先进印刷电路板技术的基板：未来会是怎样的？

11月1日，全球IMAPS电子和微电子封装工程师协会的英国分会在一次网络研讨会上分享了有关印刷电路板基板技术趋势、发展和未来要求的丰富知识和智慧。该网络研讨会由国家物理实验室的电子互连专家马丁·威克姆代表IMAPS-UK介绍，并由皮尔斯·特里姆莱特和吉姆·弗兰西进行专题介绍。

“谁知道哪种未来基板会成功？Microsemi的工程专家Piers Tremlett意识到在尝试预测时需要谨慎，引用了古希腊的一个例子：“Delphi的先知知道如何证明她未来的预测是错误的。其他人都错了，这只是一个多少的问题。”然而，他的演讲对印刷电路基板的未来描绘了一幅非常清晰的画面，甚至探索了“无底极”电路的可能性。

在满足用户需求的驱动下，基板技术旨在提高性能，消除浪费，同时降低成本。Tremlett讨论了未来电路结构的流动性、柔性基板的潜在增长、用于处理功率和热量的基板的增长以及从二维到三维电路组件的趋势。他专注于四个相关的主题：移动产品的小型化，热和动力，印刷电子和无基板电路。

移动产品，特别是智能手机，以及使用更少材料的成本节约是小型化的主要驱动因素。作为一个例子，Tremlett展示了iPhone7的横截面，它有一个无芯的10层500微米的基板和亚20微米的轨道，这些轨道密集地填充着组件，并且在很小的空间内有很多互连。这种互连是通过半加性处理、极薄的铜基图案电镀和闪光蚀刻来实现的。随着激光直接成像能力的提高和跟踪宽度趋向于10微米，如Daisho Denshi超窄间距平垫插入器所示，最好将其嵌入基板表面以提高可靠性。在他的iPhone7例子中，存储芯片被安装在一个非常薄的三层印刷电路板上，下面是没有基板的处理器芯片，因此所有的磁道都被放置在包装材料上，并且产生了显著的性能改进。他评论说，扇出晶圆级封装正从硅片技术转移到PCB技术，模具化合物中有一个以上的组件，这可以被视为远离FR-4和表面安装的范例转移。

传统的装配技术已经被嵌入式模具技术和超薄芯片技术所取代，导致了更小更薄的器件。但是，尽管这种趋势一直以来都是将元件从印刷电路板上推到硅上，但现在这已成为一种更昂贵的选择，元件被推回到封装工厂，继续推动集成。包装正朝着完整的子系统发展，在层数和轨道宽度方面更加注重基板的性能，并与传统的PCB概念形成了相当大的竞争。

Tremlett将注意力转向热管理，通过更快的处理器、射频芯片、电源芯片和LED灯来增加热量。由于考虑到成本、小的面板几何尺寸和高温处理，使用陶瓷基板（特殊应用除外）变得越来越不可行。那么，有机基质可以用作替代品吗？他讨论了热通孔设计、几种形式的集成金属基板、金属嵌件甚至水冷PCB，并比较了它们作为散热手段的效率。他回顾了功率封装芯片嵌入方面的创新，这些创新已证明对低功率和大功率模拟、数字和射频产品有好处，并描述了专有的嵌入封装解决方案，如SESUB和AEASI。Empower项目是一个国际财团，开发电动汽车应用中驱动电子的嵌入式功率半导体，该模块能够在尽可能短的热传导路径上实现两侧的散热。