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柔性线路板之封装基板主要材料有哪些?

2021-08-11 10:45

  据柔性线路板厂了解,封装基板是 IC 封装最大的成本,占比超过 30%。IC 封装成本包括封装基板、包装材料、设备贬值和测试等,其中 IC 载板成本占比超过 30%,是集成电路封装的成本大头,在集成电路封装中占据重要的地位。对于 IC 载板来说,其基板材料包括铜箔、基板、干膜(固态光阻剂)、湿膜(液态光阻剂)及金属材料(铜球、镍珠及金盐),其中基板占比要超过 30%,是 IC 载板最大的成本端。

1)主要原材料之一:铜箔

  与柔性线路板厂的 PCB 类似,IC 载板所需铜箔也为电解铜箔,且需是超薄均匀性铜箔,厚度最低可达 1.5μm,一般为 2-18μm,而传统 PCB 所用铜箔厚度为 18、35μm左右。超薄铜箔的价格要高于普通电解铜箔,在加工难度上也要更大一些。

2)主要原材料之二:基板板材

  载板的基板类似于 PCB 的覆铜板,主要分为硬质基板、柔性薄膜基板和共烧陶瓷基板三大种类,其中硬质基板和柔性基板具备更大的发展空间,而共烧陶瓷基板发展趋于减缓。

  IC 载板基材主要考虑的因素包括尺寸稳定性、高频特性、耐热性和热传导性等多种要求:

  目前硬质封装基板主要有三种材料,分别是 BT 材料、ABF 材料和 MIS 材料;

  柔性封装基板基板材料主要包括 PI(聚酰亚胺)和 PE(聚酯)树脂;

  陶瓷封装基板材料主要为氧化铝、氮化铝、碳化硅等陶瓷材料。

硬质基板材料:BT、ABF、MIS

1)BT 树脂 BT 树脂全称为“双马来酰亚胺三嗪树脂”,由日本三菱瓦斯公司研发,虽然 BT 树脂专利期已过,但三菱瓦斯公司在 BT 树脂研发和应用方面仍处于全球领先地位。BT 树脂具备高 Tg、高耐热性、抗湿性、低介电常数(Dk)和低散失因素(Df)等多种优势,但是由于具有玻纤纱层,较 ABF 材质的 FC 基板更硬,且布线较麻烦,雷射钻孔的难度较高,无法满足细线路要求,但可以稳定尺寸,防止热胀冷缩而影响线路良率,因此 BT 材质多用于对于可靠度要求较高的网路晶片及可程式逻辑晶片。目前,BT 基板多用于手机 MEMS 芯片、通信芯片和内存芯片等产品,随着 LED 芯片的快速发展,BT 基板在 LED 芯片封装上的应用也在快速发展。

2)ABF ABF 材料是由 Intel 主导研发的材料,用于导入 Flip Chip 等高阶载板的生产。相比于 BT 基材,ABF 材质可做线路较细、适合高脚数高传输的 IC,多用于 CPU、GPU 和晶片组等大型高端芯片。ABF 作为增层材料,铜箔基板上面直接附着 ABF 就可以作线路,也不需要热压合过程。

  过去,ABFFC 有厚度上的问题,不过由于铜箔基板的技术越来越先进,ABFFC 只要采用薄板,就可以解决厚度的问题。早期 ABF 载板应用在电脑、游戏机的 CPU 居多,随着智慧型手机崛起和封装技术改变,ABF 产业曾陷入低潮,但在近年网路速度提升与技术突破,高效能运算新应用浮上台面,ABF 需求再次放大。

  从产业的趋势来看,柔性线路板厂认为ABF基材可以跟上半导体先进制程的脚步,达到细线路、细线宽/线距的要求,未来市场成长潜力可期。产能受限,行业龙头开始扩产。2019 年 5 月,欣兴宣布,预计自 2019 年 至 2022 年投资 200 亿元来扩增高阶 IC 覆晶载板厂,大力发展 ABF 基板。其他台厂方面,景硕预计将类载板转往生产 ABF,南电也在持续增加产能。同时,内资 PCB 企业也在加速布局。

3)MIS MIS 基板封装技术是一种新型技术,目前在模拟、功率 IC、及数字货币等市场领域迅速发展。MIS 与传统的基板不同,包含一层或多层预包封结构,每一层都通过电镀铜来进行互连,以提供在封装过程中的电性连接。MIS 可以替代一些传统的如 QFN 封装或基于引线框的封装,因为 MIS 具有更细的布线能力,更优的电和热性能,和更小的外形。

柔性基板材料:PI、PE

  PI、PE 树脂在挠性 PCB 和 IC 载板中得到了广泛的使用,尤其在带式 IC 载板中应用最多。挠性薄膜基板主要分为三层有胶基板和二层无胶基板。三层有胶板最初主要用于运载火箭、巡航导弹、空间卫星等军工电子产品,后来也扩展到各种民用电子产品芯片;无胶板厚度更小,适合于高密度布线,在耐热性、细线化和薄型化具有明显的优势,产品广泛应用于消费电子、汽车电子等领域,是未来挠性封装基板主要发展方向。

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