电子行业发展趋势对电路板影响

组装的趋势与发展

便携式电子产品的多功能、高传速、极小化，是整体半导体、封装、组配、PCBA板不断进步的最大动力，以下是各阶构装未来5年间的发展趋势分析。

一 改变的动力

由于快速的产品革命的需要以及市场的创新，便携式电子产品设计发展了 一些趋势特点，包括极小化、轻量化、少耗能、增加功能、先进的界面、无线 连接、时髦的造型、以及更符合绿色环保需求。市场的特性是产品的生命周期 缩短、3C应用的整合、更大量的生产、更快速实时的市场反应、产品的复杂 度及多样性增加。为了跟上这些，改变电子封装及组配的制程是有必要的。最 新趋势的纵览、推移、以及其挑战；各别的元件、载板以及组配的趋势，将从下文窥知一二。

一般而言，最大化脚数及封装体尺寸，可微量容纳更多的I/Os。为限制 封装体尺寸的增加，脚距必须降至0.3mm —视BGA及CSP开发价位。在同样 的表面积下BGA及CSP这些封装可以容纳更多的I/Os，也有更宽的凸块^3 间距。在未来的BGA及CSP更进一步价格下降，将会取代很多QFP封装的市 场。特别值得注意的是Seated hcight(封装体顶部至PCB表面的距离）将会 减小。最重要的QFP发展趋势见表9. 1。

二  BGA 的封装

到了 2006年，I/Os数将增加至1200，这在便携式计算机的应用上是很 确定的一个趋势。为了限制主体尺寸，及避免信赖度产生问题，凸块的表面配 置将朝向全面区域阵列（Ful卜area-array)型式发展。为了同样理由，凸块间 距将微幅缩小。Seated height将减小以装置于更薄的最终产品。最重要的 BGA发展趋势见表9.2。

三 Chip-Scale Packages(CSPs)

CSPs的对外接脚有两种型式，1是凸块（BGA type)，一是焊垫（LGA type)。LGA的最高seated hight较低，是因为其少了凸块的存在。因此 LGA变的比较受欢迎，虽然较低的stand-off高度会降低二阶互连的寿命。对两种封装型式的共同发展是最高的seated height会降低，而I/Os数会增 加。封装的尺寸因buinp/land array的间距缩减至0. 3mm，也会缩小。 bump/land的尺寸同样也会缩减。表1是最重要的CSP趋势。

—个CSPs的特别形式是晶圆级CSP(wafer-level CSPs)，它是晶圆 (wafer)尚未切割成晶粒(die)前就进行的封装型式。其主要的优点是这些封 装的成本低，因为制作单位是晶圆而非晶粒，晶圆尺寸增加亦有利于此封装型 式成本的降低。

表1   最重要的CSP趋

四 Flip chip on board

在便携式消费产品的领域，以FC型式直接黏接于主板上的I/O数微幅增 加，晶粒尺寸变化不大，1C技术可以做更高密度线路，在同样尺寸下，晶粒可以有更多的功能。

因为在芯片上讯号加强过程，对于I/O 数的影响不大。晶粒厚度和凸块间距皆会减小。最小的凸块间距，依应用的连结技术的 不同而有差异，稍后将讨论。表2是趋势纵览。额外的封底胶(underfill )制程 为了保证其信赖度，阻碍了 FC直接在母板 上的应用。一旦替代技术成熟时，FC的应 用将大幅增长。可能的替代方法有Iio-flow 底胶（黏性高的助焊剂和底胶的混合）以及在 晶圆上封底胶。

表2  覆晶趋势纵览

五 各种1C封装型式的比较

表3是上述不同封装型态的比较。从QFP、BGA、CSP到WL-CSP， Flip-Chip、I/O密度增加，而脚距及封装体尺寸则缩小。电气及热性能改 善，但在重工能力、作业性、电性测试、晶粒保护程度、和1C设计及标准回 焊的兼容度、元件取得普遍性都变得较差。就信赖度而言，QFPs及FCs可提供最好的 结果。QFP、WL-CSP 及 FLIP-CHIP 有成本 优势，尤其是QFP是最低的。

表3  上述不同封装型态的比较

六 被动的元件 passive components

可预期的是到了 2006年，电容及电阻尺寸将缩减到0101尺寸。所谓整合性被动元件，系指一硅或陶瓷晶粒内整合数个被动功能（I/O数> 2)。也有部份被动元件被整合入硅1C中（如去耦 (decoupling)电容）。

多层载板（陶瓷或有机）应用于模阻构装，亦将一些特定的被动功能整合于 其内。表4是电阻/电容的发展趋势

表4   电阻/电容的发展趋势

七 连接器 Connectors

由于更好、更多的功能需求，致使I/Os增加，所以脚距必须快速缩减 (2006年缩小至100 // m)。为了达到此间距及I/O数，接脚的型式将改变为 凸块(BGA)或焊垫(LGA)，而组配技术将由焊接改变成导电胶。Seated height将降低。更多的趋势见表义7。

八 模块趋势

模块的设计趋势朝产品的弹性与多样化，且增加所有f共应鍊中零件的价 值，模块（次组配Subassemblies)的应用正逐渐增加。例如：Power Amplifier modules 、 LCDs 的 Driver IC Modules 、 Bluetooth (radio)modules 、以及MP3模块。每个模块包含了 完整的功能，通常使用于特定范 围的产品。基本上，模块包含一 interposer board，它黏着了元 件，提供了保护及二阶互连功 能。除了弹性与多样化应用，模 组也可使更便宜、简单的二阶组 装实现，但模块内部高密度互连 是其发展的限制因素.

模块趋势在表5中有描述。因为成本的因素， interposer种类将从陶瓷基板 (铝或LTCO…转向有机板材。W/B渐被FC取代、整合被动元件于Interposers或CSPs中是降低尺寸的趋势 弹性及循环时间要求，caps将被淘汰（除作为遮蔽之用的metal caps)

表5   模块发展趋势