IC-Substrat - Was sind die Hauptmaterialien von IC-Verpackungssubstraten

Die Verpackungssubstrate sind die größten Kosten der IC-Verpackung, die mehr als 30% ausmachen. IC-Verpackungskosten umfassen Verpackungssubstrate, Verpackungsmaterialien, Ausrüstungsabschätzungen und Prüfungen, unter denen die Kosten für IC-Substratplatten mehr als 30% ausmachten. Es ist die größte Kosten der integrierten Schaltungsverpackung und nimmt eine wichtige Position in der integrierten Schaltungsverpackung ein. Für IC-Substratplatten umfassen die Substratmaterialien Kupferfolie, Substrat, Trockenfilm (fester Photoresist), Nassfilm (flüssiger Photoresist) und Metallmaterialien (Kupferkugeln, Nickelperlen und Goldsalze), von denen das Substrat für das Verhältnis von mehr als 30% verantwortlich ist, was das größte Kostenende von IC-Substratplatten ist.

1. einer der wichtigsten Rohstoffe: KupferfolieÄhnlich wie PCB ist die für IC-Substratplatte erforderliche Kupferfolie auch elektrolytische Kupferfolie, und es muss ultradünne einheitliche Kupferfolie sein, die Dicke kann so niedrig wie 1,5 μm sein, im Allgemeinen 2-18 μm, während die Dicke der Kupferfolie, die in traditionellen PCB verwendet wird, 18, rund 35 μm ist. Der Preis der ultradünnen Kupferfolie ist höher als der der gewöhnlichen elektrolytischen Kupferfolie und ist schwieriger zu verarbeiten.

2. Das zweite der Hauptrohstoffe: SubstratplatteDas Substrat der IC-Substratplatte ähnelt dem kupferbekleideten Laminat der Leiterplatte, das hauptsächlich in drei Arten unterteilt ist: hartes Substrat, flexibles Filmsubstrat und gefeuertes keramisches Substrat. Unter ihnen haben hartes Substrat und flexibles Substrat mehr Raum für die Entwicklung, während die Entwicklung von gemeinsam gefeuertem Keramiksubstrat neigt, sich zu verlangsamen.

Zu den wichtigsten Überlegungen für IC-Substratsubstrate gehören Dimensionsstabilität, Hochfrequenzeigenschaften, Wärmebeständigkeit und Wärmeleitfähigkeit sowie andere Anforderungen.

Derzeit gibt es hauptsächlich drei Materialien für starre Verpackungssubstrate, nämlich BT-Material, ABF-Material und MIS-Material;

Flexible Verpackungssubstratmaterialien umfassen hauptsächlich PI (Polyimid) und PE (Polyester) HarzKeramische Verpackungssubstratmaterialien sind hauptsächlich keramische Materialien wie Aluminiumoxid, Aluminiumnitrid und Siliziumcarbid.

Starre Substratmaterialien: BT, ABF, MIS1.BT Harzmaterial

Der vollständige Name von BT Harz ist Bismaleimid Triazine Harz, das von Mitsubishi Gas Company of Japan entwickelt wurde. Obwohl die Patentfrist für BT Harz abgelaufen ist, ist Mitsubishi Gas Company immer noch führend in der Entwicklung und Anwendung von BT Harz. BT-Harz hat viele Vorteile wie hohe Tg, hohe Hitzebeständigkeit, Feuchtigkeitsbeständigkeit, niedrige Dielektrizitätskonstante (DK) und niedriger Dissipationsfaktor (Df), aber aufgrund der Glasfaserschicht ist es härter als das FC-Substrat aus ABF. Die Verdrahtung ist problematischer, und die Schwierigkeit des Laserbohrens ist höher, was die Anforderungen von feinen Linien nicht erfüllen kann, aber es kann die Größe stabilisieren und verhindern, dass thermische Ausdehnung und Kontraktion die Linienausbeute beeinflussen. Daher werden BT-Materialien meist für Netzwerke mit hohen Zuverlässigkeitsanforderungen verwendet. Chip und programmierbarer Logikchip. Gegenwärtig werden BT-Substrate hauptsächlich in Produkten wie Handy-MEMS-Chips, Kommunikationschips und Speicherchips verwendet. Mit der schnellen Entwicklung von LED-Chips entwickelt sich auch die Anwendung von BT-Substraten in LED-Chipverpackungen schnell.

