MIS包装起步

基于一种新兴技术的集成电路封装正在形成势头模压互连基板(管理信息系统)。

ASE、Carsem、JCET/STATS ChipPAC、Unisem和其他公司正在开发基于MIS基板技术的IC包，这在模拟、功率IC甚至加密货币市场上都在增加。

MIS从选择IC封装的专用衬底材料开始。MIS基板本身由不同的供应商开发和销售。然后，封装公司将该基板封装成IC封装。有些人把MIS衬底称为引线框。

MIS与传统基板不同，因为该技术由一层或多层预成型结构组成。每一层都预先配置了镀铜或互连，以在包中提供电气连接。总而言之，MIS支持单个或多个模具配置，实现低轮廓，细间距封装。它可用于开发加强铅封装，倒装芯片，模块和system-in-packages(口)。

图1:MIS引线框架是预成型的。来源:Unisem

图2:使用MIS的IC包Prismark, Qdos

从表面上看，MIS类似于扇出晶圆级封装。最大的区别是MIS在I/ o和密度方面受到限制。因此，在现实中，MIS在中端空间与一些根深蒂固的包类型竞争。

MIS已经存在了近十年，但这个市场才刚刚开始起飞。“由于先进的路由和可靠性特性，(MIS)在低功耗和高功耗应用中都在增长，”该公司工程和技术营销总监Mark Gerber说高级半导体工程(ASE)。

此外，MIS还为客户提供了新的选择，以及现有包的潜在替代品。诺基亚集团技术战略总监Nokibul Islam表示:“随着时间的推移，交易量正在增加。JCET集团的公司。由于线路和空间性能、电气和热性能以及较小的外形尺寸，一些传统的QFN或基于引线框架的封装可以被MIS取代。”

此外，基于mis的包正在成为进入加密货币服务器市场的家用芯片的目标。潜在的交易量是巨大的，但许多人想知道加密货币市场是否或何时会枯竭。

什么是MIS?
MIS是在2010年左右开发的。JCET是这种方法的早期开发者之一，它将这项技术授权给了一家名为MISpak technology的姐妹公司。

MISpak，反过来，开发和销售MIS基板外包装配和测试(OSAT)公司。其他公司，如ASM Pacific Technology, PPT, Qdos和Simmtech，也销售MIS基板。

因此，OSATs可以从任何数量的供应商购买MIS基板。然后，在组装过程中，OSATs将在MIS基板中合并模具，然后成为最终的封装。

图3:矽品的倒装芯片-模压互连系统BGA (FC-MISBGA)封装。资料来源:TechSearch International，矽品

随着时间的推移，MIS业务已经起飞，仅MISpak一项就预计在2017年出货25亿部，而2010年约为2000万部。MISpak声称在这个竞技场里大约有30个客户。这还不包括其他MIS公司的发货。

图4:MISpak MIS基板总出货量MISpack

MIS与传统的IC封装衬底不同。许多封装使用有机衬底，这是基于pcb类材料的多层技术。在封装中，模具被放置在基板上。

“MIS技术的有趣特点是它是由模具化合物制成的。在MIS衬底中嵌入铜迹线。因此，它可以让你有更细的线条和空间，”JCET的伊斯兰说。

它还有其他性质。“它使用模具化合物作为层间的电介质，”ASE的Gerber说。“当你使用这种类型的引线框架时，然后在其上成型，你的模具化合物和引线框架之间的材料特性是相似的。所以从水分和性能的角度来看，它表现得非常好。”

有几种方法可以制作MIS基板。MIS最初以250mm x 70mm的条形形式出现。然后MIS带材经过蚀刻、打磨、光刻、成型、电镀等一系列工艺步骤。

例如，在单层MIS流程中，流程从载体开始。伊斯兰解释说:“在金属载体上，你要做镀铜来制造基材的痕迹。”“所以它是镀铜，然后是干膜防蚀工艺。”

抗蚀剂被剥离。“然后你涂上模具化合物。最后，你研磨模具化合物，以确保它满足所需的基材厚度。最后一步是从面板上蚀刻载体，”他说。

图5:MIS基板制造流程

对于基于mis的包，该技术在低配置的150到200个I/ o之间是理想的。但该技术仅限于25μm线和空间，这意味着它主要适用于中端应用。线条和空间是指包装中金属痕迹的宽度和间距。

相比之下，针对高端应用的标准密度扇出封装定义为I/ o小于500，线间距大于8μm。高密风扇输出I/ o大于500，线间距小于8μm。

同时，MIS基板本身很薄。基材在加工过程中容易出现翘曲和均匀性问题。产量和成本是另一个问题。

ASM太平洋科技有限公司负责材料业务的营销副总裁Ho Kwok Kuen表示:“不同的应用在设计灵活性和包装厚度方面需要特定的包装材料。“与引线框架相比，ABiT-MIS能够生产高要求和复杂的电路设计的模压基板。然而，要实现设计分辨率，还需要更多的工艺步骤，我们高度重视在每个单独的工艺中实现更高的收率，以满足生产线末端的目标收率。”

除设备外，ASM太平洋科技公司还提供引线架和MIS包装材料。它将这些技术称为ASM堆积互连技术(ABiT)。

尽管面临挑战，MIS仍在发展。“在过去的两年里，我们看到许多客户对使用这个打包平台进行加密货币挖矿应用的兴趣激增。虽然MIS在电信设备中的射频组件市场份额不断增加，但来自电源管理和汽车应用的询问量也在增加，”Ho说。

