4.7.1　腔体集成的定义

1.什么是腔体？

腔体（Cavity）是在基板上开的一个孔槽，通常不会穿越所有的板层，在特殊情况下的通腔称为Contour。腔体可以是开放式的，也可以是密封在内层空间的；腔体可以是单级腔体也可以是多级腔体，所谓多级腔体就是在一个腔体的内部再挖腔体，逐级缩小。如同城市中的下沉广场一样，底部区域供人们活动，台阶可以当看台。

图4-20所示为SiP设计中常见的腔体结构，在底部安装芯片，多级腔体的台阶上可以放置键合指（Bond Finger）。

腔体作为陶瓷封装中最常见的一种基板工艺，受到越来越多的重视。目前，随着技术的发展，在许多塑封基板中也开始使用腔体，如最新的龙芯CPU塑封基板就采用了腔体结构。腔体是一种3D立体结构，为了真实地模拟腔体结构，需要设计软件支持3D立体结构设计。

2.腔体的定义

图4-21为多级腔体的示意图，分别是1～3层、3～5层和5～7层，这种台阶式多级腔体在陶瓷封装中比较常见，台阶上可以放置键合指。

图4-22为埋入式腔体示意图，通过这种腔体可以实现芯片或者分立式无源元器件的嵌埋。

4.7.2　腔体集成的应用

介绍完腔体的定义后，下面介绍腔体的应用。

1.通过腔体结构提升键合线的稳定性

对于芯片堆叠或者复杂的芯片，常常要采用多层键合线，键合指的排列经常有3～4排，这样外层键合线就会很长，跨度很大，不利于键合线的稳定性，而腔体结构能有效改善这种问题，如图4-23所示。对比左右两侧可以看出，右侧腔体结构可以大大缩短键合线的长度，从而有效地提高键合线的稳定性。

2.通过腔体结构增强陶瓷封装的气密性

采用腔体结构的陶瓷基板，芯片和键合线均位于腔体内部，只需要用密封盖板将SiP封装密封即可，如图4-24（a）所示。如果无腔体结构，则需要专门焊接金属框架来抬高盖板的位置，这样就多了一道焊接工序，焊缝也需要经过严格考核才能达到气密性要求，如图4-24（b）所示。

3.通过腔体双面安装元器件

目前SiP复杂程度很高，需要安装的元器件很多，在基板单面常常无法安装所有元器件，需要双面安装元器件，此时腔体结构就显得尤为重要。通过腔体可以将一部分芯片安装在SiP封装的底面，在封装底面外侧植上焊接球，通过腔体结构双面安装芯片如图4-25所示。

如果没有腔体结构就很难在基板底面安装元器件；如果元器件只允许安装在基板的顶面，则不可避免要扩大封装的面积，设计的灵活性则会大打折扣，并且这与SiP小型化的概念背道而驰。

当然，凡事都有两面性，腔体也会给设计和生产带来不利的影响。例如，腔体增加了基板的复杂程度，对设计软件的要求也比较高，需要设计软件能很好地支持3D基板设计功能等。