先进封装：埋入式工艺成竞争新焦点
时间：2013-10-22 10:19:34
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[导读]摘要：高密度、小型化封装需求在不断增加，预计内置元件基板市场会不断扩大。埋入式技术的出现蕴藏着产业结构和行业结构重大变革的可能性。传统的IC封装是采用导线框架作为IC导通线路与支撑IC的载具，它连接引脚于导
摘要：高密度、小型化封装需求在不断增加，预计内置元件基板市场会不断扩大。埋入式技术的出现蕴藏着产业结构和行业结构重大变革的可能性。
传统的IC封装是采用导线框架作为IC导通线路与支撑IC的载具，它连接引脚于导线框架的两旁或四周。随着IC技术的发展，引脚数量增多、布线密度增大、基板层数增多，传统封装形式无法满足市场需要。近年来以BGA、CSP为代表的新型IC封装形式兴起，随之也产生了一种半导体芯片封装的新载体——IC封装基板。
IC封装基板市场早期，日本抢先占领了绝大多数市场份额。后续韩国、台湾地区封装基板业开始兴起并快速发展，与日本逐渐形成“三足鼎立”瓜分世界封装基板绝大多数市场的局面。现在日本、台湾地区和韩国仍是全球IC封装基板最主要的供应地区，其中日系厂商以Ibiden、Shinko、Kyocera、Eastern等公司较著名;而韩系厂商中以SEMCO、Simmteck、Daeduck等公司为主;台湾地区有名的有UMTC、Nanya、Kinsus和ASEM。
就技术而言，日本厂商仍较为先进。不过近几年来，台湾地区厂商产能已陆续开出，在较为成熟的产品方面(例如PBGA)更具成本优势，销售量不断攀升，成长快速。据市场调研机构Prismark 2012年的统计数据表明，在全球前11大基板企业销售收入中，台湾地区企业就占了四家。
国内从事封装基板生产的企业并不多，而且大多数是外商或台商独资或者是合资企业。深南电路是国内为数不多的封装基板厂家之一，同时也是国内最早进入封装基板领域的本土公司。该公司是深圳中航集团有限公司旗下的国家级高新技术企业，为实现业务升级转型，并承担国家重大科技专项任务，在2009年专门组建了封装基板事业部，在深圳市建立了研发及生产制造基地。目前其基板一厂日产能为1,000PNL(16×22英寸)，基板二厂也在今年三月份连线投产，一期日产能1,500PNL，二期规划日产能2,500PNL(20×24英寸)。
据深南电路公司技术营销经理刘良军介绍，该公司具备PBGA、WB-CSP、被动器件埋入等封装基板批量生产能力，可提供FC-BGA、FC-CSP、FC-POP、FC-SiP等封装基板样品。目前基板产品包括BGA、Camera、SiP、Memory、MEMS、RF基板等。
刘良军指出，封装基板的趋势是薄型化和小型化，要求线距更细、孔径更小，这对材料选择、表面涂覆技术和精细线制作、精细阻焊等加工工艺提出了更高的挑战。深南电路也在不断追赶更加先进的封装基板技术，目前该公司已量产的基板线宽/线距可达35/35µm、盲孔/孔径最小可达75/175µm、通孔/孔径100/230µm、阻焊对位精度±35µm等，表面涂覆材料采用E’lytic Ni/Au、ENEPIG、OSP、AFOP。到明年，这些参数都将升级，分别达到线宽/线距20/20µm、盲孔/孔环最小可达65/150µm、通孔/孔径100/200µm、阻焊对位精度±20µm，表面涂覆将采取Immersion Tin等新材料。
随着电子产业的发展速度越来越快，新产品层出不穷，对上游芯片、封装的要求也越来越高。SiP封装技术由于具有小型化、高性能、多功能集成等优点，可以实现多个芯片的集成封装，能大大节省产品体积和提高可靠性需求，从而受到了产业的广泛关注。为了满足业内越来越多对SiP封装的需求，深南电路结合自身业务能力和产业链上下游，提供从SiP设计、PCB/基板生产、焊接加工、样片封装、测试等一站式服务。
