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集成无源元件对PCB技术发展有什么样的影响

1947083 2020-10-15 | pdf | 0.20 MB | 次下载 | 1积分

资料介绍

　　集成无源元件技术可以集成多种电子功能，具有小型化和提高系统性能的优势，以取代体积庞大的分立无源元件。文章主要介绍了集成无源元件技术的发展情况，以及采用IPD薄膜技术实现电容。电阻和电感的加工，并探讨了IPD对PCB技术发展的影响。

　　1、引言

　　随着电子技术的发展，半导体从微米制程进入纳米制成后，主动式电子元件的集成度随之大幅提升，相对搭配主动元件的无源元件需求量更是大幅增长。电子产品的市场发展趋势为轻薄短小，所以半导体制程能力的提升，使相同体积内的主动元件数大增，除了配套的无源元件数量大幅增加，也需要有较多的空间来放置这些无源元件，因此必然增加整体封装器件的体积大小，这与市场的发展趋势大相径庭。从成本角度来看，总成本与无源元件数量成正比关系，因此在大量无源元件使用的前提下，如何去降低无源元件的成本及空间，甚至提高无源元件的性能，是当前最重要的课题之一。 IPD（Integrated Passive Devices集成无源元件）技术，可以集成多种电子功能，如传感器。射频收发器。微机电系统 MEMS.功率放大器。电源管理单元和数字处理器等，提供紧凑的集成无源器件IPD产品，具有小型化和提高系统性能的优势。因此，无论是减小整个产品的尺寸与重量，还是在现有的产品体积内增加功能，集成无源元件技术都能发挥很大的作用。在过去的几年中，IPD技术已经成为系统级封装（SiP）的一个重要实现方式，IPD技术将为“超越穆尔定律”的集成多功能化铺平道路；同时，PCB的加工可以引入IPD技术，通过IPD技术的集成优势，可以弥合封装技术和PCB技术之间不断扩大的差距。 IPD集成无源元件技术，从最初的商用技术已经发展到目前以取代分立无源元件，在ESD/EMI.RF.高亮度LED.数字混合电路等行业带动下稳步增长。 Yole关于薄膜集成无源和有源器件的研究报告预计，到2013年总市场份额超过10亿美元，IPD技术将被广泛应用于航空航天、军工、医疗、工控和通讯等各个领域的电子行业。

　　2、薄膜IPD技术介绍

　　IPD技术，根据制程技术可分为厚膜制程和薄膜制程，其中厚膜制程技术中有使用陶瓷为基板的低温共烧陶瓷LTCC（Low Temperature Co-firedCeram ics）技术和基于HDI高密度互连的PCB印制电路板埋入式无源元件（Embedded Passives）技术；而薄膜IPD技术，采用常用的半导体技术制作线路及电容、电阻和电感。 LTCC技术利用陶瓷材料作为基板，将电容、电阻等被动元件埋入陶瓷基板中，通过烧结形成集成的陶瓷元件，可大幅度缩小元件的空间，但随着层数的增加，制作难度及成本越高，因此LTCC元件大多是为了某一特定功能的电路；HDI埋入式元器件的PCB技术通常用于数字系统，在这种系统里只适用于分布装焊的电容与中低等精度的电阻，随着元件体积的缩小，SMT设备不易处理过小元件。虽然埋入式印刷电路板技术最为成熟，但产品特性较差，公差无法准确把握，因为元件是被埋藏在多层板之内，出现问题后难以进行替换或修补调整。相比LTCC技术和PCB埋置元器件技术，集成电路的薄膜IPD技术，具有高精度、高重复性、尺寸小、高可靠度及低成本等优点，未来势必成为IPD主流，本文将主要就薄膜IPD技术进行介绍。