第八講

基板技術1電子封裝原理與技術第八講

基板技術1電子封裝原理與技術封裝基板簡介封裝基板正在成為封裝領域一個重要的和發(fā)展迅速的行業(yè)，國內現在的基板主要依靠進口，如日韓以及臺灣地區(qū)等等。2電子封裝原理與技術封裝基板簡介封裝基板正在成為封裝領域一個重要的和發(fā)展迅速的行ITRS中關于基板技術的描述?InternationalTechnologyRoadmapforSemiconductors，2005Edition，AssemblyandPackaging–AssemblyandPackagingDifficultChallenges–Near-term–AssemblyandPackagingDifficultChallenges–Long-term–Packagesubstratesareboththemostexpensivecomponentofmostpackagesandthefactorlimitingpackageperformance.ThetechnologyofpackagesubstrateswillneedtobeexpandedinseveralareasifthecostandperformanceprojectionsoftheRoadmaparetobemet.3電子封裝原理與技術ITRS中關于基板技術的描述?International基板【互連類型】基板【互連類型】基板互連如何實現？基板互連如何實現？基板互連【多層陶瓷基板】基板互連【多層陶瓷基板】多層陶瓷基板StackedViaStructure多層陶瓷基板StackedViaStructure多層陶瓷基板CordieriteGlass-Ceramic/Cu

