半导体封装和电路板装配融合趋势对电子制造业的影响

Richard Heimsch(DEK机械有限公司)

在整个电子行业中，新型封装技术正推动制造业发生变化，以满足蜂巢式电话等小型、轻型产品的要求。因此，市场上出现组合主动和被动元件、模拟和数字电路，甚至功率元件的封装模组，这种将传统分离功能混合起来的做法，以及永远存在的封装要求一尤其是小型化一令各级别包括晶圆级、元件级和电路板级的装配制造面对更大挑战。

我们看到，新型封装技术促使元件的后端封装工序与装配工艺的前端工序渐渐整合，这种工艺变化向今天的电子制造商提出一个重要问题，因为这种变化使传统的界线和区别变得模糊。从技术角度来看，元件和组件将没有区别；从商业角度来看，供应商和客户之间的界线变得不太清晰，可以这样设想，这些界线会继续模糊，直至不再存在。

1 芯片中有什么?

就在不久前，组件制造商从元件销售商处选定和购买元件，然后装配在主板上。SMT制造商在这个领域做得非常好，而元件制造商学会了大量制造复杂元件的方法，使得元件价格成为了最重要的规格。

由于设计人员在单个装置中并人模拟和数字元件，或被动和主动元件，因此元件的封装变成不固定的一功能决定外形尺寸。这对制造商来说既是一件好事，也造成难处。仅考虑元件尺寸大幅减小，而复杂性没有增加的情况，就如0201尺寸元件的发展趋势，未来必定走向01005元件。事实证明，有效地利用这些更小型元件制造是一项困难的任务。它们的小尺寸，以及缩小元件间距的经济和市场需求，给当前的自动制造设备如贴装机造成沉重的负担，焊膏、贴装胶、焊球、传导性环氧树脂、助焊剂、底部填充剂、厚膜导体或密封剂的印刷必须快速和极为准确。小型硬盘、掌上型电脑、膝上型电脑、寻呼机和蜂巢式电话对小型元件的巨大需求，无疑比小型元件的使用所造成的任何制造问题更为重要，SMT制造商不得不适应这一变化。

全新封装结构的出现使制造问题倍增，它们不同于传统的元件，多芯片模组等复杂封装的物理设计、尺寸或引脚输出没有一定的标准。所以，尽管SMT制造的几乎所有环节都实现了高度标准化，但却无法确切地说明倒装芯片或芯片尺寸封装(CSP)应该如何布线，封装尺寸完全没有标准，元件需要怎样的外形尺寸，封装就是怎样的尺寸。

2 游戏规则正在改变

不幸的是，向小型化的快速进展把制造商推人一项危险的游戏，虽然新型封装可满足市场对新产品的速度和功能需求，但它们的创新性却使最终系统的大批量装配复杂化，因此，很难满足新产品的第三个重要要求一低成本。

这样看来，新型封装缺乏标准化不仅仅是一个制造挑战，如果制造工艺不能快速适应新的封装，制造商将面临产品上市延迟，从而丧失早期销售良机的问题一早期销售一般将快速转化为产品的市场份额。在具有短寿命周期特征的市场中，从设计到上市的任何延迟都是非常严重的，如果不能快速制造最终产品，或者新型封装设计造成原有的制造设备废弃，这项业务将不能长久发展。

3 新的商业模式

无疑，成功的制造商应当是灵活的、能够快速配合新的封装设计，能够有效地利用现有的重要设备。一些制造商很可能开始定制适合其制造系统和工艺的 “组件”，这使得传统的组件制造商介入装配领域，因为他们把主动和被动组件安装在基板上，因此，新技术的一个有趣的副产品就是重组供应链，模糊传统的客户和供应商之间的界线，而且，更重要的是，需要建立适应当前状况的新型商业模式。

过去，垂直集成型的公司拥有利用电子市场机遇的最佳定位，这些公司的巨大购买力和庞大研发预算保证其获得持续成功，但是，现在状况不再是这样，所需要的是能够响应市场、封装和制造业的动态变化的新型模式，与老的模式有着本质的区别，虽然表面上情形是同样的—器件尺寸继续缩小，同时复杂性增加，使现在电路设计人员更多的注意力投入封装领域。

为了应对如此紧迫的制造灵活需求，公司的运作架构应当是横向而集中的，而不是垂直集成式，横向而透明的公司架构能够更好地将先进知识传递给广泛的商业伙伴，较少受到惰性的影响。所以，从战略上看，此类公司能够更好地在核心竞争技术快速而不断改进的行业中生存。

制造必是制造商和制造设备供应商之间的合作，如果一家公司与一个能够提供专门技术的商业伙伴共同工作，且其专门技术可在这样的情形下发挥重要作用—SMT和封装之间的关系经常变化。这样，这家公司将能够适应不断的变化和创新，将其作为标准。只有这样充满动力的公司能够配合，而不是抗拒后端元件封装和前端装配的融合趋势。