一文读懂芯片封装基(载)板有哪些类型?

描述

它和PCB有什么关系?和IC载板又有什么关系?......

我们就由浅到深一起来探讨一下什么是IC载板。

01什么是IC载板

首先,我们先浅谈一下什么是IC载板。(封装基板即是IC载板)

它是在PCB板的相关技术基础上发展而来的,用于建立IC与PCB之间的讯号连接,起着“承上启下”的作用。

在20世纪90年代中期,一种以球栅阵列封装、芯片尺寸封装为代表的新型IC高密度封装形式问世,IC载板由此应运而生。

简而言之,IC载板就是集成电路先进封装的关键基材,“特殊”的PCB。

特别的是:集成电路的封装所涉及的各个方面几乎都是在IC载板上进行或与IC载板相关。

在电子封装工程所涉及的四大基础技术,即薄厚膜技术、微互连技术、基板技术、封接与封装技术中,基板技术处于关键与核心地位。

当然,IC载板甚至可埋入无源、有源器件以实现一定系统功能。

02封装基板的作用和种类

在芯片封装领域,有很多封装类型使用得到封装基(载)板,例如BGA(Ball Grid Array),QFP,PGA,SiP,CSP,PoP等。不同类型的芯片封装所用到的封装基板也有不同,那么有哪些常见的封装基板呢?

开宗明义,定义先行。我们已经知道了什么是IC载板,现在总结一下封装基板的作用。

封装基板的作用

封装基板在封装里主要以下作用:电气连接,物理保护,应力缓和,散热防潮,尺寸过渡,规格化、标准化等,正逐渐部分或全部的由封装基板来承担。在高阶封装领域,IC载板已取代传统引线框架,成为芯片封装中不可或缺的一部分。

封装基板的种类

按照基板的材料来分,我将其分为柔性基板与刚性基板。柔性基板指能够弯曲和折叠的基板。刚性基板是指具有较强刚性、不可弯曲的基板。柔性基板则薄且柔性较高,而刚性基板具有固定的形状和形式。

柔性基板的材料种类?

常见的柔性基板材料:PI(聚酰亚胺)、PET(聚酯)、PEEK(聚醚醚酮)、PDMS等。

柔性基板的缺点与优点?

缺点:翘曲问题严重;加工过程比较复杂难;热膨胀系数CTE 与其他材料(例如阻焊层)存在较大差异。

优点:重量轻且价格实惠;具有足够的柔韧性和弯曲能力。

刚性基板的材料种类?

常见的刚性基板材料:FR4、ABF、BT、陶瓷等。

刚性基板材料 — FR4

FR4在印刷电路板(PCB)的制造中是最常用的一种材料类型。"FR4"代表的是“阻燃第4类”(Flame Retardant Type 4)。玻璃纤维布浸渍在环氧树脂里面,再经过热压以及固化处理形成的复合材料。具有机械强度高,电绝缘性能优,阻燃性好,热稳定性佳等特点。

刚性基板材料 — ABF

ABF(Ajinomoto Build-up Film)是一种应用在GPU、CPU等高端的芯片封装中的高度耐用及高刚性的材料。它是由味之素公司开发的,所属范围是层压膜类材料,常用在作为封装基板的内层绝缘材料中。而下图,ABF 层是放置在 PCB和芯片之间,一般情况,芯片的计算能力需要越高,而需要越多的ABF材料以求保证正常运行。

刚性基板材料 — BT

BT材料的名称来源于其主要化学成分:Triazine(三嗪)和Bismaleimide(双马来酰亚胺),全名是双马来酰亚胺三嗪,是性能更高、更先进的环氧树脂基板,现在已成许多基板制造商的首选层压基板材料。因为BT材料具有较高的玻璃化转变温度,平常来说高于一般的FR4材料;良好的绝缘性;较低的热膨胀系数与介电常数等。BT属于BGA 封装的标准基板材料,并且还可以用在CSP封装的基板材料。

刚性基板材料 — 陶瓷

常用的陶瓷材料有氮化铝(AlN)、氧化铍(BeO)、氧化铝(Al2O3)、碳化硅(SiC)等,是比较早期的层压材料。陶瓷材料以粉末的形式通过研磨等来获取合适粒径的颗粒,再经过成型、金属化、层叠、切割、高温烧结、打磨抛光、沉镍沉金等制得,具有一定的脆性,适用于高功率、高频和高可靠性要求的芯片产品中。

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审核编辑 黄宇

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