Substrat IC - Apakah bahan utama substrat pembungkusan IC

Substrat pembungkusan adalah kos terbesar pembungkusan IC, yang menyumbang lebih daripada 30%. Kos pembungkusan IC termasuk substrat pembungkusan, bahan pembungkusan, penurunan nilai peralatan dan ujian, di antaranya kos papan substrat IC menyumbang lebih daripada 30%. Ia adalah kos terbesar pembungkusan litar bersepadu dan menduduki kedudukan penting dalam pembungkusan litar bersepadu. Untuk papan substrat IC, bahan substrat termasuk kertas tembaga, substrat, filem kering (photoresist pepejal), filem basah (photoresist cecair) dan bahan logam (bola tembaga, manik nikel, dan garam emas), di mana substrat menyumbang nisbah melebihi 30%, yang merupakan akhir kos terbesar papan substrat IC.

1.Salah satu bahan mentah utama: foil tembagaSeperti PCB, foil tembaga yang diperlukan untuk papan substrat IC juga foil tembaga elektrolitik, dan ia perlu menjadi foil tembaga seragam ultra-nipis, ketebalan boleh serendah 1.5μm, secara umum, 2-18μm, manakala ketebalan foil tembaga yang digunakan dalam PCB tradisional adalah 18, Sekitar 35μm. Harga foil tembaga ultra tipis lebih tinggi daripada foil tembaga elektrolitik biasa, dan ia lebih sukar untuk diproses.

2. Bahan mentah utama kedua: papan substrat Substrat papan substrat IC serupa dengan laminat PCB yang dilapisi tembaga, yang terutamanya dibahagikan kepada tiga jenis: substrat keras, substrat filem fleksibel dan substrat seramik yang dibakar bersama. Di antara mereka, substrat keras dan substrat fleksibel mempunyai lebih banyak ruang untuk pembangunan, manakala pembangunan substrat seramik yang dipecahkan bersama cenderung perlahan.

Pertimbangan utama untuk substrat substrat IC termasuk kestabilan dimensi, ciri-ciri frekuensi tinggi, rintangan haba dan kecanduhan haba dan keperluan lain.

Pada masa ini, terdapat terutamanya tiga bahan untuk substrat pembungkusan kaku, iaitu bahan BT, bahan ABF dan bahan MIS;

Bahan substrat pembungkusan fleksibel terutamanya termasuk resin PI (polyimide) dan PE (poliester) Bahan substrat pembungkusan seramik terutamanya bahan seramik seperti alumina, aluminium nitrida, dan silikon karbida.

Bahan substrat kaku: BT, ABF, bahan resin MIS1.BT

Nama lengkap resin BT adalah resin bismaleimide triazine, yang dibangunkan oleh Syarikat Gas Mitsubishi Jepun. Walaupun tempoh paten resin BT telah tamat tempoh, Syarikat Gas Mitsubishi masih berada dalam kedudukan terkemuka dalam pembangunan dan aplikasi resin BT. Resin BT mempunyai banyak kelebihan seperti Tg yang tinggi, rintangan haba yang tinggi, rintangan kelembapan, konstan dielektrik yang rendah (DK) dan faktor penyebaran yang rendah (Df), tetapi kerana lapisan gentian kaca, ia lebih sukar daripada substrat FC yang diperbuat daripada ABF. Pendawaian lebih bermasalah, dan kesukaran penggerudian laser lebih tinggi, yang tidak dapat memenuhi keperluan garis halus, tetapi ia boleh menstabilkan saiz dan mencegah pengembangan haba dan kontraksi daripada menjejaskan hasil garis. Oleh itu, bahan BT kebanyakannya digunakan untuk rangkaian dengan keperluan kebolehpercayaan tinggi. Cip dan cip logik yang boleh diprogram. Pada masa ini, substrat BT kebanyakannya digunakan dalam produk seperti cip MEMS telefon bimbit, cip komunikasi, dan cip memori. Dengan perkembangan pesat cip LED, aplikasi substrat BT dalam pembungkusan cip LED juga berkembang pesat.

