电子组件立体封装技术(中)
磁器传感器与加速传感器的应用
图5是利用整合成形立体基板(MID)封装的磁器传感器与加速传感器应用范例，如图5(a)所示传统印刷布线基板封装的场合，预定检测的马达位置几乎不在容易检测的位置上，因此设计上必要利用辅助基板，将检测物封装、固定在最佳感度可以检测的位置、角度上。
然而传感器依照此状态封装，辅助基板与主基板作电气性连接，必需使用跳线与连接器，辅助基板还需要使用筐架固定，此时如果改用整合成形立体基板(MID)，就不需要使用固定辅助基板的筐架与辅助基板。
由于制程上可以在整合成形立体基板(MID)表面铺设铜箔图案，因此能够与主基板作面封装，大幅省略筐架、辅助基板、跳线、连接器等组件，实现使用组件削减、模块小型化、工程削减等多重目标。
指纹辨识模块的应用
图6是利用整合成型立体基板(MID)封装的指纹认证传感器范例，指纹辨识系统为消除手指的静电，通常都设有金属遮蔽物，封装静电容量传感器的辅助基板，则利用软性印刷电路板(FPC: Flexible Printed Circuit)与主基板连接。
传统封装方式要求消除手指静电的金属遮蔽物，组件的追加与组装工程的增加，经常成为困扰的课题。
此外指纹认证传感器使用软性印刷电路板(FPC)连接，信号处理容易受到外部噪讯影响，此时如果改用整合成形立体基板(MID)，封装静电容量传感器的部位周边射出成形组件可以铺设电镀覆膜，不需使用金属遮蔽物，同样可以获得噪讯遮蔽效果。
由于结构上不需使用软性印刷电路板(FPC)，因此可以将指纹认证传感器的资料传递给主基板，同时降低组件使用数量与模块的耐噪讯特性。
此外封装在传统主基板的组件可以封装在辅助基板，对模块的小型化具有直接帮助。
整合成形立体基板(MID)的制作方法
整合成形立体基板(MID)的制作方法，分成2行程法(Shot)与雷射法2种，代表性的4大工法制作流程如图7所示。
接着接口四大工法的制作流程。
制程
(1)2行程法－1
a.首先利用射出成形模具制作整合成形立体基板(MID)的外形结构。
b.整合成形立体基板(MID)进行蚀刻，利用无电解电镀技术使涂布触媒析出金属。
c.接着制作图案以外的形状(光罩化)，进行最终成品的加工。
d.最后进行无电解电镀，表面形成触媒露出图案。
(2)2行程法－2
a.首先利用射出成形模具，制作最终整合成形立体基板(MID)的外形结构。
b.接着使用溶融素材进行第2次成形，使图案以外的部位光罩化。
c.在整合成形立体基板(MID)表面涂布触媒，该触媒同样进行电解电镀析出金属。
d.去除2次成形材料部位
e.最后再进行无电解电镀，触媒涂布部位的表面形成图案。
(3)雷射直接成型(LDS: Laser Direct Structuring)
a.首先利用射出成形模具，制作最终整合成型立体基板(MID)的外形结构。
b.图案部位照射雷射，使射出成形品含有的触媒浮出表面。
c.最后接着进行电解电镀形式图案。
(4)1行程雷射法
a.首先利用射出成形模具，制作最终整合成型立体基板(MID)的外形结构。
b.利用金属喷敷(metalizing)制程，在整合成型立体基板(MID)外表制作铜膜。
c.接着使用雷射将铜箔图案与非铜箔图案部位分离确保绝缘。
d.铜箔图案部位进行电气电镀，增加铜膜厚度。
e.利用软蚀刻(Soft Etching)制程，使整体变薄均匀溶解去除铜箔图案以外的铜膜。
f.最后进行镀镍、镀金形成铜箔图案。
加工方法比较
(1)模具使用数量
由于2行程法要求2次成形(光罩化)，必需使用更多的模具，因此2行程法除外，其它工法都可以在1个表面制作封装外形。。
