Substrato IC - Quali sono i principali materiali dei substrati di imballaggio IC

I substrati di imballaggio sono il più grande costo di imballaggio IC, che rappresentano più del 30%. I costi di imballaggio IC includono i substrati di imballaggio, i materiali di imballaggio, l'ammortamento delle attrezzature e le prove, tra cui il costo delle schede di substrato IC ha rappresentato più del 30%. È il più grande costo dell'imballaggio dei circuiti integrati e occupa una posizione importante nell'imballaggio dei circuiti integrati. Per le schede di substrato IC, i materiali del substrato comprendono foglio di rame, substrato, film secco (fotoresist solido), film umido (fotoresist liquido) e materiali metallici (sfere di rame, perline di nichel e sali d'oro), di cui il substrato rappresenta Il rapporto supera il 30%, che è la più grande fine del costo delle schede di substrato IC.

1.Una delle principali materie prime: foglio di rameSimile al PCB, il foglio di rame richiesto per la scheda di substrato IC è anche il foglio di rame elettrolitico e deve essere un foglio di rame uniforme ultrasottile, lo spessore può essere fino a 1,5 μm, generalmente 2-18 μm, mentre lo spessore del foglio di rame utilizzato nel PCB tradizionale è di 18, intorno a 35 μm. Il prezzo del foglio di rame ultrasottile è superiore a quello del foglio di rame elettrolitico ordinario ed è più difficile da lavorare.

2.Il secondo della materia prima principale: scheda di substrato Il substrato della scheda di substrato IC è simile al laminato rivestito di rame del PCB, che è principalmente diviso in tre tipi: substrato duro, substrato a pellicola flessibile e substrato ceramico co-cotto. Tra loro, il substrato duro e il substrato flessibile hanno più spazio per lo sviluppo, mentre lo sviluppo del substrato ceramico co-cotto tende a rallentare.

Le considerazioni principali per i substrati a substrato IC includono la stabilità dimensionale, le caratteristiche ad alta frequenza, la resistenza al calore e la conduttività termica e altri requisiti.

Attualmente, ci sono principalmente tre materiali per substrati di imballaggio rigidi, vale a dire materiale BT, materiale ABF e materiale MIS;

I materiali di substrato di imballaggio flessibili includono principalmente resina PI (poliimide) e PE (poliestere).

Materiali di substrato rigido: BT, ABF, materiale di resina MIS1.BT

Il nome completo della resina BT è bismaleimide triazina resina, che è stata sviluppata dalla Mitsubishi Gas Company del Giappone. Sebbene il periodo di brevetto della resina BT sia scaduto, Mitsubishi Gas Company è ancora nella posizione leader nello sviluppo e nell'applicazione della resina BT. La resina BT ha molti vantaggi come alto Tg, alta resistenza al calore, resistenza all'umidità, bassa costante dielettrica (DK) e basso fattore di dissipazione (Df), ma a causa dello strato di fibra di vetro, è più difficile del substrato FC fatto di ABF. Il cablaggio è più problematico e la difficoltà della perforazione laser è più alta, che non può soddisfare i requisiti delle linee sottili, ma può stabilizzare la dimensione e impedire l'espansione termica e la contrazione di influenzare la resa della linea. Pertanto, i materiali BT sono principalmente utilizzati per reti con requisiti di alta affidabilità. Chip e chip logico programmabile. Attualmente, i substrati di BT sono principalmente utilizzati in prodotti quali chip MEMS del telefono cellulare, chip di comunicazione e chip di memoria. Con il rapido sviluppo dei chip LED, anche l'applicazione dei substrati BT nell'imballaggio dei chip LED si sta sviluppando rapidamente.

