不景氣中不斷涌現(xiàn)的低成本封裝技術(shù)（二）
[導(dǎo)讀]IC晶片正在持續(xù)微縮，但導(dǎo)線架的小型化看來(lái)卻已達(dá)到極限了，這導(dǎo)致連接二者的金導(dǎo)線正在逐步增加其長(zhǎng)度。更長(zhǎng)的導(dǎo)線意味著消耗的金屬更多、成本更高，同時(shí)也會(huì)對(duì)接合的可靠性帶來(lái)?yè)p害。如果因線徑增加而提升了金線
IC晶片正在持續(xù)微縮，但導(dǎo)線架的小型化看來(lái)卻已達(dá)到極限了，這導(dǎo)致連接二者的金導(dǎo)線正在逐步增加其長(zhǎng)度。更長(zhǎng)的導(dǎo)線意味著消耗的金屬更多、成本更高，同時(shí)也會(huì)對(duì)接合的可靠性帶來(lái)?yè)p害。如果因線徑增加而提升了金線強(qiáng)度，那麼材料成本就會(huì)更高了。
為解決這個(gè)問(wèn)題，大日本印刷開(kāi)發(fā)出一種金屬線路薄板（圖3），用于連接IC晶片的導(dǎo)線架。這種薄板可應(yīng)用于導(dǎo)線架，而后再將IC放置在板上。之后金導(dǎo)線便用于連接IC和金屬線路板中央部份，并重新將金屬線路板的周?chē)糠菖c導(dǎo)線架連接起來(lái)。
圖3 金線消耗量減少一半。
大日本印刷開(kāi)發(fā)出可減少一半金消耗量的金屬線路板（a）。金導(dǎo)線用于連接導(dǎo)線架和金屬線路板，以及線路板與IC（b，c）。
該公司聲稱(chēng)，由于可直接從IC連接到導(dǎo)線架，因此這種薄板可將金的消耗量降低一半。雖然在導(dǎo)線架上附加薄板并不需要額外的步驟，但這種方法仍然僅能節(jié)省約1/3金線材料費(fèi)用。
該公司的金屬線路板是由銅、聚醯亞胺和不銹鋼三層材料組成。具體做法是將圖桉蝕刻在銅上，詳細(xì)的模式是把銅蝕刻，而后再在表面涂上鎳和金的電涂層。
QFP封裝的最小間距130μm，但最小的線路板間距為60μm。大日本印刷指出，這種改良過(guò)的布線，可以自由地“將多個(gè)IC粘著在一張薄板上，就像是SiP?！?br>
印刷電子
焊膏也朝銅方向轉(zhuǎn)換
在網(wǎng)版印刷領(lǐng)域，運(yùn)用較便宜的替代品來(lái)取代昂貴金屬的趨勢(shì)也日益升高，包括封裝基板布線在內(nèi)。截至目前為止，銀膠（Ag paste）仍是主要材料，但現(xiàn)在，業(yè)界正出現(xiàn)一股采用低成本銅膠（Cu paste）的趨勢(shì)。
日本網(wǎng)版印刷設(shè)備商Micro-tec公司采用了一家材料制造商所提供的銅膠，來(lái)進(jìn)行30μm的銅線與間距（line-and-space）圖桉印刷（圖4）。該公司解釋道，這種方法的材料成本，是采用銀膠布線的1/10。該公司希望，透過(guò)與其合作的材料制造商共同改進(jìn)印刷性能后，能在未來(lái)幾年內(nèi)實(shí)現(xiàn)商業(yè)化。
圖4 采用網(wǎng)版印刷的銅布線圖原型
從事網(wǎng)版印刷系統(tǒng)的Micro-tec公司，采用銅膠進(jìn)行30μm的銅線與間距（line-and-space）圖案印刷。其材料成本據(jù)說(shuō)只有傳統(tǒng)銀膠的1/10。圖為在綠色薄板上形成的封裝基板布線圖案。
在印刷后，這種新開(kāi)發(fā)的銅膠能在僅150℃的溫度下進(jìn)行燒結(jié)，這意味著它可以被應(yīng)用在塑膠基板上。在氮?dú)猸h(huán)境中，以150℃進(jìn)行燒結(jié)后的60分鐘后，其電阻率是60μΩcm；或是在相同空氣和溫度條件下，15分鐘后其電阻率為30μΩcm。與現(xiàn)有技術(shù)不同，在經(jīng)過(guò)氧化還原處理后，無(wú)須再在空氣中燒結(jié)。該公司并未披露銅膠的相關(guān)開(kāi)發(fā)業(yè)者資訊，但從現(xiàn)場(chǎng)展示的產(chǎn)品看來(lái)，似乎是旭硝子公司（Asahi Glass）于2009年12月于Semicon Japan中所展示的“銅填充膠”。
8倍的印刷量
會(huì)場(chǎng)中的另一項(xiàng)焦點(diǎn)，是以提高印刷系統(tǒng)吞吐量來(lái)降低印刷成本。日本NEWLONG SEIMITSU KOGYO公司展出了一套可較傳統(tǒng)卷對(duì)卷制程系統(tǒng)提高八倍吞吐量的網(wǎng)版印刷系統(tǒng)（圖5）。
圖5 新的網(wǎng)版印刷系統(tǒng)提供8倍吞吐量。
NEWLONG SEIMITSU KOGYO公司的LS-500NR網(wǎng)版印刷系統(tǒng)使用了圓柱形網(wǎng)板，而非平面網(wǎng)板，實(shí)現(xiàn)了連續(xù)印刷，并將吞吐量提高至800％（a）。該系統(tǒng)適用于智慧卡和其他不需要高精度的應(yīng)用（b）。
在傳統(tǒng)的卷對(duì)卷印刷制程中，其網(wǎng)版（screen mask）都是平面的，這意味著當(dāng)一個(gè)印刷基板移動(dòng)后，就會(huì)停止下一個(gè)印刷動(dòng)作，如此反覆循環(huán)。其啟動(dòng)/停止操作將減少約2.5m/分的吞吐量。而新系統(tǒng)則采用一個(gè)圓柱形的網(wǎng)板，這個(gè)網(wǎng)版會(huì)不斷旋轉(zhuǎn)，以便讓印刷基板以20m/分的吞吐量不斷移動(dòng)。
然而，印刷圖桉的記號(hào)會(huì)從通常的10μm至100μm呈跳躍性變化，因此，該公司預(yù)計(jì)該技術(shù)將用于不要求高精度的應(yīng)用中。具體來(lái)說(shuō)，它很適合觸控螢?zāi)徊季€，IC卡天線和鋰充電電池布線。此外，在印刷后還需要乾燥的步驟，因此必須開(kāi)發(fā)可快速乾燥的焊膏，以實(shí)現(xiàn)最大的吞吐量。（未完待續(xù) 記者 木村雅秀河合基伸 小谷卓也 大下淳一 久米秀尚）
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