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。