集成電路基板 - IC封裝基板（IC substrate）科技概述

IC基板定義：用於封裝裸IC晶片的基板。

IC基板功能

（1）攜帶電晶體IC晶片。

（2）內部電路用於晶片和電路板之間的連接。

（3）保護、固定、支撐IC晶片，提供散熱通道，是通信晶片和PCB的中間產品。

IC基板誕生：20世紀90年代中期，不到20年。 新的集成電路（IC）高密度封裝形式的出現，如BGA（球栅陣列封裝）和CSP（晶片尺寸封裝），為封裝帶來了必要的新載體——IC封裝基板。

*電晶體開發：閥門-電晶體-通孔組裝-表面封裝（SMT）-晶片級封裝（CSP、BGA）-系統封裝（SIP）

*PCB和電晶體科技是相互依存、緊密、滲透、緊密配合的，PCB可以實現各種晶片、元器件之間的電力絕緣和電力連接，提供所需的電力特性。

技術參數層數，2~10層；

PCB板厚度，通常為0.1~1.5mm；

最小PCB板厚度公差*0微米；

最小孔徑，通孔0.1mm，微孔0.03mm；

*最小圖案寬度/間距，10~80微米；

最小環寬，50微米；

*輪廓公差，0~50微米；

*埋地盲孔、阻抗、埋地電阻容量；

*表面塗層、Ni/Au、軟金、硬金、鎳/鈀/金等。

*電路板尺寸為150*50mm（單IC載體）；

也就是說，IC基板需要更精細、高密度、高英尺數、小體積、孔、盤、線更小、超薄的核心層。 囙此，需要精確的層間對準科技、圖案成像科技、電鍍科技、鑽孔科技和表面處理科技。 對產品可靠性、設備儀器、資料和生產管理提出了更高的要求。 囙此，IC基板的科技門檻很高，研發也不容易。

科技難點與傳統PCB製造相比，IC基板需要克服的科技難點如下：

（1）芯板生產科技芯板薄，易變形，特別是當板材厚度為0.2mm時，需要對板材結構、板材伸縮、層壓參數、夾層定位系統等科技進行突破，從而實現超薄芯板翹曲和壓制厚度的有效控制。

（2）微孔科技

*包括：焊料掩模開孔工藝、雷射鑽孔微盲孔工藝、盲孔鍍銅填充工藝。

*共形掩模（Conformalmask）工藝用於對雷射盲孔視窗打開進行合理補償，並通過打開的銅環直接定義盲孔的孔徑和位置。

*雷射鑽孔微孔涉及的名額：孔形、上下孔徑比、側面腐蝕、玻璃纖維突出、孔底殘留膠等。

*盲孔鍍銅涉及的名額包括：填充能力、盲孔腔、凹陷、鍍銅可靠性等。

*現時，微孔尺寸為50~100微米，分層孔的數量達到3、4和5個數量級。

（3）圖形形成和鍍銅科技

模式補償科技與控制； 精細圖案製作科技； 鍍銅厚度均勻性控制科技； 精細圖案微侵蝕控制科技。

*現時的圖案寬度間距要求為20~50微米。 鍍銅厚度均勻性要求為18*微米，蝕刻均勻性為90%。

（4）焊接電阻工藝*包括塞孔工藝、焊接電阻印刷科技等。

*IC基板的阻焊面之間的高度差小於10微米，阻焊面與焊盤表面之間的高度差值小於15微米。

（5）表面處理科技

*鍍鎳/鍍金厚度均勻性； 在同一塊板上進行軟硬鍍金工藝； 鍍鎳/鈀/鍍金工藝。

*線性表面塗層，選擇性表面處理科技。

（6）測試能力和產品可靠性測試技術

*配備了許多不同於傳統PCB工廠的測試設備/儀器。

*掌握不同於傳統的可靠性測試技術。

（7）一般來說，IC基板的生產涉及十多個方面的科技：

圖形動態補償； 鍍銅厚度均勻性的圖形電鍍工藝； 全過程資料膨脹和收縮控制； 表面處理工藝、軟金和硬金選擇性電鍍、鎳/鈀/金鍍層工藝；

*芯板晶圓生產；

*高可靠性檢測科技； 微孔加工；

*如果堆疊微3、4、5，生產工藝；

*多重層壓壓力； 層壓板-4次； 鑽孔5次； 電鍍5次。

*線圖案形成和蝕刻；

*高精度對準系統；

*焊接塞孔工藝、電鍍填充微孔工藝；

IC基板分類

通過封裝的形式

（1）BGA

*BallGridAiry、BGA、球面陣列封裝。

*這種封裝的電路板散熱性好，電力效能好，晶片引脚可以大大新增，適用於300引脚數（pincount）以上的IC封裝。

（2）CSP

*CSP、晶片級封裝、晶片級尺寸封裝。

*是一種單晶片封裝，重量輕，體積小，其封裝尺寸與IC本身尺寸幾乎相同或稍大，用於存儲產品、通信產品、引脚數不高的電子產品。

（3）塗層水晶PCB板

*FlipChip（FC）是一種封裝，其中晶片的正面翻轉（Flip），凸塊直接連接到PCB。

這種類型的基板具有訊號干擾低、連接電路損耗低、電力效能好、散熱效率高等優點。

（4）多晶片模塊

*多晶片（MCM）模塊同一封裝中具有不同功能的多個晶片。

*這是電子產品輕、薄、短、低於高速無線的最佳解決方案。 用於高階大型電腦或特殊效能電子產品。

*由於同一封裝中有多個晶片，訊號干擾、散熱、細線設計等，沒有更完整的解決方案，這屬於產品的積極開發。

按資料特性

（1）硬PCB板。 密封加載PCB

*由環氧樹脂、BT、ABF樹脂製成的剛性有機封裝基板。 其產值占IC封裝基板的大部分。 CTE（熱膨脹係數）的範圍為13至17ppm/攝氏度。

（2）軟板密封加載PCB。

*封裝基板由PI（聚醯亞胺）、PE（聚酯）樹脂製成的柔性基板，CTE為13~27ppm/攝氏度。

（3）陶瓷基板

*氧化鋁、氮化鋁、碳化矽等陶瓷材料作為封裝基板。 CTE很小，6~8ppm/攝氏度。

以連接科技而聞名

（1）播放模式以接合承載板

*金線將IC連接到PCB。

（2）標籤印刷電路板

*TAB--膠帶自動粘合

*晶片的內引脚與晶片連接，外引脚與封裝板連接。

（3）覆蓋晶體鍵合PCB。

*Filpchip，晶片被Filp碰撞並直接連接到IC基板。