用户只需在流片初期将封装设计需求交给他们，流片结束后一个星期左右便可拿到SiP封装样片。“我们的SiP设计包括了器件建模和裸片堆叠设计、封装基板设计、埋入式有源芯片基板设计、埋入式无源器件基板设计等。”刘良军说道，“基于多结构实验平台，即封装实验线为主平台，失效分析、环境可靠性测试、信号功能测试三个辅助平台，我们形成了SiP封装技术研发关键能力布局，并将产品类型扩充至QFN、BGA、LGA、POP、PiP、SiP、3D埋入式等封装。”
深南电路研发管理部副总经理陈一杲表示，公司基板业务以前面对的客户多是封装厂商，但是随着行业趋势的变化，现在策略慢慢有所调整，更多面向的是芯片厂商和终端系统厂商，这比直接面向封装厂来得更主动，把握度更强，因为做产品定义时就要考虑到芯片设计、封装设计、PCB设计等。系统厂商或芯片厂商想要用最低成本、最合理方式做出产品来，还需要像深南电路这样的后端企业来一起配合。
“对于芯片或系统厂商来说，想要创新的话必须依赖于先进的封装技术。我们公司是后端制造上资源整合最完整的企业，基板、PCB、PCBA、封装都有能力做，可以帮助他们在产品上实现创新。”陈一杲说道，“未来还有一个趋势是，整个半导体产业是在慢慢融合和相互合作，不像原来划分那么明确。我们提供一站式服务，是考虑到如果单独做封装或单独做基板，最后会变得无路可走，因为没有新的东西很难实现突破，只有把这些东西融合在一起，相互去渗透，整合新技术，那这些技术才会带来新的体验和新的竞争力。”
越来越多的高密度、多功能和小型化需求给封装和基板都带来了新的挑战，很多新的封装技术应运而生，包括埋入式封装技术。埋入式封装技术是把电阻、电容、电感等被动元件甚至是IC等主动器件埋入到印刷电路板内部，这种做法可以缩短元件相互之间的线路长度，改善电气特性，而且还能提高有效的印制电路板封装面积，减少大量的印制电路板板面的焊接点，从而提高封装的可靠性，并降低成本，是一种非常理想的高密度封装技术。
据陈一杲介绍，早期埋入式技术主要应用在PCB上，现在也应用到了封装基板上。在PCB中埋入电阻、电容等被动器件已经是非常成熟的技术，深南电路很早就掌握了这类技术。埋入式技术从PCB转移到基板上，实现难度更大，因为基板的精细度更高，击穿厚度更薄，所以要求制造加工能力更强和精准度更高。不过因为技术原理一样，所以其在基板上埋入被动器件也很快地实现了量产。[!--empirenews.page--]
传统的IC封装是采用导线框架作为IC导通线路与支撑IC的载具，它连接引脚于导线框架的两旁或四周。随着IC技术的发展，引脚数量增多、布线密度增大、基板层数增多，传统封装形式无法满足市场需要。近年来以BGA、CSP为代表的新型IC封装形式兴起，随之也产生了一种半导体芯片封装的新载体——IC封装基板。
IC封装基板市场早期，日本抢先占领了绝大多数市场份额。后续韩国、台湾地区封装基板业开始兴起并快速发展，与日本逐渐形成“三足鼎立”瓜分世界封装基板绝大多数市场的局面。现在日本、台湾地区和韩国仍是全球IC封装基板最主要的供应地区，其中日系厂商以Ibiden、Shinko、Kyocera、Eastern等公司较著名;而韩系厂商中以SEMCO、Simmteck、Daeduck等公司为主;台湾地区有名的有UMTC、Nanya、Kinsus和ASEM。
就技术而言，日本厂商仍较为先进。不过近几年来，台湾地区厂商产能已陆续开出，在较为成熟的产品方面(例如PBGA)更具成本优势，销售量不断攀升，成长快速。据市场调研机构Prismark 2012年的统计数据表明，在全球前11大基板企业销售收入中，台湾地区企业就占了四家。
国内从事封装基板生产的企业并不多，而且大多数是外商或台商独资或者是合资企业。深南电路是国内为数不多的封装基板厂家之一，同时也是国内最早进入封装基板领域的本土公司。该公司是深圳中航集团有限公司旗下的国家级高新技术企业，为实现业务升级转型，并承担国家重大科技专项任务，在2009年专门组建了封装基板事业部，在深圳市建立了研发及生产制造基地。目前其基板一厂日产能为1,000PNL(16×22英寸)，基板二厂也在今年三月份连线投产，一期日产能1,500PNL，二期规划日产能2,500PNL(20×24英寸)。
