目前，在微芯片和電子產(chǎn)品的微型化過程中，有兩種有趣的封裝創(chuàng)新正在被應(yīng)用。一種是結(jié)合了兩種久經(jīng)考驗的技術(shù)的新概念；另一種是幾十年前的老技術(shù)，它正在以新的方式被人們使用。

將電子器件同灰塵、濕氣、空氣，甚至大氣壓隔離的密封封裝和封接工藝已經(jīng)有了75年的歷史，比晶體管和集成電路還要久遠。密封封裝和封接工藝在電子器件周圍形成了難以穿透的保護層，讓空氣和水蒸氣遠離電子器件，使其不透氣、不透水，從而保護電子器件免受腐蝕和其他環(huán)境損害。

密封封裝和封接工藝的新發(fā)展使得更快、更輕、更小的電子產(chǎn)品成為可能。

任何有助于在不犧牲功能的情況下增加更多元件的技術(shù)都頗受手機制造商的歡迎。另一種追求小型化的前沿技術(shù)是類載板（substrate-like printed circuit board，SLP），它代表了柔性基板和剛性板的交叉。

SLP現(xiàn)在僅在智能手機中出現(xiàn)，但它可能會應(yīng)用于物聯(lián)網(wǎng)器件，最終用于AI應(yīng)用、AR/VR設(shè)備、以及汽車中。它最大的優(yōu)點之一是不需要在PCB或基板之間進行選擇。

據(jù)Yole Développement稱，iPhone 8和iPhone X中使用了SLP，Yole將這種技術(shù)描述為“PCB和基板兩個世界的沖突”。根據(jù)Yole的說法，SLP可以被認(rèn)為是改進的半加成工藝（modified semi-additive processes，mSAP）的一種替代方法。

Yole的技術(shù)和市場分析師Emilie Jolivet寫道：“先進的基板必須同時滿足微縮和功能路線圖的需求。在高端智能手機領(lǐng)域，從減成法到mSAP工藝、從PCB到SLP的變遷正在進行，這是由蘋果及其iPhone 8/iPhone x驅(qū)動的。預(yù)計三星和華為等其他高端智能手機供應(yīng)商在不久的將來也會加入進來。”

SLP將不得不與其他技術(shù)競爭，即封裝基板vs無基板扇出型封裝，以及硅通孔封裝（TSV）vs TSV-less封裝

Yole預(yù)測，SLP市場將從2016年的19億美元增長到2023年的22.4億美元。

Yole的Vivienne Hsu表示：“28家選定的PCB/基板制造商都被認(rèn)為擁有mSAP技術(shù)，其中一些可以生產(chǎn)SLP。在高端智能手機需求的驅(qū)動下，某些公司的資本支出似乎很高。與此同時，一些大公司的PCB/基板業(yè)務(wù)收入穩(wěn)定。”

STATS ChipPAC的母公司，JCSET集團技術(shù)戰(zhàn)略總監(jiān)Seung Wook Yoon將SLP描述為“行業(yè)游戲規(guī)則的改變者”。

SLP或許意味著外包半導(dǎo)體封裝測試（OSAT）客戶不必在PCB和基板之間為他們的產(chǎn)品進行選擇。Yoon預(yù)計三星將效仿蘋果的做法。

Yoon表示，扇出式晶圓級封裝是為高端應(yīng)用處理器準(zhǔn)備的，它們將用于高端產(chǎn)品，例如手機廠商的旗艦機。SLP適用于手機主板，它可以減小此類組件所需的空間。他指出，球柵陣列或倒裝芯片封裝更常用于手機中的細間距槽。晶圓級封裝可以提供更精細的間距。

Yoon將SLP比作板載封裝。

據(jù)Yole稱，PCB正逐步發(fā)展，除了互連之外，它們還可以提供集成。Yoon回應(yīng)了這一觀點。他表示：“主要是為了集成。”

雖然SLP的第一個值得注意的應(yīng)用是在手機中，但是但是這種先進的半導(dǎo)體封裝也可以在5G無線通信、AI、VR/AR、汽車電子和物聯(lián)網(wǎng)器件中找到應(yīng)用。

Yoon指出，在高級封裝方面，系統(tǒng)級封裝技術(shù)和模組是另一種先進的節(jié)省空間的創(chuàng)新，但成本可能更高。

除手機外，Yoon認(rèn)為SLP可能還用于物聯(lián)網(wǎng)器件。降低成本和縮減尺寸仍然是首要考慮因素。

與此同時，密封封裝和封接已經(jīng)無處不在。廣泛應(yīng)用于汽車電子、航空航天系統(tǒng)、光通信元器件、光纖數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)、傳感器制造等工業(yè)領(lǐng)域。汽車安全氣囊點火器就是密封封裝的一個例子。

肖特電子封裝事業(yè)部（肖特北美公司和德國肖特公司的子公司）光電研發(fā)主管Robert Hettler表示：“很難確定一個總體趨勢。在不同的市場和應(yīng)用領(lǐng)域中存在很多趨勢。”

