PD IEC TS 62878——器件内嵌基板系列技术规范

Device Embedded Substrate — IEC/TS 62878-2-1 / 2-3 / 2-4(BSI 英国实施版)

🔬 PD IEC TS 62878 系列是英国标准协会(BSI)对 IEC 62878 系列中若干技术规范的英国实施版本,由英国技术委员会 EPL/501(电子组装技术,Electronic Assembly Technology)负责编制,聚焦于器件内嵌基板(device embedded substrate)这一先进封装与电子组装技术。本批收录三个分部,均为”指南(Guidelines)”性质:Part 2-1 给出技术总体描述,Part 2-3 给出设计指南,Part 2-4 给出测试元件组(TEG)指南。三者共同构成器件内嵌基板从技术认知、设计到可靠性评价的完整指南体系,是先进封装与高密度互连(HDI)领域的重要参考。

💡 器件内嵌基板(device embedded substrate)将无源器件乃至有源器件直接嵌入基板内部,取代表面贴装,可显著提高集成度、缩短互连距离、改善电性能,是 5G、汽车电子、物联网等高密度电子系统的关键技术方向。

一、系列概述 📌

随着电子产品向小型化、高性能发展,传统表面贴装(SMT)在集成度、电性能与散热方面逐渐遇到瓶颈。器件内嵌基板通过将电阻、电容、电感、滤波器乃至集成电路嵌入基板内层,实现更高密度互连与更优的电气性能。IEC 62878 系列即针对该技术制定技术规范,BSI 以”PD IEC/TS 62878-xxx”形式等同采用。

本批三个分部编号分别为 2-1、2-3 与 2-4,均为指南性技术规范:Part 2-1 介绍技术概况与基本结构,Part 2-3 给出设计层面的具体要求与建议,Part 2-4 规定利用测试元件组(TEG)进行可靠性评价的方法。

二、系列构成与各分部要点 📋

分部编号标准名称(英文原题)IEC 版本核心内容
Part 2-1Guidelines — General description of technology(指南——技术总体描述)IEC TS 62878-2-1:2015(Ed. 1.0)内嵌基板基本结构、制造技术、Jisso 安装互连与术语
Part 2-3Guidelines — Design guide(指南——设计指南)IEC TS 62878-2-3:2015(Ed. 1.0)基板结构定义、层定义、端子处导体间距、基板与内嵌器件条件及设计规范
Part 2-4Guidelines — Test element groups (TEG)(指南——测试元件组)IEC TS 62878-2-4:2015(Ed. 1.0)测试条件、样品制备、试验分类与评价方法、试验报告

三个分部均归类于 ICS 31.180(印制电路板基材)与 ICS 31.190(电工电子元件组装),由同一英国技术委员会 EPL/501 负责,内容上依”认识—设计—评价”逻辑递进。

⚠️ 本系列为技术规范(TS)且为指南性质,旨在统一技术认知与工程实践,并非强制认证标准。实际产品设计与生产应结合具体的工艺能力与可靠性要求综合判断。

三、关键技术要求 🔧

1. 技术总体描述(Part 2-1)

Part 2-1 对器件内嵌基板技术进行总体说明,主要包括:

  • 基本结构:说明内嵌基板的基本结构,内嵌器件(如电阻、电容、IC)在基板层间的布局方式;
  • 制造技术:介绍内嵌器件的制造工艺路线,包括传统工艺的内嵌与利用过孔(vias)的内嵌方法;
  • Jisso 安装与互连:介绍内嵌基板的安装互连(Jisso mounting and interconnection)技术,以及各类互连与结构形式;
  • 术语:统一内嵌基板相关术语,便于跨厂商交流。

2. 设计指南(Part 2-3)

Part 2-3 面向设计工程师,规定内嵌基板设计的关键要求与建议:

  • 基板结构:规定内嵌基板上下表面的规格与层(layer)的定义方法;
  • 端子处导体间距:规定内嵌器件端子处导体的间距要求,保证可制造性与电气可靠性;
  • 基板与内嵌器件条件:规定基板与内嵌器件的准备条件;
  • 内嵌器件推荐:给出内嵌器件的选型建议;
  • 设计规范:给出内嵌基板设计的总体规范,涵盖布局、走线、热与机械设计考虑。

3. 测试元件组(TEG)指南(Part 2-4)

测试元件组(TEG)是指为评价工艺与可靠性而设计的专用测试结构。Part 2-4 规定 TEG 的使用方法:

  • 测试条件:规定测试与评价的分类(如机械、电气、热测试)、测量环境与试验方法;
  • 样品与数量:规定测试样品(specimen)的制备与数量要求;
  • 评价方法:通过 TEG 结构评价内嵌工艺的良率与可靠性,为设计验证与批量生产提供依据;
  • 试验报告:规定试验结果的记录与报告要求。
🚨 内嵌器件一旦制造完成便难以返修,设计验证与可靠性评价必须前置。利用 Part 2-4 的 TEG 结构在量产前充分评估工艺窗口与可靠性,可显著降低批量失效风险。

四、工程实践应用 🛠️

  • 🎯 工艺选型:评估内嵌基板技术时,参照 Part 2-1 了解技术路线与能力边界,判断是否适用于目标产品(如射频模组、电源模组、传感器封装)。
  • 📐 设计实施:在版图设计阶段参考 Part 2-3,规范层叠结构、端子间距与器件布局,避免可制造性与可靠性问题。
  • 🔬 可靠性验证:利用 Part 2-4 的 TEG 结构评价内嵌工艺的机械、电气与热可靠性,建立量产放行依据。
  • 🤝 供应链协同:统一的术语与设计规范有助于基板厂、器件厂与终端设计之间的协同,缩短开发周期。

五、常见问题解答 ❓

❓ 问:什么是器件内嵌基板?
答:器件内嵌基板是将在传统表面贴装中安装于基板表面的无源器件(电阻、电容、电感等)乃至有源器件嵌入基板内部层间的先进基板技术,可提高集成度、缩短互连并改善电性能。
❓ 问:TEG(测试元件组)有什么用?
答:TEG 是为评价内嵌工艺与可靠性而设计的专用测试结构。通过测试 TEG 的机械、电气、热性能,可在量产前评估工艺良率与可靠性,指导工艺优化与设计改进。
❓ 问:内嵌基板适用于哪些产品?
答:适用于对集成度、电性能与小型化要求高的产品,如手机射频模组、电源管理模组、汽车电子、5G 通信设备、传感器与医疗电子等。
🔍 问:本系列是强制标准吗?
答:不是。它们是技术规范(TS),且为指南性质,用于统一技术认知与工程实践。设计与生产应结合制造工艺能力、可靠性与成本要求综合决策。
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