無止境地追求更輕薄短小的智能型手機。TechInsights探討半導體封裝整合的創新能力，同時預測新上市的三星Galaxy S7和iPhone SE。

　　半導體產業持續整合電子元件于更小封裝的創新能力，不斷締造出令人贊嘆的成果。我很早就是一個業余的愛好者，曾經將封裝于T-05金屬罐的電晶體布線開發板上。這些分離式的電晶體后來已經被早期“電晶體—電晶體邏輯電路”（TTL）晶片中所用的8接腳DiP封裝取代了。

　　一眨眼幾十年過去了，封裝整合技術的進展令人印象深刻。例如，圖1顯示從蘋果（Apple） iPhone 5s智能型手機拆解而來的村田（Murata）天線開關。其封裝尺寸為3.7mm x 6.0mm，內含6個SAW濾波器、Peregrine天線開關、功率放大器，以及一系列分離式電晶體與電容器的組合。

　　這些元件都安裝在類似FR4的電路板上，然后用模塑材料封裝起來，形成完整的多晶片模組（MCM）。

　　圖1：Murata的天線開關模組（封裝模塑材料已移除）

　　但這并不是元件整合于封裝中的唯一方式。從幾年前開始，我們看到嵌入式電容器層疊封裝（PoP）于應用處理器中。這種嵌入式元件封裝（ECP）技術還只是先進系統級封裝（SiP）解決方案使用的幾種競爭策略之一。

　　圖2是Apple協同封裝A9處理器和記憶體（PoP）的照片，右側X光影像圖則顯示封裝基板上的嵌入式電容器。左圖上方可看到APL1022的封裝標識，顯示這款晶片是臺積電（TSMC）制造的A9處理器。當然，大家都知道三星（Samsung）也為Apple供應另一款A9晶片。

　　圖2：Apple以PoP封裝的處理器與記憶體（左）與X-ray封裝圖（右）

　　圖3是Apple A9基板其中一款嵌入式電容器的掃描式電子顯微鏡（SEM）橫截面圖。該基板包含底層、中間層與頂層。我們猜測中間層經過沖壓過程，從而為電容器形成腔室。

　　底層與頂層是以交錯金屬走線和電介質的方式層層堆壘起來。連接至電容器的觸點可能被制造為1st與2nd銅走線形成的一部份，并以雷射鉆孔方式穿過樹脂封裝的電容器進行過孔。填充這些過孔成為銅金屬化的一部份。

　　在FR4基板嵌入電容器，并緊靠著A9處理器排放，這么做的目的可能是為了減少A9密集開關電晶體而產生的電雜訊。

　　圖3：Apple A9晶片封裝橫截面

　　TDK將晶片嵌入于其藍牙模組基板中，使得元件嵌入過程則更進一步進展。該晶片位于圖4嵌入FR4基板的32KHz晶體振蕩器之下，因此無法直接看到，但可透過圖5的封裝圖看到。

　　圖4：TDK藍牙模組

　　圖5是TDK封裝基板的SEM橫截面圖，顯示嵌入式藍牙晶片的一部份以及連接至FR4頂層銅走線的銅帶。圖片左側的大型過孔表示采用2階段蝕刻進行過孔，例如采用雷射鉆孔。第一次雷射鉆孔在晶片上形成過孔開口，以暴露其焊墊，并打開FR4層過孔較寬的上層部份。第二次雷射鉆孔步驟則完成深層的過孔開口，以接觸至FR4層上的銅走線。

　圖5：TDK藍牙模組橫截面