随着FCBGA市场的快速增长和应用广泛度,尤其在材料方面,对于大尺寸系统级芯片(SoC)封装来说,FCBGA基板的CTE需要更低,才能保证大尺寸芯片封装的可靠性。ABF材料进一步降低CTE的难度很大,BT材料的半固化片的CTE可以达到1×10-6·℃-1~3×10-6·℃-1,作为堆积的绝缘材料在降低FCBGA基板整体CTE方面会做出重要贡献。未来更大尺寸的SoC封装中,采用PP半固化作为介质绝缘层,替代ABF或和ABF同时使用以降低CTE及基板翘曲、提高封装的可靠性,是可选的技术路径之一。未来的FCBGA基板在高密度布线方面,线宽/线间距在7µm/7µm水平上将持续相当长的一段时间,除非ABF作为增层核心材料这一状况发生改变。如果液态绝缘树脂在FCBGA基板上能够大规模应用,最小线宽/线间距会进一步降低到5µm/5µm,甚至有可能达到2µm/2µm。液态树脂绝缘材料与现有的基板制造技术相距甚远,因其环保及材料利用率等问题,被基板制造商接受还有一定的距离。光敏绝缘材料可实现小盲孔,对于提高布线密度有帮助。但是,如果光敏树脂不能摆脱树脂+颗粒填充物的体系,提高布线密度,其达到高良率也是非常困难的。
在结构方面,EMIB基板大量用于芯粒封装。相比硅转接板,其具有低成本的技术优势,而且可降低FCBGA基板层数,未来在三维异质集成封装中会有大量的应用。由于硅桥的设计和制造并非现有基板厂的工作内容,必须有强有力的封装设计和基板设计能力,同时还要有代工厂的支持才能实现。目前,基板厂需要和终端用户紧密配合,才能完成芯片+硅桥+EMIB基板的整体设计;长远来看,基板厂需要建立自己完善的封装设计团队,否则,制造EMIB的基板厂只能服务于那些头部设计公司。目前已经有多种利用硅桥进行局部增强布线的封装方式,未来在FCBGA基板中嵌入全新的硅桥封装也是值得期待的。
在市场方面,近几年随着全球数据需求的迅速增加,网络和数据中心得到迅速发展。数据处理、数据传输和数据存储都对芯片的要求越来越高,SoC芯片的功能越来越复杂,尺寸越来越大。尽管如此,SoC的技术进步仍然满足不了数据处理芯片的性能要求,人们开始采用Chiplet技术,通过三维异质集成来提高系统级封装的性能,满足数据处理快速增长的需求。FCBGA基板的尺寸越来越大,在一个基板上放置的芯片数量越来越多,基板的层数也越来越多,大尺寸、高叠层的FCBGA基板已经成为目前基板市场中增长最快的产品。2019—2022年,FCBGA基板市场的年平均增长率超过27%,呈现出爆发式增长态势。FCBGA基板已经成为目前封装市场上最为抢手的高端产品。全球的FCBGA基板市场出现一板难求的现象,基本的交货期通常超过一年。需求小的客户无法得到基板厂的支持,而头部企业动辄包下整个基板厂的产能。FCBGA基板的制造商主要集中在日本、韩国和中国台湾地区,三地的高端基板制造商近年来纷纷扩产,预计2025年前后FCBGA基板市场的缺货情况会有所缓解。
总之,FCBGA基板作为高端芯片封装的载体,因其良好的可加工性能,无论现在还是未来,在高端芯片封装领域都起到非常重要的作用。随着材料科学的进步,未来FCBGA基板技术会有进一步的发展。
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