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为什么IC载板是作为集成电路先进封装的关键基材
2023-08-08 09:18:43

在20世纪90年代中期,一种以球栅阵列封装、芯片尺寸封装为代表的新型IC高密度封装形式问世,IC载板便由此应运而生。IC 封装基板(简称IC载板,也称为封装基板)是封装测试环节中的关键载体,它是在PCB板的相关技术基础上发展而来的,用于建立IC与PCB之间的讯号连接,IC载板还能够发挥保护电路,固定线路并导散余热的作用。下面就跟ES SHOW小编具体来了解下IC载板。

IC载板被应用于主流的封装技术中。半导体芯片封装经历了几代的变迁,以封装技术分类为DIP封装(双列直插式封装技术)、SOP封装(小外形封装)、QFP封装(小型方块平面封装)、PGA封装(插针网格阵列封装技术)、BGA封装(焊球阵列封装)、SIP封装(系统级封装)。技术的迭代与升级让当前的 封装面积与芯片面积可以接近于1。IC载板就是集成电路先进封装的关键基材,“特殊”的PCB。IC载板作为一种高端的PCB板,具有高密度、高精度、小型化及薄型化等特点。

IC载板品种繁多应用广泛,可按照封装方式、加工材料与应用领域进行分类:

(1) 按照封装方式分类,IC载板分为BGA封装基板、CSP封装基板、FC封装基板、MCM封装基板。

(2) 按照封装材料分类,IC载板分为硬质封装基板、柔性封装基板和陶瓷封装基板。硬质封装基板主要由BT树脂或ABF树脂制成,其CTE(热膨胀系数)约为13至17ppm/°C。柔性封装基板主要由 PI 或PE树脂制成,CTE约为13至27ppm/°C。陶瓷封装基板主要由陶瓷材料制成,例如氧化铝,氮化铝或碳化硅,它具有相对较低的CTE,约为6至8ppm/°C。

(3)按照应用领域分类,IC载板分成存储芯片封装基板、微机电系统封装基板、射频模块封装基板、处理器芯片封装基板和高速通信封装基板等。

IC载板在参数上的要求远高于一般PCB和HDI。以线宽/线距为衡量指标,常规IC载板产品可以达到 20μm/20μm,高端IC载板线宽/线距将会降低至10μm/10μm、5μm/5μm,而普通性能的PCB产品线宽/线距为 50μm/50μm 以上。

从HDI到SLP再到IC载板,或许IC载板与SiP技术十分契合。SiP即系统级封装技术,是多个具有不同功能的有源或无源电子元件集成在一个封装内,从而实现一个基本完整的功能,形成一个系统或者子系统的封装技术。但对于SiP而言,由于系统级封装内部走线的密度非常高,普通的PCB板难以承载;而IC载板的多层数+低线宽则更加契合SiP要求,适合作为SIP的封装载体。

IC载板制作工艺有两种,分别为SAP(半加成法)和MSAP(改良半加成法),用于生产线宽/线距小于25μm,工艺流程更加复杂的产品。SAP和MSAP制作原理相似,简述为在基板上涂覆薄铜层,随后进行图形设计,再电镀上所需厚度的铜层,最终移除种子铜层。两种工艺流程的基本差异是种子铜层的厚度。SAP工艺从一层薄化学镀铜涂层(小于1.5um)开始,而MSAP从一层薄的层压铜箔(大于1.5mum)开始。

IC载板的材料组成包括铜箔、基板、干膜、湿膜以及铜球金盐等金属材料。IC载板主要原材料之一是铜箔。IC载板所需的电解铜为超薄均匀性铜箔,厚度可低至1.5μm,其价格比普通电解铜箔高,加工难度大。

IC载板的另一原材料是基板,成本占比35%。基板主要材料分别是BT材料、ABF材料和MIF材料。

目前中国大陆内资PCB龙头企业已经具备了IC载板的规模化生产能力。虽然市占率尚且处于一个低位,但却打破了近些年来国外企业对于载板的技术垄断,实现了零的突破,意义重大。

     

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