Substrate（70層）

多層陶瓷基板CordieriteGlass-Ceramic多層陶瓷基板技術9電子封裝原理與技術多層陶瓷基板技術9電子封裝原理與技術基板互連【微孔疊壓基板】基板互連【微孔疊壓基板】基板互連【微孔疊壓基板】流程基板互連【微孔疊壓基板】流程BGA及CSP有機基板工藝12電子封裝原理與技術BGA及CSP有機基板工藝12電子封裝原理與技術內層引線圖形化13電子封裝原理與技術內層引線圖形化13電子封裝原理與技術內層規(guī)則14電子封裝原理與技術內層規(guī)則14電子封裝原理與技術鉆孔15電子封裝原理與技術鉆孔15電子封裝原理與技術層間互連---DogBone16電子封裝原理與技術層間互連---DogBone16電子封裝原理與技術外層引線圖形化17電子封裝原理與技術外層引線圖形化17電子封裝原理與技術阻焊膜（綠油）18電子封裝原理與技術阻焊膜（綠油）18電子封裝原理與技術雙面PBGA基板的制造流程19電子封裝原理與技術雙面PBGA基板的制造流程19電子封裝原理與技術雙面PBGA基板的制造流程20電子封裝原理與技術雙面PBGA基板的制造流程20電子封裝原理與技術雙面PBGA基板的制造流程UV顯影21電子封裝原理與技術雙面PBGA基板的制造流程UV顯影21電子封裝原理與技術雙面PBGA基板的制造流程22電子封裝原理與技術雙面PBGA基板的制造流程22電子封裝原理與技術加成法4層（1/2/1）基板工藝23電子封裝原理與技術加成法4層（1/2/1）基板工藝23電子封裝原理與技術減成法4層（1/2/1）基板工藝24電子封裝原理與技術減成法4層（1/2/1）基板工藝24電子封裝原理與技術多層PBGA基板6層PBGA基板結構示意圖25電子封裝原理與技術多層PBGA基板6層PBGA基板結構示意圖25電子封裝原理與高密度BGA基板互連技術機械鉆孔破壞多層基板內層線路完整性，導致不必要的寄生電容等大孔徑將占據元件組裝面積、減小布線面積，不利于高密度封裝受機械鉆孔能力的限制，導致成本的升高電鍍能力的限制（高的深寬比）26電子封裝原理與技術高密度BGA基板互連技術機械鉆孔破壞多層基板內層線路完整性，積層（增層）法基板的制造27電子封裝原理與技術積層（增層）法基板的制造27電子封裝原理與技術積層技術的提出與引入傳統多層鍍通孔PCB中，板上超過50%的面積用于通孔及相關焊盤。盲孔和埋孔技術是一個發(fā)展階段。通過控制鉆孔深度及層壓技術。積層技術引入，對于HDI（HighDensityInterconnect）基板特別有意義。28電子封裝原理與技術積層技術的提出與引入傳統多層鍍通孔PCB中，板上超過50%的ITRS的描述Theinventionofbuild-uptechnologyintroducedredistributionlayersontopofcores.Whilethebuild-uplayersemployedfinelinetechnologyandblindvias,thecoresessentiallycontinuedtouseprintedwiringboardtechnologywithshrinkingholediameters.Thenextstepintheevolutionofsubstrateswastodevelophighdensitycoreswhereviadiameterswereshrunktothesamescaleastheblindviasi.e.50μm.Thefulladvantageofthedensecoretechnologyisrealizedwhenlinesandspacesarereducedto25μmorless.Thinphotoresists(<15μm)andhighadhesion,lowprofoilsareessentialtoachievesuchresolution.Inparallelcorelesssubstratetechnologiesarebeingdeveloped.Oneofthemorecommonapproachesistoformviasinasheetofdielectricmaterialandtofilltheviaswithametalpastetoformthebasicbuildingblock.Thedielectricmaterialshavelittleornoreinforcingmaterial.Controlofdimensionalstabilityduringprocessingwillbeessential.29電子封裝原理與技術ITRS的描述29電子封裝原理與技術積層技術發(fā)展光致微孔技術(Photo-Via)–1993年IBM（日本）公司率先提出；激光燒蝕微孔技術(LaserVia)–1992年由Siemens-Nixdorf公司提出；等離子體微孔技術(PlasmaVia)–1994年瑞士Diconex公司首先報道。30電子封裝原理與技術積層技術發(fā)展光致微孔技術(Photo-Via)–1993年Photo-via利用光敏介質作為感光介質層（Photo-ImageableDielectric），先在完工的雙面核心板上涂布PID層，并針對特定孔位進行光刻，再以化學鍍銅與電鍍銅進行全面加成；也可通過銀漿等進行填孔。可多次積層得到高密薄形的Buildup多層板。其中IBM公司l989年在日本Yasu工廠推出SLC制程(SurfaceLaminarCircuits)，采用CibaProbimer52作為感光介質，得到3mil/3mil之基板。31電子封裝原理與技術Photo-via利用光敏介質作為感光介質層（Photo-ILaservia二氧化碳激光:是利用CO2及摻雜其它如N2、He、CO等氣體，產生脈沖紅外激光，用于ResinCoatedCopperFoil（RCC），一般采取選擇性銅蝕刻去除需要激光鉆孔位置的銅，再以CO2激光得到盲孔。YAG激光：固體激光器，高能量可以直接穿透銅皮得到盲孔。準分子激光32電子封裝原理與技術Laservia32電子封裝原理與技術ChemicalEtching當孔位銅箔被蝕刻去除后，以強堿性化學溶液對特殊配方的基材進行腐蝕，直到露出底部銅后即得到被淘空的盲孔。33電子封裝原理與技術ChemicalEtching33電子封裝原理與技術成孔技術比較34電子封裝原理與技術成孔技術比較34電子封裝原理與技術不同鉆孔方式比較35電子封裝原理與技術不同鉆孔方式比較35電子封裝原理與技術盤內互連孔（ViainPad）?高密度?可靠性問題（焊接時的空洞等等）36電子封裝原理與技術盤內互連孔（ViainPad）?高密度36電子封裝原理與幾種BUM基板結構示意（I）37電子封裝原理與技術幾種BUM基板結構示意（I）37電子封裝原理與技術幾種BUM基板結構示意（II）38電子封裝原理與技術幾種BUM基板結構示意（II）38電子封裝原理與技術3/2/3BuildupFCBGAProfile39電子封裝原理與技術3/2/3BuildupFCBGAProfile39微孔疊壓基板斷面效果圖微孔疊壓基板斷面效果圖微孔疊壓基板兩種方式微孔疊壓基板兩種方式微孔疊壓基板微孔疊壓基板微孔疊壓基板

StackedViaswithElectricallyConductiveAdhesives微孔疊壓基板S微孔疊壓基板CORE微孔疊壓基板CORE微孔疊壓基板CORE/FIRSTLAYER微孔疊壓基板CORE/FIRSTLAYER微孔疊壓基板Via/Internate微孔疊壓基板Via/Internate微孔疊壓基板SECONDLAYER/ViaDrilling微孔疊壓基板SECONDLAYER/ViaDrillin微孔疊壓基板Internate/SR

