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1、 高密度封装基板设计与技术介绍刘建辉 深南电路 2013 年11月主要内容深南电路有限公司介绍1高密度封装基板设计与制造2系统级设计封装一站式业务32使命: 建设心 与芯的家园愿景:打造世界级电子电路技术与解决方案的集成商3深南电路业务战略3-In-One 战略 一站式服务PCB互联PCBA Substrate以互联为核心,从成熟业务PCB拓展到电子装联、封装基板两项新业务,形成公司的三项业务,并不断提升各项业务的技术地位;以 客户价 值为核 心,通过开展设计、封装等服务打造高效快速的“产品+服务”的一站式商业新模式,为客户提供持续增值服务,实现产业升级和转型4深南电路基板业务布局5主要内容深
2、南电路有限公司介绍1高密度封装基板设计与制造2系统级设计封装一站式业务36电子产品的发展背景计算/ 网络数字音频数码影像/DV通信/ 无线?GPS/ 卫星导 航传感器高密度、小型化、多功能集成7电子产品的发展背景小型化多功能化高频高速传输Motorola 3200苹果iPhone5 S(土豪金)体积:3346743mm体积:123.858.67.6mm功能:语音通话功能:视频电话,800万像素,Wi-Fi, 多媒传输频率:800MHZ 体,GPS,64位架构、多种感应器。重量:520g重量:112g电子产品的小型化发展驱 动要素随着电子技术的飞速发展及电子产品朝着微型化,轻便化,多功能,高集成
3、,高可靠方向发展,半导体器件 封装也向多引脚细间距化飞速发展,相应的搭载半导体部件的 封装基板 也朝着小型轻量化和高密度的发展 ; 驱动产品 多功能集成化和小型化发展的要素主要有 :1. 高密度封装基板工艺(精细线路); 器件埋 入式-MEMS2. 多功能集成(SiP 封装、组装相结合);3. 立体组装(刚挠结合- 摄像头 模组)4. IC封装、3D封装、IPD5. 芯片制造工艺6. 。System levelPCB levelPackage levelChip level9封装及高密度封装基板发 展趋势封装基板与电子封装技术发展唇齿相 依10 10封装与高密度基板行业发 展趋势IC Embe
4、dded大批量FC-SiPFC-POPPassive 小批量EmbeddedFC-CSP样品FC-BGA WB-CSPPBGAPlanar EmbeddedArrayPerimeterDiscrete Embedded1995 2000 20052010201511高密度封装基板应用领域台式/ 笔记本微机电CPU/GPUMEMSChipset手机GPU/BB/RF游戏机CPU/GPU封装基板消费类电子平板电脑驱动ICCPU/GPUFlashMemory逻辑器件记忆体FPGA/PLD网络通讯12 高密度封装基板市场状况2012年全球有机封装基板市场规模约100.4亿 美元, 其中倒 装芯片 基板
5、为54.07亿美 元。预计2015年,全球有机封装基板市场规模约112.04亿 美元。2011年全球前11 大基板厂产值合计75.5亿美元,占比85% , 集中度 较高。12000销售额100008000百万美元60004000200002007 2008 2009 2010 2011 2015资料来源:Prismark 2011 Report13产品高密度、小型化驱动:WB 基板 FC 基板业务模式14高密度封装基板设计(多 芯片封 装设计)单芯片封装多芯片堆叠封装1小型化多芯片堆叠封装2多芯片堆叠封装3 (FC+WB)Item Description HVMAVMA Bond Finger
6、 Edge to Die Edge 150B Bond Finger Edge to Package Edge 150 100Film 250C Die Edge to Package EdgeEpoxy 400D Bond Finger Edge to Bond Finger Edge 100Film 200E Die Edge to Die EdgeEpoxy 500Forward 200 150Bond Finger Edge to SMT GPad EdgeSSB 250 200Film 150Die Edge to SMT Pad H15EdgeEpoxy 250 150高密度封装基
7、板设计(特 殊SiP 设计结构 )Cavity down 基板设计示意图器件埋入式基板设计图热分Embedded Capacitor FR4析16高密度封装基板关键技术新型积层工艺细密金属凸点高精度阻焊通孔填孔技术表面涂覆 通孔填孔高精度阻焊技术无芯基板技术薄芯板& 无芯精细线路倒装芯片基板核心术技术图Key Technology封装基板生产技术能力2L,130/60 2L,110/50 2L,100/40Board Tks. /Core/PP4L,230/60/30 4L,210/50/304L,190/40/30Trace PitchL/S 35/35 L/S 30/30 L/S 20/2
8、0 L/S 15/1590 80 70 60Finger PitchBump pitch 180 150 150 130BLV/Land 75/175 75/160 65/150 60/130100/230 100/200 75/180PTH/Land 100/21072014SM Reg.35 SM Reg.30 SM Reg.20 SM Reg.15Solder MaskSM Flatness7 SM Flatness5 SM Flatness5Surface Finish Elytic Ni/Au ;ENEPIG ;OSP ;AFOPImmersion Tin Elytic Ni/AgS
9、AC305/ElyticSOPSAC305/OSPNi/Au ENEPIGDiscrete Planar EmbeddedIC EmbeddedEmbeddedEmbedded2013 HVM 2013 LVM 201518埋入式器件高密度封装基 板埋 入 技术分 类平面埋入 分立器件埋入埋入电阻 埋入分立电容 埋入分立电阻埋入电容埋入芯片埋入电感19平面埋入式电容、电阻高 密度封 装基板优势:传统设计- 减少表面元件的安装 面积。- 可以实现电子产品的 小型、 薄型化- 导线长度缩减,提高 电子特 性(可对应高频)。- 焊点减少,提高焊接 可靠性 。- 旁路电容的配置的合 理化, 提高抗埋入
10、式设计电磁干扰能力。- 减少小型元件的安装 不良, 提高装配效率。- 减少管理成本。Character Value2 2 2 2 2Capacitance /area 6.4 nF/in 10 nF/in 20 nF/in 30 nF/in 40 nF/inDielectric Constant 1 kHz 16 22 22 2222Dissipation Factor 1 kHz 0.005 0.010 0.010 0.0100.010 Dielectric Thickness 14 m 12 m 6 m 4 m3 m?CTE ppm/C 32 x,y,z 31 x,y,z 31 x,y,z
