埋置无源元件和有源元件技术开发现状和发展趋势

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1、埋置无源元件和有源元件技术开发现状和发展趋势2009年JPCA最热门的是那些埋置（嵌入，内藏）无源器件（embeddedpassivedevices，EPD）和埋置有源器件（embeddedactivedevices，EAD），并实现3D封装的展位。许多大型印制线路板制造商和与之相配的二线厂商都针对印制线路板埋置元器件技术和产品发表了推介演讲。自20世纪60年代提出的元器件嵌入印制线路板概念之所以在40余年后发生技术“爆发”，主要基于下述几个原因：必要性。便携设备的大量出现需要进一步轻薄短小化，提高封装密度；高频应用需要短布线，减少寄生效

2、应；高可靠性要求少焊点，牢固键合。可能性。多层基板的发展提供了合适的载体；高密度封装实践（特别是3D封装）积累了有益的经验；微互联技术的发展提供了足够的技术支撑。现实性。简约工艺的采用提高了生产效率，降低了成本，而且提供了可靠的质量保证。针对埋置无源元件和有源元件的技术开发现状和发展趋势，作简单介绍。1元器件嵌入基板技术的提出、实现和发展1.1开发历史和现状20世纪80年代后期，以美国为中心，藉由在印制板内部形成电阻及电容，开始了代替传统片式元件的埋置方式的探索。当时的应用对象是针对微机等中，为了确保信号的匹配性，需要采用大量的终端电阻及

3、旁路电容。采用埋置电子元器件的安装价格及库存管理价格；由于电子元器件在印制线路板内部形成，可在表面安装另外的部件，由此可提高整体实装密度；由于焊料键合点数减少，可提高焊料（特别是无铅焊料）键合的可靠性等。此后，伴随着电子回路的高速化，有源元件与无源元件之间回路部分产生的浮游（寄生）电感问题日益凸现。由于三维元器件配置可有效缩短回路长度，因此元器件嵌入技术从20世纪90年代后半期重新引起人们的关注。实际上，关于有源芯片嵌入印制板的概念，早在1968年就由Philips公司以专利的形式提出。但是，受到当时的技术所限，难以做进一步的开发。20世

4、纪90年代后半期，芬兰工业大学的研究组以“IntegratedModuleBoard”的名称发表了他们的研究成果。几乎在同一时期，柏林工业大学和夫琅和费（FraunhoferIZM）的研究组开发出称之为“ChipinPolymer（CIP）”和“FlipChipinFlex（FCF）”的更进一步的埋置技术。在欧洲，过去几年中一直在进行关于印制板内部直接埋置芯片，以实现系统级功能集成可能性的研究。欧盟向“HIDINGDIES”和“SHIFT”计划提供经费资助，使业界和学会的专家组成各种各样的组合，通过形成合作伙伴，构成高度集成的稳定的技术平

5、台。通过埋置元器件实现系统级功能集成的优点是：（1）布线简化，长度缩短；（2）焊点数量减少，可靠性提高；（3）寄生效应减少，电气性能提高。然而，在日本，上述问题没有像欧、美那样表面化，而且仅限定在电阻和电容的形成技术及材料等，加之受专利限制，从而没有被注目。但是，进入21世纪，由于信号高速化、小型化要求的部件实装密度的提高，机器设备、电子部件厂商以及印制线路板厂商等都对元件嵌入技术给予密切关注。在日本，不仅像美国那样在印制线路板内部形成部件功能，而且开发了将现有的片式元件嵌入印制线路板的工艺，进一步，不仅是无源元件嵌入，还开发了有源元件（

6、LSI等）的嵌入技术。在美国，一般称部件嵌入技术为EPD（EmbeddedPassiveDevices，无源部件埋置），而在日本，部件嵌入还包括有源器件嵌入EAD（EmbeddedActiveDevices，有源器件埋置）的概念。在日本，在限定的手机模块部件及主板中，采用埋置半导体元件的方式始于2003年。2006年，用于手机单段调谐（one-seg-tuner）等模块部件的，采用埋置半导体元件方式的基板实现量产化。至此，元器件嵌入技术正式登场。关于部件嵌入技术，欧、美及台湾地区，还有日本，都是作为财团支持的活动而进行研究开发的。特别是在

7、欧洲，作为由欧盟（EU）及欧洲纳米电子学创新咨询委员会（ENIAC）提供资金资助的项目，正在进行将MEMS及无源器件、天线及半导体等埋置印制板中的技术开发。而且，针对手机的薄形化，藉由挠性印制电路板的积层，在其内部埋置半导体及IPD（IntegratedPassiveDevices，被集成的无源器件）的研究开发项目分别在德国的FraunhoferIZM，比利时的IMEC及法国的Leti等研究机构进行。美国的手机厂商，采用埋置无源元件的机种已实现量产，而台湾的印制线路板厂商向其提供埋置电阻及电容等的嵌入式印制线路板。而且，台湾工业技术研究院

8、电子与光电研究所与FranhoferIZM通过联合研究，共同开发埋置半导体元器件的嵌入型印制线路板，研究成果可由参加AdvancedPackagingTechnologyAlliance（先进