微孔疊壓基板Internate/SR微孔疊壓基板3F2F1FC1BC2B3B6層：2電源層；（2＋2）信號層BUMPING微孔疊壓基板3F6層：2電源層；（2＋2）信號層BUMPIN增強型BGA(EBGA)基板增強型BGA-----EnhancedBGASuperBGA(SBGA),SuperThinBGA(STBGA),ViperBGA(VBGA),……UltraBGA,……50電子封裝原理與技術增強型BGA(EBGA)基板50電子封裝原理與技術SBGA基板制造流程（I）51電子封裝原理與技術SBGA基板制造流程（I）51電子封裝原理與技術SBGA基板制造流程（II）52電子封裝原理與技術SBGA基板制造流程（II）52電子封裝原理與技術UltraBGA基板制造流程(I)53電子封裝原理與技術UltraBGA基板制造流程(I)53電子封裝原理與技術UltraBGA基板制造流程(II)54電子封裝原理與技術UltraBGA基板制造流程(II)54電子封裝原理與技術LaserVia關鍵技術LaserVia關鍵技術rough關鍵技術rough關鍵技術PTH關鍵技術PTH關鍵技術PTH關鍵技術PTH關鍵技術EmbeddedPassivesAtypicalmultilayersubstratethatdevelopedusinglowtemperatureco-firedceramic(LTCC)techniques59電子封裝原理與技術EmbeddedPassivesAtypicalmulEmbeddedresistor60電子封裝原理與技術Embeddedresistor60電子封裝原理與技術Embeddedresistor61電子封裝原理與技術Embeddedresistor61電子封裝原理與技術EmbeddedCapacitors62電子封裝原理與技術EmbeddedCapacitors62電子封裝原理與技術EmbeddedInductor63電子封裝原理與技術EmbeddedInductor63電子封裝原理與技術Ceramicsubstrate64電子封裝原理與技術Ceramicsubstrate64電子封裝原理與技術Organicsubstrates65電子封裝原理與技術Organicsubstrates65電子封裝原理與技術BGA基板的生產依賴進口66電子封裝原理與技術BGA基板的生產依賴進口66電子封裝原理與技術基板【廠商】基板【廠商】寫在最后成功的基礎在于好的學習習慣Thefoundationofsuccessliesingoodhabits68寫在最后成功的基礎在于好的學習習慣68謝謝大家榮幸這一路，與你同行It'SAnHonorToWalkWithYouAllTheWay講師：XXXXXXXX年XX月XX日

謝謝大家講師：XXXXXX第八講

基板技術70電子封裝原理與技術第八講

基板技術1電子封裝原理與技術封裝基板簡介封裝基板正在成為封裝領域一個重要的和發(fā)展迅速的行業(yè)，國內現在的基板主要依靠進口，如日韓以及臺灣地區(qū)等等。71電子封裝原理與技術封裝基板簡介封裝基板正在成為封裝領域一個重要的和發(fā)展迅速的行ITRS中關于基板技術的描述?InternationalTechnologyRoadmapforSemiconductors，2005Edition，AssemblyandPackaging–AssemblyandPackagingDifficultChallenges–Near-term–AssemblyandPackagingDifficultChallenges–Long-term–Packagesubstratesareboththemostexpensivecomponentofmostpackagesandthefactorlimitingpackageperformance.ThetechnologyofpackagesubstrateswillneedtobeexpandedinseveralareasifthecostandperformanceprojectionsoftheRoadmaparetobemet.72電子封裝原理與技術ITRS中關于基板技術的描述?International基板【互連類型】基板【互連類型】基板互連如何實現？基板互連如何實現？基板互連【多層陶瓷基板】基板互連【多層陶瓷基板】多層陶瓷基板StackedViaStructure多層陶瓷基板StackedViaStructure多層陶瓷基板CordieriteGlass-Ceramic/Cu