11、 31 x,y,z 31 x,y,z Dielectric loss 1GHz 0.03Resin system Epoxy, ceramic fillerDielectric Strength 130V/ m20Copper Thickness 35 m 1.4 mil埋入式分立器件高密度封 装基板埋 入 分立器 件的种 类种类 长(L1 ) 宽(W ) 高(T ) 电极宽(L2&L3 )0402 电容(普通) 1.00.05 0.50.05 0.50.05 0.1min0.15-0.30402 电阻(普通) 1.00.05 0.50.05 0.320.050402 电容(GRU153 )
12、1.00.05 0.50.05 0.33 0.15-0.30402 电容(GRU15Y ) 1.00.05 0.50.05 0.15 0.23-0.330201 电容(普通) 0.60.03 0.30.03 0.33 0.13-0.230201 电阻(普通) 0.60.1 0.30.05 0.250.05 0.15-0.250.15 0.115-0.1850201 电容(GRU03Y ) 0.60.03 0.30.03普通电容侧面图GRU15Y 电容侧面图21埋入式分立器件工艺路线 (1 )22埋入式分立器件工艺路线 (2 )23系统集成- 埋入式芯 片介绍?HIDING DIES High-
13、density Integration of Dies into Electronics Substrates贴片真空层压IC 芯片埋入(10x10 cm? )激光成盲孔金属化微盲孔Cross section24实际应用案例平面埋入基板产品,应用 于MEMS封装CMMB模组埋入分立式电容普通的功率芯片通过埋入 线路板 内部,可以实现器件的集成 及体积 的缩小。25小型化模块发展IPDSUB + FC + EmbeddedSUB + FC互连密度SUB + WB + SMTEmbedded activePCB + SMTSUB + Embedded Embedded passivesthin f
14、ilmSUB + WBRigid-FlexPCB + Embedded thin film20102009 2012 2015封装基板产品路线被动器件埋入 主动器件埋入埋入式EC EC&ER Discrete Embedded IC Embedded 倒装芯片FCCSPArray FCCSPPerimeter FC-POP Coreless Cavum MicrophoneMEMS CSP Cavity SubstratePBGA引线键合Camera ModuleRF SiP Bussless-CSPPOPMCPUDP MSDSDSIMEBGA LED Module201320092010 2
15、011 2012 201427主要内容深南电路有限公司介绍1高密度封装基板设计与制造2系统级设计封装一站式业务328深南一站式服务模式PCB 设计 PCB 板厂PCB 焊接测试 成品组装PCB Design PCB PCB Box BuildingTestingFabricationAssembly原理图设计SchematicDesignFT.BIB测试SiP 设计 基板厂 芯片测试板样品封装FT.BIB SiP Design Substrate BIBPackage TestingFabrication Load BoardSample结 合 深南各业务能力和产业链上下游,为客户提供从设计、
16、PCB /基板生 产 、物料代购、焊接加工、测试等一站式服务。打 造 世界级高密度封装与模块解决方案集成商29系统级封装一站式服务模 式OrderDeliveryWafer 流片时间 2 months5-6 WeeksSiP Design1WeekSubstrate Manufacture2-3 WeeksSMT Assembly1 weekSiP Package1 week特殊服务:?小批量、快交付基板设计、制造、SMT 、封装?支持MPW 、Sample 、LVM深南内部全部完成?支持BGA 、LGA 、QFN 、FC30快速样品组装、封装产品 线Wire Laser Solder bal
17、l Substrate SMT Die Attach Molding Singulation BGA/LGABonding marking PlacementFCBGAFC Die Substrate SMT Reflow Underfill Cleaning AOI/X-ray Heat-sinkAttachFCCSP快速样品组装、封装工艺 能力Pitch 80umPitch 250umFlip ChipDie Thickness 250umDie Thickness 100umSMT0201 01005 01005Die thickness 100umDie thickness 100um
18、 Die thickness 75umDie attach Die Size 0.5*0.5mmDie Size 1*1mm Die Size 0.5*0.5mm关键技术Epoxy/DAF/FOWEpoxy Epoxy/DAFAu /Au-Ag alloy/Cu WireAu /Au-Ag alloy Wire Au /Au-Ag alloy/Cu Wire0.6-1.3milWire Bonding 0.7-1.3mil 0.7-1.3milBPP/BPO 50/45m BPP/BPO 45/40m BPP/BPO 40/36mAdd 95*240Strip 63*237mm Add 189
19、*68/76.3*240Molding Add 0.68/0.7mm0.45/0.6/0.8/1.2/1.5mmCUF CUF/MUF CUF/MUFP.5/B.3mm P.4/B.25mm P.4/B.25mmSolder Ball2012 2013 2014 32芯片测试板产品定位FablessIC测试板Load BoardTestSCCFoundryBurn in BoardProbe CardProbe PCB Wafer Interface BoardPackage33芯片测试板产品定位IC 测试板Probing ATE WIBProbe CP测试:DUTTowerCardATE SocketFT测试: LBDUTSocketBIBDUTBurn in Burn in测试:machine