Bahan 2.ABF

Bahan ABF adalah bahan yang diketuai oleh Intel dan digunakan untuk pengeluaran papan pembawa kelas atas seperti Flip Chip. Berbanding dengan bahan asas BT, bahan ABF boleh digunakan sebagai IC dengan litar yang lebih nipis, sesuai untuk bilangan pin yang tinggi dan penghantaran yang tinggi, dan kebanyakannya digunakan untuk cip mewah yang besar seperti CPU, GPU dan chipset. Sebagai bahan pembinaan, ABF boleh digunakan sebagai litar dengan melampirkan ABF secara langsung kepada substrat kertas tembaga, dan tidak perlu proses ikatan termokompresi. Pada masa lalu, ABFFC mempunyai masalah ketebalan. Walau bagaimanapun, kerana teknologi substrat foil tembaga semakin maju, ABFFC boleh menyelesaikan masalah ketebalan selagi plat nipis digunakan. Pada hari-hari awal, papan substrat ABF kebanyakannya digunakan untuk CPU dalam komputer dan konsol permainan. Dengan peningkatan telefon pintar dan perubahan dalam teknologi pembungkusan, industri ABF telah jatuh ke dalam kemerosotan rendah, tetapi dalam beberapa tahun kebelakangan ini, kelajuan rangkaian telah meningkat dan terobosan teknologi telah membawa aplikasi pengkomputeran berprestasi tinggi baru ke meja. Permintaan ABF telah meningkat lagi. Dari perspektif trend industri, substrat ABF boleh mengikuti kelajuan proses pembuatan semikonduktor canggih dan memenuhi keperluan garis halus dan lebar garis halus / jarak garis. Potensi pertumbuhan pasaran masa depan boleh dijangkakan. Dengan kapasiti pengeluaran terhad, pemimpin industri telah mula mengembangkan pengeluaran. Pada Mei 2019, Xinxing mengumumkan bahawa ia menjangka untuk melabur 20 bilion yuan dari 2019 hingga 2022 untuk mengembangkan kilang substrat IC flip-chip kelas atas dan membangunkan substrat ABF dengan kuat. Dari segi pengeluar Taiwan lain, Jingsus menjangka untuk mengalihkan pengeluaran substrat serupa kepada ABF, dan Nandian juga terus meningkatkan kapasiti pengeluaran.

Substrat 3.MIS

Teknologi pembungkusan substrat MIS adalah jenis teknologi baru yang kini berkembang pesat di pasaran analog, IC kuasa, dan mata wang digital. MIS berbeza dari substrat tradisional kerana ia mengandungi satu atau lebih lapisan struktur pra-enkapsulated, dan setiap lapisan saling dihubungkan oleh tembaga electroplating untuk menyediakan sambungan elektrik semasa proses pembungkusan. MIS boleh menggantikan beberapa pakej tradisional seperti pakej QFN atau pakej berasaskan bingkai timbal kerana MIS mempunyai keupayaan pendawaian yang lebih halus, sifat elektrik dan haba yang lebih baik, dan profil yang lebih kecil.

Bahan substrat fleksibel: PI, PE

Resin PI dan PE digunakan secara meluas dalam PCB fleksibel dan papan substrat IC, terutamanya dalam papan substrat IC pita. Substrat filem fleksibel terutamanya dibahagikan kepada substrat pelekat tiga lapisan dan substrat bebas pelekat dua lapisan. Lembaran getah tiga lapisan pada asalnya digunakan terutamanya untuk produk elektronik tentera seperti kenderaan pelancaran, peluru berpandu pelayaran, dan satelit angkasa, dan kemudian diperluaskan ke pelbagai cip produk elektronik awam; ketebalan lembaran bebas getah lebih kecil, sesuai untuk pendawaian ketumpatan tinggi, dan tahan haba., Penipisan dan penipisan mempunyai kelebihan yang jelas. Produk digunakan secara meluas dalam elektronik pengguna, elektronik automotif dan bidang lain, yang merupakan arah pembangunan utama untuk substrat pembungkusan fleksibel pada masa depan.

Terdapat banyak pengeluar bahan substrat hilir atas, dan teknologi domestik agak lemah. Terdapat banyak jenis substrat bahan teras untuk substrat pembungkusan IC, dan kebanyakan pengeluar hulu adalah perusahaan yang dibiayai oleh asing. Ambil bahan BT dan bahan ABF yang paling banyak digunakan sebagai contoh. Pengilang substrat keras global utama adalah syarikat Jepun MGC dan Hitachi syarikat Korea Doosan dan LG. Bahan ABF terutamanya dihasilkan oleh Jepun Ajinomoto, dan negara ini baru sahaja bermula.