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先進(jìn)封裝基板 封裝基板作為半導(dǎo)體封裝的載體，為芯片提供電連接、保護(hù)、支撐和散熱。受到電、熱、尺寸、功能性以及周期成本的綜合驅(qū)動(dòng)，封裝基板向著薄厚度、高散熱性、精細(xì)線路、高集成度、短制造周期方向發(fā)展。介紹了先進(jìn)封裝基板的發(fā)展趨勢(shì)和技術(shù)方向，重點(diǎn)介紹了FCBGA、無芯封裝基板和埋入基板等幾種先進(jìn)封裝基板前沿技術(shù)的定義、應(yīng)用及研究現(xiàn)狀。 0 引言 近些年，為滿足高性能計(jì)算機(jī)、新一代移動(dòng)通信、人工智能、汽車電子以及國(guó)防裝備等領(lǐng)域的需求，電子產(chǎn)品朝著高性能、高集成度的方向發(fā)展。在摩爾定律接近極限，先進(jìn)晶圓制程成本過高的大環(huán)境下，先進(jìn)封裝技術(shù)在產(chǎn)業(yè)鏈中的重要性越來越突出。作為先進(jìn)封測(cè)產(chǎn)業(yè)中，子模塊和子系統(tǒng)設(shè)計(jì)與集成以及終端產(chǎn)品的核心基礎(chǔ)，先進(jìn)基板是支持先進(jìn)工藝下巨量I/O提升以及SIP（系統(tǒng)級(jí)封裝）的核心載體，是異質(zhì)集成技術(shù)的基礎(chǔ)與支撐，后摩爾時(shí)代，對(duì)國(guó)家重點(diǎn)行業(yè)與重點(diǎn)領(lǐng)域起到核心支撐作用。 1 先進(jìn)封裝基板發(fā)展方向與市場(chǎng)概況 IC封裝基板是半導(dǎo)體封裝體的重要組成材料，用于搭載芯片，為芯片提供電連接、保護(hù)、支撐和散熱等。為實(shí)現(xiàn)3D-SiP的系統(tǒng)級(jí)集成需求，滿足未來5G、高性能計(jì)算機(jī)等高端應(yīng)用的需求，業(yè)界對(duì)先進(jìn)基板提出了提高布線密度、減小線寬線距、減小尺寸與重量，改善熱性能的要求。目前，先進(jìn)封裝基板的研究方向主要有工藝改進(jìn)、精細(xì)線路、倒裝芯片球柵格陣列封裝基板（flipchipballgridarray，F(xiàn)CBGA）、無芯封裝基板、有源、無源器件的埋入基板等。 2018～2021年，先進(jìn)封裝基板行業(yè)的年銷售額增長(zhǎng)率達(dá)12%，預(yù)計(jì)到2022年，基板行業(yè)將有100億美元市場(chǎng)。目前，國(guó)內(nèi)制造企業(yè)的品類集中于引線鍵合球柵陣列封裝（wirebondingballgridarraypackage，WBBGA）封裝基板、倒裝芯片尺寸封裝（flipchipchipscalepackage，F(xiàn)CCSP）封裝基板、無芯封裝基板、無源元件埋入，對(duì)于高端FCBGA基板、有源元件埋入基板等少有涉及，先進(jìn)基板在國(guó)內(nèi)仍處藍(lán)海市場(chǎng)。 2 FCBGA基板 FCBGA有機(jī)基板，是指應(yīng)用于倒裝芯片球柵格陣列封裝的高密度IC封裝基板。FCBGA有機(jī)基板的基礎(chǔ)——build-up（積層）基板技術(shù)，最初誕生時(shí)被IBM應(yīng)用于筆記本電腦，以作為板級(jí)封裝基板，在較小的空間內(nèi)承載大量電子元器件。由于build-up基板優(yōu)秀的電學(xué)性能和低廉的制造成本，它開始取代陶瓷基板，被應(yīng)用于倒裝芯片封裝領(lǐng)域。之后，英特爾逐漸推動(dòng)這項(xiàng)技術(shù)的成熟化和標(biāo)準(zhǔn)化，在其整個(gè)CPU產(chǎn)品線中使用build-up基板。近年來，AI、5G和大數(shù)據(jù)等技術(shù)的蓬勃發(fā)展使得市場(chǎng)對(duì)高性能CPU、GPU、FPGA以及網(wǎng)絡(luò)路由器/轉(zhuǎn)換器用ASIC等器件的需求陡增，大尺寸FCBGA封裝基板產(chǎn)能十分緊缺。由于FCBGA基板具有層數(shù)多、面積大、線路密度高、線寬線距小以及通孔、盲孔孔徑小等特點(diǎn)，其加工難度遠(yuǎn)大于FCCSP封裝基板。目前，F(xiàn)CBGA封裝基板產(chǎn)業(yè)主要集中在中國(guó)臺(tái)灣、日本和韓國(guó)等國(guó)家和地區(qū)，如三星、南亞、欣興、京瓷、景碩等公司，中國(guó)大陸僅深南、越亞、華進(jìn)等少部分企業(yè)具備小批量量產(chǎn)線寬/線距為15/15μm，盲孔直徑≤40μm的FCBGA封裝基板的能力，大陸FCBGA基板行業(yè)仍有很大發(fā)展空間。圖1是華進(jìn)半導(dǎo)體小批量量產(chǎn)的FCBGA封裝基板。 |