2.ABF Material

ABF Material ist ein von Intel geführtes Material, das für die Herstellung von High-End Carrier Boards wie Flip Chip verwendet wird. Verglichen mit BT-Basismaterial kann ABF-Material als IC mit der dünneren Schaltung verwendet werden, geeignet für hohe Pin-Anzahl und hohe Übertragung und wird hauptsächlich für große High-End-Chips wie CPU, GPU und Chipsatz verwendet. Als Aufbaumaterial kann ABF als Schaltkreis verwendet werden, indem ABF direkt auf dem Kupferfoliensubstrat befestigt wird, und es besteht kein Bedarf für ein Thermokompressionsverfahren. In der Vergangenheit hatte ABFFC das Problem der Dicke. Da jedoch die Technologie von Kupferfoliensubstraten immer fortschrittlicher wird, kann ABFFC das Problem der Dicke lösen, solange die dünne Platte verwendet wird. In den Anfängen wurden ABF Substratboards hauptsächlich für CPUs in Computern und Spielkonsolen verwendet. Mit dem Aufkommen von Smartphones und Veränderungen in der Verpackungstechnologie ist die ABF-Industrie in ein Tief gefallen, aber in den letzten Jahren haben die Netzwerkgeschwindigkeiten zugenommen und technologische Durchbrüche haben neue Hochleistungsrechenanwendungen auf den Tisch gebracht. Die Nachfrage nach ABF wird erneut erhöht. Aus der Perspektive der Branchentrends können ABF-Substrate mit dem Tempo fortschrittlicher Halbleiterfertigungsprozesse Schritt halten und die Anforderungen an feine Linien und feine Linienbreite/Linienabstände erfüllen. Das zukünftige Marktwachstumspotenzial ist zu erwarten. Mit begrenzten Produktionskapazitäten haben Branchenführer begonnen, die Produktion zu erweitern. Im Mai 2019 gab Xinxing bekannt, dass es voraussichtlich 20-Milliarden Yuan von 2019 bis 2022 investieren wird, um High-End-IC-Flip-Chip-Substratfabriken auszubauen und ABF-Substrate energisch zu entwickeln. Im Hinblick auf andere taiwanesische Hersteller erwartet Jingsus, die Produktion ähnlicher Substrate auf ABF zu verlagern, und Nandian wird auch weiterhin die Produktionskapazität erhöhen.

3.MIS-Substrat

Die MIS-Substratverpackungstechnologie ist eine neue Art von Technologie, die sich derzeit schnell auf den analogen, leistungsstarken IC- und digitalen Währungsmärkten entwickelt. MIS unterscheidet sich von herkömmlichen Substraten dadurch, dass es eine oder mehrere Schichten von vorgekapselten Strukturen enthält und jede Schicht durch galvanisches Kupfer miteinander verbunden ist, um elektrische Verbindungen während des Verpackungsprozesses bereitzustellen. MIS kann einige herkömmliche Pakete wie QFN-Pakete oder lead-frame-basierte Pakete ersetzen, da MIS feinere Verdrahtungsfähigkeiten, bessere elektrische und thermische Eigenschaften und ein kleineres Profil hat.

Flexible Substratmaterialien: PI, PE

PI- und PE-Harze werden in flexiblen Leiterplatten und IC-Substratplatten, insbesondere in Band-IC-Substratplatten, weit verbreitet. Flexible Filmsubstrate werden hauptsächlich in dreischichtige klebstofffreie Substrate und zweischichtige klebstofffreie Substrate unterteilt. Das dreischichtige Gummiblech wurde ursprünglich hauptsächlich für militärische elektronische Produkte wie Startfahrzeuge, Kreuzfahrraketen und Raumsatelliten verwendet und später auf verschiedene zivile elektronische Produktchips erweitert; die Dicke des gummifreien Bogens ist kleiner, geeignet für die Verkabelung mit hoher Dichte und hitzebeständig., Verdünnung und Verdünnung haben offensichtliche Vorteile. Produkte werden weit verbreitet in der Verbraucherelektronik, der Automobilelektronik und anderen Bereichen, die die wichtigsten Entwicklungsrichtungen für flexible Verpackungssubstrate in der Zukunft sind.

Es gibt viele Upstream-Substrat-Materialhersteller, und die inländische Technologie ist relativ schwach. Es gibt viele Arten von Kernmaterialsubstraten für IC-Verpackungssubstrate, und die meisten Upstream-Hersteller sind ausländisch finanzierte Unternehmen. Nehmen wir die am häufigsten verwendeten BT-Materialien und ABF-Materialien als Beispiele. Die wichtigsten globalen Hersteller von harten Substraten sind die japanischen Unternehmen MGC und Hitachi, die koreanischen Unternehmen Doosan und LG. ABF-Materialien werden hauptsächlich von Japan Ajinomoto hergestellt, und das Land hat gerade begonnen.