新兴封装技术：小型化趋势永无止境

　　从MCM、ECP到2.5D的TSV等持续整合电子元件于更小封装的创新技术出现，主要的驱动力量就来自于永无止境地追求更轻薄短小的智慧型手机。

　　半导体产业持续整合电子元件于更小封装的创新能力，不断缔造出令人赞叹的成果。我很早就是一个业余的爱好者，曾经将封装于T-05金属罐的电晶体布线开发板上。这些分离式的电晶体后来已经被早期“电晶体—电晶体逻辑电路”（TTL）晶片中所用的8接脚DiP封装取代了。

　　一眨眼几十年过去了，封装整合技术的进展令人印象深刻。例如，图1显示从苹果（Apple） iPhone 5s智慧型手机拆解而来的村田（Murata）天线开关。其封装尺寸为3.7mm x 6.0mm，内含6个SAW滤波器、Peregrine天线开关、功率放大器，以及一系列分离式电晶体与电容器的组合。

　　这些元件都安装在类似FR4的电路板上，然后用模塑材料封装起来，形成完整的多晶片模组（MCM）。

　　图1：Murata的天线开关模组（封装模塑材料已移除）

　　但这并不是元件整合于封装中的唯一方式。从几年前开始，我们看到嵌入式电容器层叠封装（PoP）于应用处理器中。这种嵌入式元件封装（ECP）技术还只是先进系统级封装（SiP）解决方案使用的几种竞争策略之一。

　　图2是Apple协同封装A9处理器和记忆体（PoP）的照片，右侧X光影像图则显示封装基板上的嵌入式电容器。左图上方可看到APL1022的封装标识，显示这款晶片是台积电（TSMC）制造的A9处理器。当然，大家都知道三星（Samsung）也为Apple供应另一款A9晶片。

　　图2：Apple以PoP封装的处理器与记忆体（左）与X-ray封装图（右）

　　图3是Apple A9基板其中一款嵌入式电容器的扫描式电子显微镜（SEM）横截面图。该基板包含底层、中间层与顶层。我们猜测中间层经过冲压过程，从而为电容器形成腔室。

　　底层与顶层是以交错金属走线和电介质的方式层层堆垒起来。连接至电容器的触点可能被制造为1st与2nd铜走线形成的一部份，并以雷射钻孔方式穿过树脂封装的电容器进行过孔。填充这些过孔成为铜金属化的一部份。

　　在FR4基板嵌入电容器，并紧靠着A9处理器排放，这么做的目的可能是为了减少A9密集开关电晶体而产生的电杂讯。

　　图3：Apple A9晶片封装横截面