英特爾將RFIC和基帶IC內(nèi)置于電磁屏蔽基板制成SiP封裝

 英特爾開發(fā)出了集成有RF IC(RF芯片)和基帶IC(BB芯片)的基板內(nèi)置型SiP(System In a Package)，并在“2014 ECTC(國際電子元件與技術(shù)會議)”上發(fā)表了相關(guān)演講，演講題目是“Active Die Embedded Small Form Factor RF Packages for Ultrabooks and Smartphones”。英特爾希望通過將上述兩種芯片集成在一個封裝內(nèi)使封裝面積減小一半，用于“Ultrabook”及智能手機。封裝采用了全新結(jié)構(gòu)(圖1)，利用已有的基板凹腔加工技術(shù)以及凹腔內(nèi)的電鍍技術(shù)設(shè)置屏蔽層，在嵌入的芯片與其他芯片之間阻斷噪聲。

英特爾在2013年的ECTC上發(fā)表了使用在封裝基板內(nèi)嵌入電容器的技術(shù)開發(fā)的服務器用微處理器封裝。作為該技術(shù)的延伸，此次又開發(fā)了在帶有屏蔽層的封裝基板中嵌入有源元件的技術(shù)。由此可以看出，英特爾將基板內(nèi)置型SiP視為延續(xù)性技術(shù)開發(fā)的一環(huán)。

試制器件的規(guī)格如下。

(1)由BB芯片和RF芯片構(gòu)成的基板內(nèi)置型SiP的封裝尺寸為10mm×10mm，有221個引腳。試制了內(nèi)置BB芯片后在基板上對RF芯片做引線鍵合和倒裝的封裝。

(2)內(nèi)核基板為2層，厚250μm，在安裝芯片的部分形成了凹腔。在內(nèi)核層的正反面構(gòu)建了兩層30μm厚的絕緣層。在內(nèi)核層設(shè)置了深176.25μm的凹腔并做電鍍處理，使之發(fā)揮RF屏蔽作用。

(3)與芯片連接的微孔的直徑為40μm，基板一側(cè)定位焊盤的直徑為70μm。

(4)芯片厚度為150μm。焊盤為外圍單列，間距為75μm，尺寸為50μm(圖2)。試制了直接嵌入連接的芯片，以及通過再布線轉(zhuǎn)換成175μm間距后設(shè)置銅柱(直徑100μm、高10μm)的芯片。

根據(jù)反射損失的模擬結(jié)果以及RF芯片傳輸信號強度的實測結(jié)果，確認內(nèi)置有源元件的該基板內(nèi)置型SiP達到了RF/BB芯片的SiP要求的性能指標。該封裝的特點如下：(a)封裝面積減半;(b)通過將有源器件內(nèi)置于基板并與焊盤直接布線，信號傳輸距離變短;(c)憑借基板內(nèi)屏蔽層，芯片間的噪聲被阻斷;(d)RF特性(反射損失、信號完整性及插入損失)達到性能指標的要求;(e)熱模擬的結(jié)果顯示，以倒裝方式內(nèi)置芯片(封裝基板側(cè))時，有結(jié)溫低的傾向，也就是說，至封裝基板的熱傳導路徑短。