据深南电路公司技术营销经理刘良军介绍，该公司具备PBGA、WB-CSP、被动器件埋入等封装基板批量生产能力，可提供FC-BGA、FC-CSP、FC-POP、FC-SiP等封装基板样品。目前基板产品包括BGA、Camera、SiP、Memory、MEMS、RF基板等。
刘良军指出，封装基板的趋势是薄型化和小型化，要求线距更细、孔径更小，这对材料选择、表面涂覆技术和精细线制作、精细阻焊等加工工艺提出了更高的挑战。深南电路也在不断追赶更加先进的封装基板技术，目前该公司已量产的基板线宽/线距可达35/35µm、盲孔/孔径最小可达75/175µm、通孔/孔径100/230µm、阻焊对位精度±35µm等，表面涂覆材料采用E’lytic Ni/Au、ENEPIG、OSP、AFOP。到明年，这些参数都将升级，分别达到线宽/线距20/20µm、盲孔/孔环最小可达65/150µm、通孔/孔径100/200µm、阻焊对位精度±20µm，表面涂覆将采取Immersion Tin等新材料。
随着电子产业的发展速度越来越快，新产品层出不穷，对上游芯片、封装的要求也越来越高。SiP封装技术由于具有小型化、高性能、多功能集成等优点，可以实现多个芯片的集成封装，能大大节省产品体积和提高可靠性需求，从而受到了产业的广泛关注。为了满足业内越来越多对SiP封装的需求，深南电路结合自身业务能力和产业链上下游，提供从SiP设计、PCB/基板生产、焊接加工、样片封装、测试等一站式服务。
用户只需在流片初期将封装设计需求交给他们，流片结束后一个星期左右便可拿到SiP封装样片。“我们的SiP设计包括了器件建模和裸片堆叠设计、封装基板设计、埋入式有源芯片基板设计、埋入式无源器件基板设计等。”刘良军说道，“基于多结构实验平台，即封装实验线为主平台，失效分析、环境可靠性测试、信号功能测试三个辅助平台，我们形成了SiP封装技术研发关键能力布局，并将产品类型扩充至QFN、BGA、LGA、POP、PiP、SiP、3D埋入式等封装。”
深南电路研发管理部副总经理陈一杲表示，公司基板业务以前面对的客户多是封装厂商，但是随着行业趋势的变化，现在策略慢慢有所调整，更多面向的是芯片厂商和终端系统厂商，这比直接面向封装厂来得更主动，把握度更强，因为做产品定义时就要考虑到芯片设计、封装设计、PCB设计等。系统厂商或芯片厂商想要用最低成本、最合理方式做出产品来，还需要像深南电路这样的后端企业来一起配合。
“对于芯片或系统厂商来说，想要创新的话必须依赖于先进的封装技术。我们公司是后端制造上资源整合最完整的企业，基板、PCB、PCBA、封装都有能力做，可以帮助他们在产品上实现创新。”陈一杲说道，“未来还有一个趋势是，整个半导体产业是在慢慢融合和相互合作，不像原来划分那么明确。我们提供一站式服务，是考虑到如果单独做封装或单独做基板，最后会变得无路可走，因为没有新的东西很难实现突破，只有把这些东西融合在一起，相互去渗透，整合新技术，那这些技术才会带来新的体验和新的竞争力。”
越来越多的高密度、多功能和小型化需求给封装和基板都带来了新的挑战，很多新的封装技术应运而生，包括埋入式封装技术。埋入式封装技术是把电阻、电容、电感等被动元件甚至是IC等主动器件埋入到印刷电路板内部，这种做法可以缩短元件相互之间的线路长度，改善电气特性，而且还能提高有效的印制电路板封装面积，减少大量的印制电路板板面的焊接点，从而提高封装的可靠性，并降低成本，是一种非常理想的高密度封装技术。
据陈一杲介绍，早期埋入式技术主要应用在PCB上，现在也应用到了封装基板上。在PCB中埋入电阻、电容等被动器件已经是非常成熟的技术，深南电路很早就掌握了这类技术。埋入式技术从PCB转移到基板上，实现难度更大，因为基板的精细度更高，击穿厚度更薄，所以要求制造加工能力更强和精准度更高。不过因为技术原理一样，所以其在基板上埋入被动器件也很快地实现了量产。[!--empirenews.page--]
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