微组装工艺

封装工艺技术中的IC封装载板

时间:2025-09-22 11:03 作者:小编 分享到:

    IC封装基板是芯片封装环节的关键材料。IC封装基板又称IC载板,是集成电路(IC)在一级封装过程中的关键载体,与晶片、引线等经过封装测试后共同组成芯片,主要作用有保护电路、固定路线与导散余热,同时在芯片与PCB之间提供电子连接,起着“承上启下”的作用,甚至可埋入无源、有源器件以实现一定系统功能。IC封装基板是芯片封装工艺中价值最大的基材,在低端封装(WB类封装)中占材料成本的40-50%,在高端封装(FC类封装)中占材料成本70-80%。IC封装基板作为一种高端的PCB,是在HDI(高密度互连)板的基础上进一步发展而来,具有高密度、高精度、高性能、小型化及薄型化等特点。
    IC封装基板是对集成电路传统封装材料引线框架的升级。引线框架主要用于传统封装(如QFP、QFN),适用于低引脚数、低成本场景,随着CPU、GPU等高端芯片的集成度提升,引线框架无法满足高密度互连需求。目前,引线框架主要应用于低成本和特殊场景需求,比如消费电子的中低端芯片封装、具有高导热需求的功率器件封装中。封装基板是高集成芯片封装的必然选择,用于BGA、CSP等先进封装工艺,直接承载芯片并通过微细线路实现高密度互连,为小、轻、高性能封装技术提供了有力支撑。在部分SiP混合封装模块中,引线框架与封装基板协同使用,例如引线框架负责机械固定,封装基板处理高频信号。
IC封装基板可以按照材质、封装工艺和应用领域进行分类:
    从芯片与IC载板的连接方式划分,可以分为WB(wire bond,引线键合)和FC(Flip-chip,倒装)两种:WB通过金属引线讲芯片焊盘和封装载板焊盘连接,实现通信;FC则先在芯片的焊盘上形成焊球,然后讲芯片翻转贴合到对应的基板上实现连接通信。
    封装基板根据材料的不同分为硬质封装基板、柔性封装基板和陶瓷封装基板;硬质封装基板主要由BT树脂、ABF树脂和MIS树脂制成;柔性封装基板主要由PI或PE树脂制成;陶瓷封装基板主要由陶瓷材料制成,例如氧化铝,氮化铝或碳化硅。

不同材质IC封装基板的特点及应用
类型
材料
特点
主要应用领域
硬质基板
BT
高耐热性、优异的期耐受性、较低的介电常数和损耗因数、高抗铜离子迁移、优异的机械性能、优异的耐化学性、优异的耐磨性
存储芯片、MEMS芯片、RF芯片、LED芯片等
ABF
非常薄、高附着力、适用于高脚数高传输要求的芯片封装
CPU、GPU、FPGA.ASIC等高算力芯片
MIS
更细致的布线能力与传输能力,以及更小的外形
模拟、功率芯片等领域
柔性基板
PI
热稳定性、良好的耐化学性、优异的机械性能,密度高、厚度薄、重量轻、配线空间限制少、可折叠、灵活度高
消费电子、智能显示、高端装备产业等微电子领域
PE
陶瓷基板
氧化铝
优良的电绝缘性能,高导热特性,优异软钎焊型和较高的附着强度
薄膜电路、厚膜电路、汽车电子、航空航天及军用电子
氮化铝
碳化硅
相较于普通PCB,IC封装基板在线宽/线距、板厚、制备工艺等多项技术参数上都要求更高。按照基板与PCB连接侧的封装工艺不同,封装基板可分为球栅阵列封装(BGA)、插针网格阵列封装(PGA)、栅格阵列封装(LGA)、芯片尺寸封装(CSP)、板在芯片上封装(BOC)等。按照应用领域不同,封装基板可分为存储芯片封装基板、逻辑芯片封装基板、传感器芯片封装基板以及通信芯片封装基板等。根据基板基材、封装工艺的不同,IC封装基板的核心性能参数及下游应用领域也存在较大差异。

封装工艺
基板
线宽
线距
封装
尺寸
层数
下游应用领域
WB-CSP
BT
25-40um
5-19mm
2-4
存储器芯片、传感器芯片等
WB-BGA
BT
25-40um
20-35mm
2-4
储器芯片、数字信号处理芯片、传感器芯片等
WB/FC-BOC
BT
25-40um
9-18mm
2-3
存储器(DDR)芯片
FC-CSP
BT、ABF
10-20um
5-19mm
3-6
存储器芯片、应用处理器芯片、基带芯片、电源管理芯片、高端Ⓛ瞿射频芯片等
FC-BGA/PGA/LGA
ABF
8-15um
20-75mm
4-16
高端处理器(如GPU、CPU)芯片等




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