Tom Adams

    最近发展出两种不同的将民用元器件埋入电路板的方法，这两种方法相对于传统的FR4板有很多的优势。那么，它们有何区别，最近发展又如何？

    假如你观察近几十年里的电子制造系统，你会发现一块绿色印制电路板，通常一面或者两面装有元器件。但是最近开始出现的一种民用元器件制作方法将这些元器件埋入到印制板内。乍一看这种方式制作的系统，只会看到一块不像FR4材料制作的裸板。

    确切地说，这些元器件是被埋入基板的说法并不十分正确，而应该是这些元器件首先被置于某种很薄的心板上，然后围绕着那些元器件“长”出一块板子来。在以前，甚至在上世纪60年代，将元器件置于基板内的技术被多次提出，但直到最近两种不同的工艺被引入。这些工艺有很多优势，因而使其有可能取代传统的FR4板。其中一种工艺已经小规模应用于生产；另外一种处于早期的研发中，但预计有可能在很大程度上或者完全取代FR4板、表面贴装和通孔安装。

    埋入元器件有哪些优势呢？

    首先，在组装中不再需要焊料；假如不需要焊料，也就不再需要回流。那些与焊料以及回流有着直接或者间接关系的大量缺陷将会消失。

    第二，由于互联距离的缩短会提高性能，在多数的该工艺设计中，将不会有引线，取而代之的是元器件通过微过孔和走线互连。元器件也可以被置于另外一个元器件之上。

    第三，用该种工艺完成的板在本质上就有着较高的强度，相当于传统板能够承受更多的冲击和震动。一些样品已经通过非规范的“抛落测试”(将板子抛落到地板上)，该测试方法取代了传统板子通常进行的“跌落试验”。

    奥克姆（Occam）工艺

    这种工艺是Joe Fjelstad首先进行描述的，他是Verdant公司(www.verdantelectronics.com)的总裁。Verdant公司研发奥克姆工艺，并给美国以及其他几个国家的公司提供制作样品的指导。该工艺的发展现在仍然处于早期阶段，制作的样品也不多，目前为止还没有公布测试结果。

    该工艺使用的是一种与某种合适的材料制成的粘性基板，使用的电子元器件是通过测试的芯片级封装元器件，将这些元器件的引脚或者焊盘朝下置于基板上，然后将这些元器件用一种合适的材料封起来（图1）。Fjelstad比较不喜欢限定使用某种特定的心板材料或者积层材料，因为在不久的将来，复合材料是可以得到的或者被开发出来。

    这时将组件翻转过来，元器件的引脚或者焊盘朝上，用激光打孔制作与元器件接触的过孔。在接触点通过化学镀的方法制作出电镀铜的母层。化学镀处理是一个比较费时的工序，但Fjelsltad在这方面有着长期的经验，他估计这个母层能在10秒内沉积出来。

    然后这些过孔电镀上铜。再在上面生成阻挡层图形样式，通过刻蚀形成线路图形。如果需要，可以在最上面再制作出一层。

    聚合物内芯片（Chip in Polymer）工艺

    欧洲数家制造企业联盟、柏林工业大学以及Fraunhofer IZM研究所在约10年以前就开始研发元器件埋入的可行的组装技术。该项目被命名为“Hiding Dies” (www.hidingdies.net)，而企业联盟发展出来的方法称为“Chip in Polymer”聚合物内芯片工艺。这种研发理念包括使用现有的组装设备。Fraunhofer的物理学家Andreas Ostmann解释芯片埋入聚合板技术预期需要非常少器件的组装，很可能不到4个集成电路以及与之相关的无源元器件。