。第一种模塑化合物的相关值是通过谐振法在24-36GHz频段提取出来的。第二种模塑化合物在不同频段相关值是通过自由空间法所得到。从表中可以看出,模塑化合物介电常数基本不随频率变化而变化,损耗角正切则随频率升高而增加。此外,在晶圆级扇出式封装工艺中还需用到聚合物介质,它的介电常数与模塑化合物相近,但损耗角正切一般高一个量级。
表1、模塑化合物介电特性
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