(2)材料
射出成形品必需使用整合成形立体基板(MID)专用材料，而且材料随着制作工法不同。
(3)尺寸精度
封装尺寸精度取决于射出成形模具的精度，不论使用哪种制作工法，要求尺寸精度都是±50μm。
(4)铜箔图案的微细度
导线的宽度与间距随着制作工法不同。
(5)铜箔图案的修正容易性
雷射成型法必需制作雷射加工CAD程序再进行图案制作，图案变更时只需修改雷射加工CAD程序即可，雷射成型法因此比2行程法更方便。
(6)表面粗糙度
表面粗糙度会影响导线固定性，一般认为表面粗糙度越小，对导线固定性比较有利。
1行程雷射法的整合成形立体基板(MID)制作技术
目前整合成形立体基板(MID)大多采用雷射法制作。接着要深入介绍1行程雷射法的整合成形立体基板(MID)的制作技术。
使用1行程雷射法制成的整合成形立体基板(MID)应用组件，已经进入量产化阶段，具体范例例如上述的相机模块，与人体检测传感器模块等等。
日本电子组件封装业者已经正式采用整合成形立体基板(MID)技术，并将此工法称为「微细复合加工技术(MIPTEC: Micro Integrated Processing TEChnology)」。
到目前为止整合成形立体基板(MID)大多是在射出成形组件表面制作铜箔图案，使印刷布线基板形成3次元结构。
由于市场要求薄型化、小型化，因此具备封装功能的整合成形立体基板(MID)逐渐成为主流，在此背景下开始突显1行程雷射法的优点。照片2使用聚醋酸乙烯酯(PPA: Polyphthalamide)，等热可塑性树脂材料的整合成形立体基板(MID)，封装贯通芯片(Via Chip)后的实际外观。
贯通芯片的封装是一般导线固定技术封装面积小型化的改良版，非常适合覆晶封装。贯通226204.html" target="_blank" class="relatedlink">芯片封装整合成形立体基板(MID)具有以下2大特征，分别是：
适合导线固定，可以获得铜箔图案表面
固定导线时铜箔图案表面太粗糙，导线的接合会非常不稳定，利用射出成形组件表面的锚点(Anchor)效果，可以确保射出成形组件与铜箔图案的密着力，因此一般整合成形立体基板(MID)制程，为了使射出成形组件表面粗糙化，必需将铜箔图案表面粗化，它相当于上述图7的2行程法与雷射直接成型法 (LDS)。
1行程雷射法利用长膜时表面图案活性化处理形成化学结合，确保射出成形组件与铜箔图案的密着力。
使用覆晶芯片封装材料
一般树脂材料会随着温度变化膨胀、收缩，XYZ方向的变形量彼此不均匀。如图8所示覆晶芯片封装受到温度变化的影响，膨胀收缩(线膨胀率)与膨胀收缩时的XYZ方向变形量差异(异方性)很大时，受到加热炉与实际使用环境的温度循环影响，经常变成与贯通芯片出现线膨胀率差异主要原因，进而造成接合不稳定，严重时还有接合完全迸裂之虞。
如图9所示微细复合加工技术(MIPTEC)，透过材料内部填充物(Filler)种类、配合量、配合比的最佳化，使用比一般线膨胀率与异方性更低的材料，因此可以确保温度循环时的接合稳定性，实现适合封装覆晶芯片用整合成形立体基板(MID)。
1行程雷射法的整合成形立体基板(MID)，利用雷射图案化技术制作铜箔图案。图10是雷射图案化设备的概要，如图所示为支持制作各式各样微细图案，雷射焦点高精度描准射出成形组件表面非常重要。
一般认为组合可以使射出成形组件倾斜的5轴加工台、同步描绘动作的高速控制系统，以及即使高低差异很大的基板，也可以进行对焦的动态焦点镜片等技术，铜箔图案的宽度、间距可以获得±30μm的精度。