materiale 2.ABF

Il materiale ABF è un materiale guidato da Intel e utilizzato per la produzione di schede carrier di fascia alta come Flip Chip. Rispetto al materiale di base BT, il materiale ABF può essere utilizzato come IC con il circuito più sottile, adatto ad alto numero di pin e ad alta trasmissione ed è principalmente utilizzato per i chip di fascia alta di grandi dimensioni come CPU, GPU e chipset. Come materiale di accumulo, ABF può essere utilizzato come circuito collegando direttamente ABF al substrato della lamina di rame e non c'è bisogno di un processo di legame di termocompressione. In passato, ABFFC aveva il problema dello spessore. Tuttavia, man mano che la tecnologia dei substrati della lamina di rame sta diventando sempre più avanzata, ABFFC può risolvere il problema dello spessore finché viene utilizzata la piastra sottile. Nei primi giorni, le schede di supporto ABF erano utilizzate principalmente per le CPU nei computer e nelle console di gioco. Con l'aumento degli smartphone e i cambiamenti nella tecnologia del packaging, l'industria ABF è caduta in un basso ebb, ma negli ultimi anni, le velocità di rete sono aumentate e le innovazioni tecnologiche hanno portato nuove applicazioni di calcolo ad alte prestazioni sul tavolo. La richiesta di ABF è aumentata di nuovo. Dal punto di vista delle tendenze del settore, i substrati ABF possono stare al passo con il ritmo dei processi avanzati di produzione dei semiconduttori e soddisfare i requisiti delle linee sottili e della spaziatura delle linee sottili. Ci si può aspettare il futuro potenziale di crescita del mercato. Con capacità produttiva limitata, i leader del settore hanno iniziato ad espandere la produzione. Nel maggio 2019, Xinxing ha annunciato che prevede di investire 20 miliardi di yuan dal 2019 al 2022 per espandere le fabbriche di substrati flip-chip IC di fascia alta e sviluppare vigorosamente substrati ABF. In termini di altri produttori taiwanesi, Jingsus prevede di spostare la produzione di substrati simili ad ABF, e Nandian sta anche continuando ad aumentare la capacità produttiva.

Substrato 3.MIS

La tecnologia di imballaggio a substrato MIS è un nuovo tipo di tecnologia che si sta attualmente sviluppando rapidamente nei mercati analogico, di IC di potenza e di valuta digitale. Il MIS è diverso dai substrati tradizionali in quanto contiene uno o più strati di strutture pre-incapsulate e ogni strato è interconnesso mediante galvanizzazione di rame per fornire connessioni elettriche durante il processo di imballaggio. MIS può sostituire alcuni pacchetti tradizionali come i pacchetti QFN o i pacchetti basati su telaio a piombo perché MIS ha capacità di cablaggio più fine, migliori proprietà elettriche e termiche e un profilo più piccolo.

Materiali di substrato flessibili: PI, PE

Le resine PI e PE sono ampiamente utilizzate in PCB flessibili e schede a substrato IC, in particolare in schede a substrato IC a nastro. I substrati a pellicola flessibile sono principalmente suddivisi in substrati adesivi a tre strati e substrati senza adesivi a due strati. Il foglio di gomma a tre strati era originariamente utilizzato principalmente per prodotti elettronici militari come veicoli di lancio, missili da crociera e satelliti spaziali, e successivamente ampliato a vari chip di prodotti elettronici civili; lo spessore del foglio senza gomma è più piccolo, adatto per il cablaggio ad alta densità ed è resistente al calore., Lo sminimamento e lo sminimamento hanno evidenti vantaggi. I prodotti sono ampiamente utilizzati nell'elettronica di consumo, nell'elettronica automobilistica e in altri campi, che sono le principali direzioni di sviluppo per i substrati di imballaggio flessibili in futuro.

Ci sono molti produttori di materiali di substrato a monte e la tecnologia nazionale è relativamente debole. Ci sono molti tipi di substrati di materiale di base per substrati di imballaggio IC, e la maggior parte dei produttori a monte sono imprese finanziate dall'estero. Prendiamo come esempio i materiali BT e ABF più utilizzati. I principali produttori globali di substrati duri sono le aziende giapponesi MGC e Hitachi, le aziende coreane Doosan e LG. I materiali ABF sono principalmente prodotti dal Giappone Ajinomoto, e il paese è appena iniziato.