更高的精度是趨勢之一。世界對于數(shù)據(jù)和更快傳輸速度的日益增長的渴望，增加了對高性能芯片的需求。

Hettler表示：“更快的芯片需要可靠的、高性能的密封封裝，以實現(xiàn)更快的數(shù)據(jù)傳輸速度。如果沒有新一代的高性能、高精度密封封裝，那么所謂的連接到客戶的“最后一英里”——覆蓋到家庭的光纖傳輸線——是不可能實現(xiàn)的。肖特最近推出了50G密封晶體管外殼封裝，它為數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)急需的帶寬增加鋪平了道路。50G密封晶體管外殼技術(shù)（transistor outline，TO）還可以使數(shù)據(jù)更快地傳輸?shù)綗o線基站，提供了一種可用于部署5G蜂窩網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)，這一改進將比目前的4G基礎(chǔ)設(shè)施提供的速度有指數(shù)級的提升。”

Hettler還提到了用于密封封裝和封接的各種材料。

Hettler表示：“在材料層面，對于非磁性材料，如鈦和鈮的使用需求正在增加，這些材料在許多高可靠性應(yīng)用中非常引人注目。如果需要非磁性且輕質(zhì)的外殼，那么玻璃鈦化合物特別適用于航空航天、石油天然氣以及醫(yī)療技術(shù)領(lǐng)域。另外，鎳銅合金由于具有耐酸堿性，所以非常適合化學(xué)腐蝕環(huán)境。在醫(yī)療電子領(lǐng)域，植入式設(shè)備的趨勢也導(dǎo)致了對鈦和鉭等生物相容性材料的需求增加。在這里，高可靠性、越來越微型化的密封封裝的發(fā)展是非常重要的。玻璃—鋁密封技術(shù)的發(fā)展使得如今能夠制造鋁制的密封饋穿件。這種材料非常適用于需要輕質(zhì)材料或通常使用鋁外殼的應(yīng)用，例如超級電容器、雙層電容器、鋰離子電池。新開發(fā)的鋁蓋系統(tǒng)采用密封的玻璃—鋁密封饋穿件，可支持更高性能和更持久性能的電容器和電池。”

現(xiàn)代電子產(chǎn)品的小型化是優(yōu)先考慮的問題，密封封裝和封接可以滿足這種需求。

Hettler表示：“玻璃—金屬封接和陶瓷—金屬封接的小型化是一個引人注目的關(guān)鍵問題。越來越多的應(yīng)用需求，尤其是越來越小的外形尺寸組件的需求，使小型化成為產(chǎn)品創(chuàng)新的關(guān)鍵主題。在光纖領(lǐng)域中可以找到一個特別相關(guān)的例子，用于高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)腡O封裝已經(jīng)縮小了尺寸，以便適用于新的尖端應(yīng)用：在從TO56到TO38封裝的開發(fā)和過渡中，封裝尺寸縮小了近33％。除了玻璃—金屬封接和陶瓷—金屬封接的小型化以外，全陶瓷多層外殼和基板也受到越來越多的關(guān)注。多層陶瓷支持日益小型化的發(fā)展趨勢，滿足日益提高的復(fù)雜性需求，同時還提供出色的熱管理性能：多層設(shè)計支持微型3D互連解決方案，為小型密封封裝中的高密度輸入/輸出能力鋪平了道路，可用于饋穿件和多層陶瓷電路板基板。高溫共燒陶瓷的高導(dǎo)熱性和300℃以上的耐高溫性能使HTCC基板非常適合高功率應(yīng)用。”

密封封裝和封接的應(yīng)用現(xiàn)狀如何？

Hettler表示：“密封封裝和封接最常用的用途在許多不同的領(lǐng)域有很大的不同。一些最引人注目的應(yīng)用包括光纖和高速數(shù)據(jù)傳輸，汽車安全系統(tǒng)和其他組件，以及壓力傳感器饋穿和封裝應(yīng)用。在國防、航空和航天工業(yè)中，密封外殼和連接器通常用于保護可靠性關(guān)鍵控制和儀器電子設(shè)備。”

微機電系統(tǒng)（MEMS）器件是需要密封封裝和封接的一個領(lǐng)域，而不僅僅是在某些特定應(yīng)用中的一項優(yōu)秀的技術(shù)。

Hettler表示：“MEMS是敏感和脆弱的組件，通常放置在惡劣的環(huán)境中，或是放置在更換昂貴或不方便更換的地方。密封封裝和封接提供了可靠的保護，有助于延長這些器件的使用壽命。例如，肖特HermeS玻璃晶圓基板采用密封式玻璃通孔，可實現(xiàn)小型化、高可靠性和強大的3D晶圓級芯片尺寸封裝（WLCSP）。精細通孔允許電信號和功率可靠地傳導(dǎo)進出MEMS器件。近年來，玻璃晶圓在密封封裝中的使用迅速增加。其核心原因是玻璃作為一種特殊的封裝材料具有優(yōu)越的性能，包括其生物相容性、對射頻的優(yōu)異透明性和對可見光的透明性，這使得各種光學(xué)應(yīng)用成為可能。TGV技術(shù)可實現(xiàn)工業(yè)傳感器、RF MEMS和醫(yī)療電子產(chǎn)品的長期、可靠和極其堅固的封裝。”

要實現(xiàn)微芯片和電子產(chǎn)品的日益小型化，我們需要各種新的封裝技術(shù)。其次，經(jīng)過實踐檢驗的方法也能滿足需求，如密封封裝和封接。

本文原創(chuàng)半導(dǎo)體行業(yè)觀察，如侵刪。
 
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