与此同时，在市场上，MIS面临着激烈的竞争。有些人将这种技术称为“扇出”，尽管MIS并不与扇出竞争。相反，MIS与基于引线框架的封装和陆地电网阵列(LGAs)竞争。“MIS空间介于我所说的标准无铅QFN封装和简单的两层叠层衬底之间，”优利盛北美副总裁Gil Chiu说。

引线框组由几种封装类型组成，如四平无铅(QFN)和四平封装(QFP)。引线架是一种金属框架。模具被连接到框架上，并使用细线连接。

图6:QFN包。资料来源:维基百科

QFN成熟、廉价、可靠，因此在模拟、汽车、物联网、射频和其他市场对QFN有巨大的需求。不过，一般来说，QFN是一种具有有限I/O功能的单层技术。“如果你能把它纳入QFN，你显然会这么做。QFN的成本低于MIS，”Chiu说。“但当你谈论QFN时，你在获得多好的宣传方面是有限制的。”

MIS也与LGAs等层压板封装竞争。LGAs由包底部的触点网格组成。lga用于模块、处理器和其他产品。

图7:功率模块LGA封装结构格言

MIS比lga更便宜，但功能更少。然而，根据Unisem的说法，LGAs有时会受到高材料和过孔地层成本的影响。

所以，QFN和LGA有一些缺点，这就是MIS适合的地方。例如，IC供应商可能在给定的工艺节点上有现有的芯片设计。芯片封装在QFN封装中。

在这个假设的例子中，供应商面临一些挑战。“客户基本上会说，‘我有一个当前的解决方案。我不想换骰子。我不想缩小我的骰子。但我想缩小包装。而且我想低调一点，小一点的尺寸，’”邱说。

一种解决方案是从基于qfn的引线框架包转向MIS。通常，您可以将相同的模具放在基于引线框架的封装中，并将其放置在MIS基板中。最终的MIS包类似于QFN包，但是MIS有更多的I/ o和更好的性能。

有了MIS，客户基本上可以对其他封装类型(如倒装芯片、模块和sip)做同样的事情。“MIS不同。它本质上是一个累积的过程。它可以让你把金属痕迹框得更近。因此，你可以缩小包装，同时保持相同的模具尺寸，”Chiu说。“(使用MIS)，客户不需要花费时间或资源来旋转更小的模具，并减少模具层面的几何形状。有了MIS，你可以从产品中获得额外的生命。它允许您使用已知的解决方案维护套接字。所以MIS给了你一个更小的包装，但仍然给你相同的成本结构。”

Hit还是MIS?
一段时间以来，一些osat已经发布了基于mis的软件包。每个供应商都有不同的策略。

例如，JCET/STATS已经推出了基于MIS技术的铅上芯片、倒装芯片、模块和sip。“MIS有一定的亮点。第一是高功率、高热应用，但I/O计数低，”JCET的Islam说。

到目前为止，业界主要发货的是25-25μm线/空间的单层MIS包。“展望未来，我们也在致力于更好的分辨率。这意味着更细的线条和空间，以及更薄的外形因素，”伊斯兰说。“两年后，它可以缩小到15-15μm的线条和空间。”

此外，JCET/STATS和其他公司正在准备一种更先进的工艺，涉及所谓的味之素合成膜(ABF)技术。通过激光加工和直接镀铜，ABF可以在12-12μm的衬底上实现多层。ABF支持两层、三层和四层封装。

图8:味之素合成膜味之素

“(使用ABF)，流程流程完全相同。我们将使用较厚的薄膜，而不是模具复合材料。我们可以有多层这种类型的基板，”他说。“我们预计在今年年底的某个时候开始使用ABF的两层或三层MIS。”

日月光也在增加基于mis的软件包。日月光的MIS技术被称为C2IM/MIS。日月光的Gerber说:“MIS允许你以相当精细的音高能力和类似qfn的格式进行一些路由。”“(一些客户)一直被困在QFN，它的路由功能有限。当你得到一个可以在20-20μm或30-30μm线/空间布线的解决方案时，这为他们在一个金属层上提供了很多选择。”

除了C2IM/MIS，日月光还提供了一项具有竞争力的技术，称为“芯片最后扇出”。然而，这不是一个扇出晶圆级封装。Gerber说:“这本质上是一个最后一种工艺，这意味着它是一个倒装芯片工艺。”“芯片最后扇出是一种基于单金属层的无芯解决方案，根据路由密度使用两种不同的电介质材料。”

此外，日月光还有一个MIS基板的替代品，称为AS3+。“AS3+是一种嵌入式跟踪(ET)无芯有机衬底，可以提供一些类似C2IM/MIS解决方案的好处。此外，AS3+/ET衬底允许三个或更多的路由层，而C2IM/MIS可能受到限制。”“AS3+/ET可以使用传统或ABF介电材料。由于缺乏核心材料，它可以在层间提供超低电感，以实现更快的连接，同时由于其制造工艺流程和固有结构，具有成本竞争力和可靠性。”

就其本身而言，Unisem看到了管理信息系统包的三个应用程序。这些包装的总厚度为0.33毫米或更低。

第一个应用是该公司所谓的空气腔，其中一个单一的模具位于一个封装内。“我们还将MIS用于细间距倒装芯片解决方案，作为层压板与QFN之间的选择，”优利新的Chiu说。“我们也在考虑使用MIS做系统包。与LGA标准模块包相比，它的成本更低。”

对于MIS来说，最大的市场是功率集成电路。另一个驱动因素是加密货币的IC包。展望未来，MIS可能会扩展到这些市场之外。Chiu补充说:“好消息是，我们看到越来越多的标准产品正在关注它。”

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