1. IC與IC封裝概要
1.1 IC與IC產(chǎn)業(yè)
1) IC產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)
集成電路 (IC: Integrated Circuit)
集成電路是電子設(shè)備的“心臟”與“頭腦”?，F(xiàn)在電子設(shè)備的升級換代主要是IC的更新, 如個人電腦升級是“奔騰”微處理器IC的升級, 從換“腦”提高了“智商”; 手機的核心是IC芯片。因此集成電路產(chǎn)業(yè)是電子信息產(chǎn)業(yè)的核心。
集成電路產(chǎn)業(yè)包括電路設(shè)計、芯片制造、電路封裝三部分,這三業(yè)合一才產(chǎn)出一個微電子器件 一 集成電路。 集成電路是由芯片(晶圓片)與封裝體(載板及固封材料、引線等)組合而成。封裝是為芯片提供信號和電源的互連，提供機械支撐和散熱通路，提供環(huán)境防護。這類似于心臟需要胸腔保護及血管連通,腦漿需要腦殼存放及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)外連。
產(chǎn)業(yè)鏈還包括材料，如單晶材料、光刻掩膜板、光刻膠; 封裝載板、封裝膠、焊料與金線。
1.2 集成電路封裝
1) 電子封裝
按照電子安裝四個層次，IC封裝為第一層次，所用印制板稱為IC封裝載板。
封裝作用：IC封裝是把IC芯片安裝固定在基板或框架上，有引出端子外連及絕緣介質(zhì)固封保護。
2) IC封裝分類
按封裝體內(nèi)組合芯片數(shù)量，有單芯片封裝 (SCP：Single Chip Package)，多芯片封裝 (MCP：Multi Chip Package)，兩大類。
按引腳形態(tài)區(qū)分，有單列 (SIP)、雙列 (DIP)、四邊 、陣列這四種。如單列直插式封裝 (SIP)，雙列直插式封裝 (DIP)，四邊扁平封裝 (QFP)，針柵陣列封裝 (PGA)和球柵陣列封裝 (BGA)。
1.3 先進封裝技術(shù)
1) BGA (Ball Grid Array) 球柵陣列封裝
在載板的背面按面陣列排列外引觸點，以焊球方式連接。正面裝芯片，以線鍵合連接。
FC BGA (Flip Chip Ball Grid Array) 倒裝芯片球柵陣列封裝，即在載板的正面也按面陣列排列連接點，芯片倒過來以焊球方式連接。
PBGA (Plastic Ball Grid Array) 整體采用塑料模型封裝。
2) 3D封裝
一個封裝體中多個芯片重疊連接結(jié)構(gòu)。
3) SiP (System in Package) 系統(tǒng)級封裝
有單個或多個芯片及無源元件包括MEMS集成于一個封裝體內(nèi)，成為一個功能性器件。提高元器件互連電氣性、可靠性，縮小體積，減少成本。SiP也有助于解決散熱問題，在載板增加導(dǎo)熱孔、散熱金屬層等。
1.4 封裝連接與安裝工藝
封裝中芯片互連三種方法：
1) 打線接合 (WB：Wire Bonding) 或稱線鍵合，此工藝是將金屬線按照順序打壓在芯片與載板的連接點(盤)上，形成電路互連。按照打壓工藝條件不同，有超聲波鍵合、熱壓鍵合熱超聲波鍵合。金屬線鍵合是現(xiàn)在廣泛使用的連接方式，接點位置靈活，適合細節(jié)距。
2) 載帶自動接合 (TAB: Tape Automated Bonding) 是一種基于將芯片組裝在金屬化柔性高分子載帶上的集成電路封裝技術(shù)。載帶既作為芯片的支撐體,又作為芯片同周圍電路的連接引線。TAB按其結(jié)構(gòu)分為銅箔單層帶、銅箔 聚酰亞胺雙層帶、銅箔 粘合劑 聚酰亞胺三層帶，以及銅箔 聚酰亞胺 銅箔雙面金屬層帶。
3) 倒裝芯片接合 (FCB: Flip Chip Bonding) 是芯片正面向下，芯片電路接點與載板接點直接互連的方法。其縮短了互連線路，減少電干擾，并且接點面陣列布設(shè)提高I/O數(shù)。
2 IC載板基本要求
IC載板是PCB的一個分支,是在常規(guī)PCB要求的基礎(chǔ)上提出了更高要求.其特殊點主要有如下兩個方面：
1) 高密度化
a.布線密度更高,線寬/線距更細。L/S是50μm/50μm – 35/35μm – 25/25μm，進一步是20/20μm – 15/15μm – 10/10μm，甚至更細。
b.層間互連孔孔徑更小。微通孔Φ0.1mm – 0.075mm – 0.05mm – 0.03 mm，甚至更小。
c.板面連接端點節(jié)距更小。節(jié)距是1.27mm – 1.0mm – 0.5mm – 0.4mm – 0.3mm，甚至更小。
d.多層薄型化。介質(zhì)層厚度是0.5mm – 0.4mm – 0.3mm，甚至更薄。
2) 高性能化
a.高平整化,板面平坦適合芯片安裝；
b.高穩(wěn)定性,能經(jīng)受熱沖擊,熱膨脹系數(shù)小；
c.高電能性, 適合高速、高頻電路要求。
高性能載板基材
(1) 基板尺寸穩(wěn)定、平整性高: 低熱膨脹系數(shù)(CTE), 高玻璃化溫度(Tg), 高彈性率(E’)。
(2) 適應(yīng)高密度化：適合小孔徑鉆孔加工，PTH孔壁間距0.1mm下長期絕緣可靠。
(3) 環(huán)保型：無鹵、無銻并確保阻燃性UL94-V0)，適于無鉛安裝。
(4) 加工性：與現(xiàn)有PCB加工工藝與設(shè)備相匹配，保持生產(chǎn)效率。
3 IC載板制造技術(shù)
目前BGA、CSP的IC載板結(jié)構(gòu)基本與HDI板相同，因此制造工藝也是多層積層法。目前量產(chǎn)技術(shù)線寬/線距L/S約為25-30μm，20μm以下少量生產(chǎn)階段。采用工藝主要是mSAP和SAP。
IC封裝載板也有剛性板與撓性板，及單面板、雙面板、多層板，重點是HDI板。例如：
1)富士通互聯(lián)科技有限公司(FICT)
FCPGA封裝基板結(jié)構(gòu)，積層板1 2 1到6 2 6(無芯板試樣)，線寬與線距20μm（15μm試樣），載板端子2500個以下，采用低的熱膨脹系數(shù)，高模量，低損耗材料。
樹脂填孔HDI板 (4 2 4)
任意層互連板(8層)
2) 輯斐電(Ibiden)
倒裝芯片（FC）封裝載板 用玻璃纖維樹脂材料為芯板，積層方法形成絕緣層、微導(dǎo)通孔和用半加成法(SAP)形成微細電路。載板是高密度、高層數(shù)結(jié)構(gòu)，主要規(guī)格如下：
(1) 有芯載板規(guī)格：4 – 22層，L/S=14/14 μm 或更小，微孔55μm或更小，介質(zhì)層厚30μm。
(2) 無芯載板規(guī)格：6層，L/S=40/40 μm，介質(zhì)層厚35μm- 70μm。
有芯載板
無芯載板
可選擇的先進封裝載板
