第一章先进基板技术概述

1、1,课程内容,第一章先进基板技术概述第二章基板的结构与性能第三章陶瓷基板第四章复合基板第五章有机基板第六章纳米技术与基板性能第七章高端基板实例,2,1、电子基板(ElectronicSubstrate)的概念半导体芯片封装的载体搭载电子元器件的支撑构成电子电路的基盘PrintedCircuitBoard(PCB),第一节基板的概念与内涵,2、电子基板的作用从芯片、电子元器件，大到电路系统、电子设备整机，都离不开电子基板；在电子基板中，高密度多层基板的比例越来越大；实现集成电路等各种电子元器件之间的布线和电气连接或电绝缘、提供所要求的电气特性，如特性阻抗等。,4,第二节基板材料及分类,1、按结构

2、分类：,模块(module)基板,搭载在PCB上，以球栅阵列（BallGridArray,BGA)、芯片级封装（ChipSizePackage,CSP)、多芯片模块（Multi-ChipModule,MCM)等为代表的封装基板。,6,2、按电气绝缘或材料分类：,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,3、按基板结构分类：导体层数绝缘板材料的刚柔程度材料Z方向（厚度方向）的连接（立体连接）方式等分类,Z方向的连接方式举例,20,第三节基板的特点与作用,1、无机基板:传统无机基板：Al2O3、SiC、BeO和AlN等为基材；优良的热导率、抗弯强度、热膨胀系数等特性；广泛用于混合集成电

3、路（HybridIntegratedCircuit,HIC）和MCM等大功耗器件。,21,2、有机基板:有机PCB己有100年的发展史；体薄量轻；具有优良的电气绝缘及介电特性；原材料便宜，便于自动化大批量生产；易于实现多层化，在电子封装领域己有广泛应用。,22,3、积层多层板(BUM):电子电路（包括基板电路）要求实现HDI而出现和发展的;很好解决一般多层PCB难于完成的薄型化、微细内导通孔(IVH）和导线图形的制作、高密度布线PCB的高生产效率等问题。,23,第四节先进基板的要求与制造,1、先进基板的性能要求：具备必要的电气、机械、物理和化学特性；能实现在重量、厚度、外形、层数等方面的种种要

4、求；在PCB制造和元器件搭载方向还要涉及许多高新技术。如印刷、金属化等。,24,2、先进制造技术：材料技术（设计、制备、性能、表征、功能化、工程化）；光加工技术（塑料薄膜印刷、粘接、复合。电镀、沉积、喷涂、表面改性、抛光、防腐蚀等）；电镀及刻蚀等电化学技术；丝网印刷技术，制孔、叠层、热压等机械加工技术；材料表面处理技术，以及多种特种加工技术；纳米技术。,当代电子基板是集各种现代化技术之大成者!,25,3、先进基板技术实例：例1、氧化铝电子陶瓷基板制造,1)氧化铝基板材料物理性能,2)图纸及技术要求,3)陶瓷基板烧结与精细加工工艺(1)控制素烧坯和烧结体尺寸a)素烧坯精度控制：外直径D0.2mm

5、,厚度B0.3mm,误差范围(13%)。,b）烧结体精度控制：厚度均匀，厚薄差不得大于0.3mm(2.5%)，外圆及孔的尺寸精度为12.5%。大尺寸取1%，小尺寸取2.5%。,(2)氧化铝陶瓷精细加工工艺进行粗、精磨削加工，保证尺寸精度。再采用抛光处理保证最低表面粗糙度。,30,例2、透明陶瓷超高压电极塞1）技术要求：陶瓷电极塞上表面粗糙度Ry:0.050.1m;上表面陶瓷与金属导线接触处无间隙;Al2O3含量99.9%;部分尺寸按照需方要求可调整,2)透明陶瓷成品工艺路线：氧化铝粉(性能同日本住友AES-21氧化铝微粉)+石蜡热压铸成型素烧修坯烧结抛光(抛光介质氧化铝粉，瓷米+抛光液+钻石粉

6、)成品检验,3)透明Al2O3陶瓷组织：高纯Al2O3（99.99）制造，由三种独特的晶粒组成，其中存在严格的两种大、小晶粒的配合，其晶界由非常小的晶界相组成，所以称为3GMC（ThreeKindofGrainMicrostructureCeramic）陶瓷材料，即由三类特殊晶粒显微结构组成的陶瓷材料。,4）透明陶瓷电路金属化工艺：溶胶凝胶等方法制备金属化涂浆超细粉加入活化剂和粘接剂涂敷印刷在陶瓷表面在氢气气氛下合适的温度进行金属化选择电极材料较好焊接特性的焊料进行陶瓷、电极材料封接工艺。,34,第五节基板的发展及特点,1、PCB和PWB的概念与区别：PWB(printedwiringboar

7、d,印制线路板）指表面和内部布置有导体图形的绝缘基板;PCB（printedcircuitboard，印制电路板）搭载电子电路的整个基板;两者是同义词，但是PCB(整体)，PWB(载体);,电子基板（ElectronicSubstrate，ES):封装基板（PackageSubstrate，PKG);高密度互连基板（HighDensityInter-connectionsubstrate，HDI)。,36,2、基板的发展历程：,37,（摇篮期）,38,（摇篮期）,39,（摇篮期）,40,1936,（摇篮期）,41,（摇篮期）,42,（摇篮期）,（-摇篮期）,44,（发展期）,45,（发展期）,46,（-发展期）,47,（多层板期）,48,（多层板期）,49,（多层板期）,50,（多层板期）,51,