集成电路封装基板工艺.pptx

School of Microelectronics XIDIAN UNIVERSITY 第八讲 基板技术 张艺蒙 电子封装原理与技术1 封装基板简介 封装基板正在成为封装领域一个重要的和 发展迅速的行业，国内现在的基板主要依 靠进口，如日韩以及台湾地区等等。 电子封装原理与技术2 ITRS中关于基板技术的描述 电子封装原理与技术3 International Technology Roadmap for Semiconductors， 2005 Edition， Assembly and Packaging Assembly and Packaging Difficult Challenges Near-term Assembly and Packaging Difficult Challenges Long-term Package substrates are both the most expensive component of most packages and the factor limiting package performance. The technology of package substrates will need to be expanded in several areas if the cost and performance projections of the Roadmap are to be met. 基板【互连类型】 基板互连如何实现？ 基板互连【多层陶瓷基板】 多层陶瓷基板 Stacked Via Structure 多层陶瓷基板 Cordierite Glass-Ceramic/Cu Substrate（70层） 多层陶瓷基板技术 电子封装原理与技术9 基板互连【微孔叠压基板】 基板互连【微孔叠压基板】 流程 BGA及CSP有机基板工艺 电子封装原理与技术12 内层引线图形化 电子封装原理与技术13 内层规则 电子封装原理与技术14 钻孔 电子封装原理与技术15 层间互连-Dog Bone 电子封装原理与技术16 外层引线图形化 电子封装原理与技术17 阻焊膜（绿油） 电子封装原理与技术18 双面PBGA基板的制造流程 电子封装原理与技术19 双面PBGA基板的制造流程 电子封装原理与技术20 双面PBGA基板的制造流程 电子封装原理与技术21 UV 显影 双面PBGA基板的制造流程 电子封装原理与技术22 加成法4层（1/2/1）基板工艺 电子封装原理与技术23 减成法4层（1/2/1）基板工艺 电子封装原理与技术24 多层PBGA基板 6层PBGA基板结构示意图 电子封装原理与技术25 高密度BGA基板互连技术 电子封装原理与技术26 机械钻孔破坏多层基板内层线路完整性，导致不必 要的寄生电容等 大孔径将占据元件组装面积、减小布线面积，不利 于高密度封装 受机械钻孔能力的限制，导致成本的升高 电镀能力的限制（高的深宽比） 积层（增层）法基板的制造 电子封装原理与技术27 积层技术的提出与引入 传统多层镀通孔PCB中，板上超过50%的面积用于通孔及相关 焊盘。 盲孔和埋孔技术是一个发展阶段。 通过控制钻孔深度及层压技术。 积层技术引入，对于HDI（High Density Interconnect）基板特 别有意义。 电子封装原理与技术28 ITRS的描述 The invention of build-up technology introduced redistribution layers on top of cores. While the build-up layers employed fine line technology and blind vias, the cores essentially continued to use printed wiring board technology with shrinking hole diameters. The next step in the evolution of substrates was to develop high density cores where via diameters were shrunk to the same scale as the blind vias i.e. 50 m. The full advantage of the dense core technology is realized when lines and spaces are reduced to 25 m or less. Thin photo resists (15 m) and high adhesion, low profile copper foils are essential to achieve such resolution. In parallel coreless substrate technologies are being developed. One of the more common approaches is to form vias in a sheet of dielectric material and to fill the vias with a metal paste to form the basic building block.The dielectric materials have little or no reinforcing material. Control of dimensional stability during processing will be essential. 电子封装原理与技术29 积层技术发展 光致微孔技术(Photo-Via) 1993年IBM（日 本）公司率先提出； 激光烧蚀微孔技术(Laser Via) 1992年由 Siemens-Nixdorf公司提出； 等离子体微孔技术(Plasma Via) 1994年瑞 士Diconex公司首先报道。 电子封装原理与技术30 Photo-via 利用光敏介质作为感光介质层（Photo- Imageable Dielectric），先在完工的双面核 心板上涂布PID层，并针对特定孔位进行光 刻，再以化学镀铜与电镀铜进行全面加成 ；也可通过银浆等进行填孔。可多次积层 得到高密薄形的Build up多层板。 其中IBM公司l989年在日本Yasu工厂推出 SLC制程(Surface Laminar Circuits)，采用 Ciba Probimer 52作为感光介质，得到 3mil/3mil之基板。 电子封装原理与技术31 Laser via 二氧化碳激光: 是利用CO2及掺杂其它如N2、He、CO等气体， 产生脉冲红外激光，用于Resin Coated Copper Foil（RCC），一般采取选择性铜蚀刻去除需要 激光钻孔位置的铜，再以CO2激光得到盲孔。 YAG激光： 固体激光器，高能量可以直接穿透铜皮得到盲 孔。 准分子激光 电子封装原理与技术32 Chemical Etching 当孔位铜箔被蚀刻去除后，以强碱性化学 溶液对特殊配方的基材进行腐蚀，直到露 出底部铜后即得到被淘空的盲孔。 电子封装原理与技术33 成孔技术比较 电子封装原理与技术34 不同钻孔方式比较 电子封装原理与技术35 盘内互连孔（Via in Pad） 电子封装原理与技术36 高密度 可靠性问题（焊接时的空洞等等 ） 几种BUM基板结构示意（I） 电子封装原理与技术37 几种BUM基板结构示意（II） 电子封装原理与技术38 3/2/3 Build up FCBGA Profile 电子封装原理与技术39 微孔叠压基板 断面效果图 微孔叠压基板 两种方式 微孔叠压基板 微孔叠压基板 Stacked Vias with Electrically Conductive Adhesives 微孔叠压基板 CORE 微孔叠压基板 CORE/FIRST LAYER 微孔叠压基板 Via/Internate 微孔叠压基板 SECOND LAYER/Via Drilling 微孔叠压基板 Internate/ SR 微孔叠压基板 3F 2F 1FC 1BC 2B 3B 6层：2电源层；（22）信号层 BUMPING 增强型BGA(EBGA)基板 增强型BGA - Enhanced BGA Super BGA (SBGA) , Super Thin BGA (STBGA), Viper BGA (VBGA), Ultra BGA, 电子封装原理与技术50 SBGA基板制造流程（I） 电子封装原理与技术51 SBGA基板制造流程（II） 电子封装原理与技术52 Ultra BGA基板制造流程(I) 电子封装原理与技术53 Ultra BGA基板制造流程(II) 电子封装原理与技术54 Laser Via 关键技术 rough关键技术 PTH关键技术 PTH关键技术 Embedded Passives A typical multilayer substrate that developed using low temperature co-fired ceramic (LTCC) techniques 电子封装原理与技术59 Embedded resi