浅谈埋嵌元件PCB的技术（二）

　　5 嵌入用元件

　　焊盘连接方式时，嵌入可以采用再流焊或者粘结剂等表面安装技术的大多数元件。为了避免板厚的极端增大而要使用元件厚度小的元件。裸芯片或者WLP情况下，它们的大多数研磨了硅(Si)的背面，包括凹块等在内的安装以后的高度为(300~150)mm以下。无源元件中采用0603型，0402型或者1005的低背型。导通孔连接方式时，上面介绍的镀层连接和导电胶连接的各种事例都是采用Cu电极的元件。用作嵌入元件时铜(Cu)电极的无源元件厚度150 mm成为目标之一，还有更薄元件的开发例。

　　6EPASD 评价解析T V (TestVehicle)

　　6.1 测试运载工具(TV)概要

　　以阐明元件嵌入PCB的技术课题为目的，制作了评价解析WG中的TV(Test Vehicle)并进行了评价。从2007年再次关于构造和设计的讨论，最终制作了如图9所示的裸芯片嵌入基板的构造。线路层为4层，L2~L3之间嵌入元件。根据元件嵌入PCB的用途，初期应该相同于HDI基板的评论，而提出元件嵌入特有的课题被视为最本质的问题，嵌入部分以外极为容易的优先制造，层间连接为贯通孔。分别使用无卤FR-4和FR-5基材进行制造。

　　嵌入的元件是由SIPOS(System IntegrationPlatform Organization Standard)提供的“SIPOSTEG”,形成与PCB连接的菊链式图形那样的焊盘配置。图10表示了这种图形和主要规格。其中电极上形成金(Au)螺拴形凸块(Stud Bump)，采用面朝下(Facedown)的倒芯片连接的安装方式。这时采用热压接合法和超声波法2种方法。因此制作成两种材料和两种安装方式的共计4种样品。

　　6.2 评价结果

　　2008年实施了TV制作，2009年度进行了评价解析。首先为了评价再流焊耐热性，采用JEDEC3级的条件实施前处理。许多样品再流焊以后发生起泡。

　　另外还伴随着发生断线或者电阻上升。

　　图11表示了截面解析的一例。嵌入的芯片下方的底胶树脂与芯片之间发生剥离，部分剥离发生在螺栓形凸块与PCB电极界面。这种剥离是起泡的发生原因。耐热性的FR-5也发生若干起泡。由于四种条件中没有显着差别。所以认为发生起泡的主要原因在于构造本身。根据截面解析的结果芯片本身显着翘曲，由于嵌入以后内在的残留应力在再流焊时被释放而发生变形，或者由于芯片本身的尺寸或者PCB图形的影响等。关于翘曲方面，在内层板上安装时由于芯片与内层板的热膨胀系数差别而表现出凸状翘曲，但是如图11所示的起泡以后的截面中反而逆转为凹状翘曲而值得注意。

　　发生起泡的评价本质上是由于爆玉米花(Popcorn)现象引起的，使用不同的两种底胶树脂的安装方式都发现同样的起泡，因此认为PCB构造有很大影响。为了调查这种现象，第二次制作了TV-1′芯材厚度为0.1 mm和0.3 mm,导体图形有TV-1采用的铜(Cu)中间(Beta)图形和PCB的网且(Mesh)图形两种。共计四种样品。图12表示了TV-1′PCB的导体图形和层构造。各种构造实施了5次再流焊耐热试验，与TV-1′同样构造的芯材0.1mm/Cu中间图形再现起泡现象，而其它构造都没有发生起泡或者电阻上升，确认了构造变更的效果。