自从1982年惠普公司创建高密度互连(high density interconnect，简称HDI)来封装其第一台由单个芯片供电的32位计算机以来，HDI技术一直在不断发展，并为小型化产品提供了解决方案。HDI技术的前沿成为半导体行业用于有机倒装芯片封装的工艺。两个不同的市场，IC载板与产品系统集成正在重叠，并在使用相同的超HDI(ultra-HDI，简称UHDI)制造工艺(图1)。

 

 

 

 

 

图1：传统PCB制造正进入高阶IC载板制造领域，其特征为几何形状等于或大于30 µm(来源：受IEEE HI-Roadmap启发)

 

引言

这两个市场有不同的特点和规格。中间地带目前被称为SLP(Semiconductor-Like PCB，简称类载板SLP)的高密度PCB占据。

不同之处在于，IC封装是用于未指定终端应用的元器件，而HDI 是系统集成产品的结果。但时间和发展引入了半导体元器件系统集成策略，IEEE称之为异构集成(图2)。为了满足这种结构在要求，在载板领域创造了新的要素，其被称为中介层。

 

图2：多芯片和异构集成已经创建了许多不同的封装载板以及中介层，寻求使用细间距元器件的高阶PCB以及高阶封装需要使用UHDI几何结构

 

SLP与中介层

两种不同产品的重合之处正是UHDI特性和技术规格所在。IPC的33-AP Ultra HDI分会目前正从系统集成PCB产品的角度研究UHDI标准，而SEMI和IEEE则专注于使用硅、玻纤和液体介质等载板材料，将中介层作为异构集成封装元器件的大批量要素。SLP和有机中介层将继续使用高速、低损耗的PCB层压板、半固化片或薄膜。

IC封装已经有多种不同的封装技术。硅桥和小芯片的引入进一步将它们与PCB SLP区分开来。但半导体行业协会(Semiconductor Industry Association，简称SIA)制定的发展路线图中预测，到2030年封装元器件间距将持续降至0.1mm，线宽/线距将发展到0.25µm、0.25µm。图3展示了两个市场的几何结构重叠：

 

图3：对于异构集成，介质厚度和线宽/线距(t/s)几何形状之间的权衡是PCB、IC载板、UHDI、WLP/PLP和晶圆中介层-BEOL的重叠技术

 

• 载板与PCB
• 载板与晶圆级封装(Wafer Level Packaging ，简称WLP)
• 有机WLP和双镶嵌WLP与2.5D IC封装
• UHDI与晶圆级后端制程(Back-End-Of-Line，简称BEOL)WLP

 

结论

我对UHDI的预测如图3所示。传统HDI最初专注于引入直径小于150 µm(6 mil)的微小盲孔和线宽/线距为75 µm、75 µm(3mil 、3mil)的走线。UHDI将具有更小的微孔，线宽/线距将从50 µm、50 µm降至5 µm、5 µm(0.2 mil 、0.2 mil)。

 

更多内容可点击这里查看，文章发表于《PCB007中国线上杂志》23年10月号，更多精彩原创内容，欢迎关注“PCB007中文线上杂志”公众号。

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