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IC基板製程能力

IC基板(IC載板),晶片基板,IC封裝基板製程能力

IC基板製程能力

IC基板(IC載板),晶片基板,IC封裝基板製程能力

IC基板(IC載板)主要用以承載IC(IntegratedCircuit),內部布有線路用以導通晶片與電路板之間訊號,除了承載的功能之外,IC基板尚有保護電路、專線、設計散熱途徑、建立零組件模組化標準等附加功能。 IC基板是在HDI電路板的基礎上發展而來,兩者存在一定的相關性,但是IC基板的科技門檻要遠高於HDI電路板和普通PCB電路板。 IC基板可以理解為高端的PCB,具有高密度、高精度、高脚數、高性能、小型化及薄型化等特點,其在多種技術參數上都要求更高,特別是最為覈心的線寬/線距參數。

IC基板是電晶體封裝的關鍵材质。 集成電路產業鏈分為三個環節:晶片設計、晶圓製造和封裝測試。 封裝不僅起到保護晶片和增强導熱性的作用,也可以連通外部的電路與晶片內部以達到固定晶片的作用。 IC封裝基板(IC Package Substrate,簡稱IC基板,也稱為封裝基板)是封裝測試環節中的關鍵載體,用於建立IC與PCB之間的訊號連接,IC基板還能够發揮保護電路,固定線路並導散餘熱的作用。


IC基板被應用於主流的封裝技術中。 電晶體晶片封裝經歷了幾代的變遷,以封裝技術分類為DIP封裝(雙列直插式封裝技術)、SOP封裝(小外形封裝)、QFP封裝(小型方塊平面封裝)、PGA封裝(插針網格陣列封裝技術)、BGA封裝(焊球陣列封裝)、SIP封裝(系統級封裝)。 科技的反覆運算與陞級讓當前的封裝面積與晶片面積可以接近於1。


BGA(Ball grid array)封裝為例,它是一種高密度封裝技術,區別於其他封裝晶片引脚分佈在晶片周圍,BGA引脚在封裝的底面,使I/O端子間距變大,可容納的I/O數目變多。 BGA封裝憑藉著成品率高、電特性好、適用於高頻電路等特點成為了現時主流的封裝技術之一。 BGA的基礎上逐漸衍生出CSP,MCM和SIP等高密度IC封裝管道。 先進封裝技術更加迎合集成電路微小化、複雜化、集成化的特點,IC基板因其高精度、高密度、小型化和薄型化的特點被廣泛應用於主流封裝技術中。


IC基板品種繁多,應用廣泛。 可以按照封裝管道、加工材质與應用領域進行分類。

1、按照封裝管道分類,IC基板分為BGA封裝基板、CSP封裝基板、FC封裝基板、MCM封裝基板。


2、按照封裝材质分類,IC基板分為硬質封裝基板、柔性封裝基板和陶瓷封裝基板。 剛性封裝基板主要由BT樹脂或ABF樹脂製成,其CTE(熱膨脹係數)約為13至17ppm/°C。 柔性封裝基板主要由PI或PE樹脂製成,CTE約為13至27ppm/°C。 陶瓷封裝基板主要由陶瓷材料製成,例如氧化鋁,氮化鋁或碳化矽,它具有相對較低的CTE,約為6至8ppm/°C。


3、按照應用領域分類,IC基板分成存儲晶片封裝基板、微機電系統封裝基板、射頻模塊封裝基板、處理器晶片封裝基板和高速通信封裝基板等。

BGA封裝基板

BGA封裝基板

IC基板在參數上的要求遠高於一般PCB和HDI。 以線寬/線距為衡量名額,常規IC基板產品可以達到20 μ m/20 μ m,高端IC基板線寬/線距將會降低至10 μ m/10 μ m、5 μ m/5 μ m,而普通效能的PCB產品線寬/線距為50 μ m/50 μ m以上。

IC基板製作工藝有兩種,分別為SAP(半加成法)和MSAP(改良半加成法),用於生產線寬/線距小於25 μ m,工藝流程更加複雜的產品。 SAP和MSAP製作原理相似,簡述為在基板上塗覆薄銅層,隨後進行圖形設計,再電鍍上所需厚度的銅層,最終移除種子銅層。 兩種工藝流程的基本差异是種子銅層的厚度。 SAP工藝從一層薄化學鍍銅塗層(小於1.5um)開始,而MSAP從一層薄的層壓銅箔(大於1.5mum)開始。


减成法是PCB電路板製作方法,簡述為在覆銅板上先整板電鍍一層銅,將線路及導通孔保護起來,將不需要的銅皮蝕刻掉,留下線路及導通孔中的銅。 减成法最明顯的缺陷是側蝕性高,即銅層在向下蝕刻的過程中也會對側面進行蝕刻,使减成法的精細程度受到了限制。 囙此减成法的最小線寬/線距只能做到50 μ m,當線寬/線距<50 μ m時,减成法會因良率過低無法使用。


IC基板(IC載板)生產流程中存在多個科技難點,體現在全流程材质漲縮控制、圖形形成、鍍銅、阻焊工藝和表面處理五個方面。