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

I substrati di imballaggio sono il più grande costo di imballaggio IC, che rappresenta oltre il 30%. I costi di imballaggio IC includono substrati di imballaggio, materiali di imballaggio, ammortamento e collaudo delle apparecchiature, tra cui il costo delle schede di substrato IC rappresentava oltre il 30%. È il più grande costo di imballaggio a circuito integrato e occupa una posizione importante nel confezionamento a circuito integrato. Per le schede del substrato IC, i materiali del substrato includono foglio di rame, substrato, film asciutto (fotoresist solido), film bagnato (fotoresist liquido) e materiali metallici (sfere di rame, perline di nichel e sali d'oro), di cui il substrato rappresenta il rapporto superiore al 30%, che è la più grande estremità di costo delle schede del substrato IC.

1. Una delle principali materie prime: foglio di rame: foglio di rame Simile al PCB, il foglio di rame richiesto per la scheda del substrato IC è anche foglio di rame elettrolitico e deve essere foglio di rame uniforme ultra-sottile, lo spessore può essere basso come 1.5μm, generalmente, 2-18μm, mentre lo spessore della lamina di rame utilizzata nel PCB tradizionale è 18, circa 35μm. Il prezzo del foglio di rame ultrasottile è superiore a quello del foglio di rame elettrolitico ordinario ed è più difficile da elaborare.

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

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

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

I materiali flessibili del substrato dell'imballaggio includono principalmente la resina PI (poliimide) e PE (poliestere)I materiali ceramici del substrato dell'imballaggio sono principalmente materiali ceramici come allumina, nitruro di alluminio e carburo di silicio.

Materiali rigidi del substrato: materiale della resina di BT, ABF, 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.

2.ABF materiale

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.

3.MIS substrato

La tecnologia di imballaggio del substrato MIS è un nuovo tipo di tecnologia che attualmente si sta sviluppando rapidamente nei mercati analogici, di alimentazione IC e di valuta digitale. Il MIS è diverso dai substrati tradizionali in quanto contiene uno o più strati di strutture preincapsulate e ogni strato è interconnesso da rame galvanizzato per fornire collegamenti elettrici durante il processo di imballaggio. MIS può sostituire alcuni pacchetti tradizionali come pacchetti QFN o pacchetti basati su telaio piombo perché MIS ha capacità di cablaggio più fini, 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 di substrato IC, specialmente in schede di substrato IC a nastro. I substrati flessibili del film sono principalmente suddivisi in substrati adesivi a tre strati e substrati senza adesivi a due strati. Il foglio di gomma a tre strati è stato originariamente utilizzato principalmente per prodotti elettronici militari come veicoli di lancio, missili da crociera e satelliti spaziali, e successivamente ampliato a vari chip elettronici civili; lo spessore del foglio senza gomma è più piccolo, adatto a cablaggi ad alta densità ed è resistente al calore., Il diradamento e il diradamento 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 substrati di imballaggio flessibili in futuro.

Ci sono molti produttori di materiali substrati a monte e la tecnologia domestica è relativamente debole. Esistono 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 supporti duri sono le società giapponesi MGC e Hitachi società coreane Doosan e LG. I materiali ABF sono prodotti principalmente dal Giappone Ajinomoto, e il paese è appena iniziato.