2024年4月11日发(作者:)
FC技术发明并发展的过程中,陶瓷基板一直在其中扮演着重要角色。但是,陶
瓷基板成本较高。为了降低成本,近年来人们致力于提高传统低成本层压有机
封装基板的性能,使用的方法包括研发多层层压基板、消除基板核心等。在FC
的三维封装发展中,还应用到硅基板。
1、陶瓷基板
陶瓷基板是指将Cu箔在高温下直接键合到陶瓷基片表面上的特殊工艺板,可像
印制电路板(Printed Circuit Board,PCB)板一样能刻蚀出各种图形,而且
所制成的超薄复合基板具有良好的电绝缘性能、高导热特性和高附着强度。
因此,陶瓷基板已成为大功率电子电路结构技术和互连技术的基础材料。Al2O3
是最常用的陶瓷基板材料,具有优良的机械、热、电性能和化学稳定性,而且
原料来源丰富,适用于各种各样的制造技术及不同的形状。
随着元器件尺寸的减小、产品精度要求的提高,直接镀铜陶瓷基板(Direct
Plated Ceramic,DPC)成为陶瓷基板发展的一个主要方向。
DPC技术采用薄膜工艺,利用真空溅射、光刻等工艺在陶瓷基底上制作线路,
使基板线路更加精确。DPC 制备工艺温度较低,一定程度上避免了高温对于材
料所造成的破坏或尺寸变异等现象,也减小了基板的制备成本。
一般在金属线路深宽比为 1:1 的前提下,DPC金属线路的线径宽度能够达到
10μm ~50μm。图6展示了几种DPC陶瓷基板。
2、有机基板
(1)表面层合电路
在IBM公司发明SLC技术之前,FC工艺带来的互连密度只有多层陶瓷基板才能
提供。SLC基板不仅可以满足FC工艺的要求,而且成本比陶瓷基板便宜的多,
还可以通过对Cu导体和低介电常数绝缘材料的使用来获得更好的电气性能。
SLC是当今非常流行的低成本有机封装基板的基础技术,如图7所示,基板上
的叠层(Build-up Layer)通过微孔垂直连接以支持FC互连。
SLC技术有芯板和表面层合电路两个主要部分,芯板由普通环氧树脂玻璃板制
成,而SLC层则是在芯板的外层逐次增加由光敏环氧树脂制成的介电层及镀Cu
的导体层,采用叠层法制成,最终实现多层结构的功能。一般来说,具有12层
(2个核心层和10个叠压层)和10μm线宽和间距的叠层基板足以支撑大多数
芯片的要求。
(2)无芯基板
无芯基板的概念最早由富士通于2006年提出,如图8所示。通过叠层层压有机
封装基板(图8(a))和有机无芯封装基板(图8(b))之间的比较,可以看出无
芯封装基板中没有芯板,基板中只存在堆积层。由于去除了芯板,无芯基板的
成本更低、布线能力更高,具有更好的电气性能以及更小的外形尺寸。
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