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IC封裝基板

IC封裝基板

常用PCB基板材料分析
2021-09-03
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電子信息產業的快速發展,使電子產品向小型化、功能化、高性能化、高可靠性方向發展。從 70 年代中期的通用表面貼裝技術 (SMT) 到 1990 年代的高密度互連表面貼裝技術 (HDI),以及近年來半導體封裝IC 封裝技術等各種新型封裝技術的應用,電子安裝技術不斷向高密度方向發展。同時高密度互連技術的發展推動PCB也向高密度方向發展。隨著貼裝技術和PCB技術的發展,覆銅板作為PCB基板材料的技術也在不斷提高。
專家預測,未來10年世界電子信息產業將以年均7.4%的速度增長。到2020年,世界電子信息產業市場規模將達到6.4萬億美元,其中電子整機3.2萬億美元,而通信設備和計算機將占其中的70%以上,達0.96萬億美元。可以看出,覆銅板作為電子基礎材料的巨大市場不僅會繼續存在,而且還會以15%的增長率繼續發展。覆銅板行業協會發布的相關信息顯示,未來五年,為適應高密度BGA技術和半導體封裝技術的發展趨勢,高性能薄型FR-4和高性能樹脂基材將增加。
覆銅板(CCL)作為PCB制造中的基板材料,主要對PCB起到互連、絕緣和支撐作用,對PCB中信號的傳輸速度、能量損耗和特性阻抗有很大影響。電路。因此,PCB 覆銅板的性能、質量、制造工藝性、制造水平、制造成本以及長期可靠性和穩定性在很大程度上取決于覆銅板的材料。
覆銅板技術和生產經歷了半個多世紀的發展。現在全球覆銅板年產量已超過3億平方米,覆銅板已成為電子信息產品基礎材料的重要組成部分。覆銅板制造業是朝陽產業。隨著電子信息和通信產業的發展,具有廣闊的前景。其制造技術是一門多學科交叉、滲透、促進的高新技術。電子信息技術的發展歷程表明,覆銅板技術是推動電子工業快速發展的關鍵技術之一。
我國覆銅板(CCL)產業未來發展戰略的重點任務。在產品方面,要在五類PCB基板新材料上下功夫,即通過五類基板新材料的開發和技術突破。 ,使我國覆銅板的尖端技術得到了提高。下面列出的五類新型高性能覆銅板產品的開發,是我國覆銅板行業工程技術人員在今后研發中應重點關注的課題。
1、PCB基板材料無鉛兼容覆銅板
在2002年10月11日的歐盟會議上,通過了兩項具有環保內容的“歐洲指令”。他們將于 2006 年 7 月 1 日正式執行該決議。 兩項“歐洲指令”指的是“電子電氣產品廢棄物指令”(簡稱 WEEE)和“特定有害物質使用限制令”(簡稱作為 RoHs)。在這兩個法定指令中,明確提到了要求。禁止使用含鉛材料。因此,應對這兩個指令的最佳方式是盡快開發無鉛覆銅板。
2、PCB基板材料-高性能覆銅板
這里所說的高性能覆銅板包括低介電常數(Dk)覆銅板、高頻高速PCB用覆銅板、高耐熱覆銅板、多層板用各種基材(樹脂覆銅箔、構成層壓多層板絕緣層的有機樹脂薄膜、玻璃纖維增強或其他有機纖維增強預浸料等)。在接下來的幾年里(到 2010 年),在開發這種類型的高性能覆銅板,根據預測未來電子安裝技術的發展,應達到相應的性能指標值。
3、PCB基板材料-IC封裝載體的基板材料
IC封裝基板(又稱IC封裝基板)用基板材料的開發是目前非常重要的課題。發展我國的IC封裝和微電子技術也是迫切需要。隨著IC封裝向高頻、低功耗方向發展,IC封裝基板在低介電常數、低介電損耗因數、高熱導率等重要性能方面將得到提升。未來研發的一個重要課題是基板熱連接技術——散熱的有效熱協調和集成。
為了保證IC封裝設計的自由度和IC封裝新技術的開發,進行模型測試和仿真測試是必不可少的。這兩項任務對于掌握IC封裝基板材料的特性要求,即了解和掌握其電氣性能、散熱性能、可靠性等要求非常有意義。此外,還應與IC封裝設計行業進一步溝通,達成共識。開發出的基板材料的性能將及時提供給完整電子產品的設計者,使設計者建立準確、先進的數據基礎。
IC封裝載體還需要解決與半導體芯片熱膨脹系數不一致的問題。即使是適合制作微細電路的積層法多層板,其絕緣基板的熱膨脹系數也一般過大(一般熱膨脹系數為60ppm/℃)。基板的熱膨脹系數達到6ppm左右,接近于半導體芯片的熱膨脹系數,這對于基板的制造技術來說確實是一個“難點的挑戰”。
為適應高速發展,基板的介電常數應達到2.0,介電損耗因子可接近0.001。為此,預計2005年前后世界將出現超越傳統基板材料和傳統制造工藝界限的新一代印制電路板。基材材料。
為了預測IC封裝設計和制造技術的未來發展,對其所使用的基板材料有更嚴格的要求。這主要表現在以下幾個方面:
1. 與無鉛焊劑對應的高Tg。
2. 實現與特性阻抗匹配的低介質損失因子性。
3、與高速化所對應的介電常數(ε應接近2)。
4.低翹曲度性(提高基板表面的平整度)。
5、吸濕率低。
6、熱膨脹系數低,使熱膨脹系數接近6ppm。
7、IC封裝載體成本低。
8. 低成本性的內藏元器件的基板材料。
9、為提高耐熱沖擊性,而在基本機械強度上進行提高。適用于在由高到低的溫度變化循環下不降低性能的基板材料。
10. 達到低成本性,適于高回流焊接溫度的綠色型基板材料。
四、PCB基板材料具有特殊功能的覆銅板
這里所說的具有特殊功能的覆銅板主要是指:金屬基(芯)覆銅板、陶瓷基覆銅板、高介電常數層壓板、嵌入式無源元件用覆銅板(或基板材料)-型多層板、光電線路基板用覆銅板等。這類覆銅板的開發和生產不僅是電子信息產品新技術開發的需要,也是我國家的航空航天和軍事工業。
五、PCB基板材料高性能柔性覆銅板
自柔性印刷電路板(FPC)大規模工業化生產以來,經歷了30多年的發展。 1970年代,FPC開始進入真正工業化的批量生產。發展到80年代后期,由于一類新型聚酰亞胺薄膜材料的出現和應用,FPC無粘接劑型的FPC(一般簡稱“兩層FPC”)。90年代,世界研發出與高密度電路相對應的感光性覆蓋膜,這引起了FPC設計的重大變化。由于新應用領域的發展,其產品形式的概念發生了很多變化,并已擴展到包括更大范圍的TAB和COB基材。 90年代后半期出現的高密度FPC開始進入大規模工業化生產。它的電路圖案迅速發展到了更微妙的層次。高密度FPC的市場需求也在快速增長。
目前,全球生產的FPC年產值已達到約30億美元至35億美元。近年來,全球FPC的產量不斷增加。其在PCB中的比重也在逐年增加。在美國等國家,FPC占整個印刷電路板產值的13%-16%。 FPC正日益成為PCB中一個非常重要且不可或缺的品種。
在柔性覆銅板方面,我國在生產規模、制造技術水平、原材料制造技術等方面與先進國家和地區存在較大差距,這一差距甚至大于剛性覆銅板

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