Substrate（70層）

多層陶瓷基板CordieriteGlass-Ceramic多層陶瓷基板技術78電子封裝原理與技術多層陶瓷基板技術9電子封裝原理與技術基板互連【微孔疊壓基板】基板互連【微孔疊壓基板】基板互連【微孔疊壓基板】流程基板互連【微孔疊壓基板】流程BGA及CSP有機基板工藝81電子封裝原理與技術BGA及CSP有機基板工藝12電子封裝原理與技術內層引線圖形化82電子封裝原理與技術內層引線圖形化13電子封裝原理與技術內層規(guī)則83電子封裝原理與技術內層規(guī)則14電子封裝原理與技術鉆孔84電子封裝原理與技術鉆孔15電子封裝原理與技術層間互連---DogBone85電子封裝原理與技術層間互連---DogBone16電子封裝原理與技術外層引線圖形化86電子封裝原理與技術外層引線圖形化17電子封裝原理與技術阻焊膜（綠油）87電子封裝原理與技術阻焊膜（綠油）18電子封裝原理與技術雙面PBGA基板的制造流程88電子封裝原理與技術雙面PBGA基板的制造流程19電子封裝原理與技術雙面PBGA基板的制造流程89電子封裝原理與技術雙面PBGA基板的制造流程20電子封裝原理與技術雙面PBGA基板的制造流程UV顯影90電子封裝原理與技術雙面PBGA基板的制造流程UV顯影21電子封裝原理與技術雙面PBGA基板的制造流程91電子封裝原理與技術雙面PBGA基板的制造流程22電子封裝原理與技術加成法4層（1/2/1）基板工藝92電子封裝原理與技術加成法4層（1/2/1）基板工藝23電子封裝原理與技術減成法4層（1/2/1）基板工藝93電子封裝原理與技術減成法4層（1/2/1）基板工藝24電子封裝原理與技術多層PBGA基板6層PBGA基板結構示意圖94電子封裝原理與技術多層PBGA基板6層PBGA基板結構示意圖25電子封裝原理與高密度BGA基板互連技術機械鉆孔破壞多層基板內層線路完整性，導致不必要的寄生電容等大孔徑將占據元件組裝面積、減小布線面積，不利于高密度封裝受機械鉆孔能力的限制，導致成本的升高電鍍能力的限制（高的深寬比）95電子封裝原理與技術高密度BGA基板互連技術機械鉆孔破壞多層基板內層線路完整性，積層（增層）法基板的制造96電子封裝原理與技術積層（增層）法基板的制造27電子封裝原理與技術積層技術的提出與引入傳統多層鍍通孔PCB中，板上超過50%的面積用于通孔及相關焊盤。盲孔和埋孔技術是一個發(fā)展階段。通過控制鉆孔深度及層壓技術。積層技術引入，對于HDI（HighDensityInterconnect）基板特別有意義。97電子封裝原理與技術積層技術的提出與引入傳統多層鍍通孔PCB中，板上超過50%的ITRS的描述Theinventionofbuild-uptechnologyintroducedredistributionlayersontopofcores.Whilethebuild-uplayersemployedfinelinetechnologyandblindvias,thecoresessentiallycontinuedtouseprintedwiringboardtechnologywithshrinkingholediameters.Thenextstepintheevolutionofsubstrateswastodevelophighdensitycoreswhereviadiameterswereshrunktothesamescaleastheblindviasi.e.50μm.Thefulladvantageofthedensecoretechnologyisrealizedwhenlinesandspacesarereducedto25μmorless.Thinphotoresists(<15μm)andhighadhesion,lowprofoilsareessentialtoachievesuchresolution.Inparallelcorelesssubstratetechnologiesarebeingdeveloped.Oneofthemorecommonapproachesistoformviasinasheetofdielectricmaterialandtofilltheviaswithametalpastetoformthebasicbuildingblock.Thedielectricmaterialshavelittleornoreinforcingmaterial.Controlofdimensionalstabilityduringprocessingwillbeessential.98電子封裝原理與技術ITRS的描述29電子封裝原理與技術積層技術發(fā)展光致微孔技術(Photo-Via)–1993年IBM（日本）公司率先提出；激光燒蝕微孔技術(LaserVia)–1992年由Siemens-Nixdorf公司提出；等離子體微孔技術(PlasmaVia)–1994年瑞士Diconex公司首先報道。99電子封裝原理與技術積層技術發(fā)展光致微孔技術(Photo-Via)–1993年Photo-via利用光敏介質作為感光介質層（Photo-ImageableDielectric），先在完工的雙面核心板上涂布PID層，并針對特定孔位進行光刻，再以化學鍍銅與電鍍銅進行全面加成；也可通過銀漿等進行填孔?？啥啻畏e層得到高密薄形的Buildup多層板。其中IBM公司l989年在日本Yasu工廠推出SLC制程(SurfaceLaminarCircuits)，采用CibaProbimer52作為感光介質，得到3mil/3mil之基板。100電子封裝原理與技術Photo-via利用光敏介質作為感光介質層（Photo-ILaservia二氧化碳激光:是利用CO2及摻雜其它如N2、He、CO等氣體，產生脈沖紅外激光，用于ResinCoatedCopperFoil（RCC），一般采取選擇性銅蝕刻去除需要激光鉆孔位置的銅，再以CO2激光得到盲孔。YAG激光：固體激光器，高能量可以直接穿透銅皮得到盲孔。準分子激光101電子封裝原理與技術Laservia32電子封裝原理與技術ChemicalEtching當孔位銅箔被蝕刻去除后，以強堿性化學溶液對特殊配方的基材進行腐蝕，直到露出底部銅后即得到被淘空的盲孔。102電子封裝原理與技術ChemicalEtching33電子封裝原理與技術成孔技術比較103電子封裝原理與技術成孔技術比較34電子封裝原理與技術不同鉆孔方式比較104電子封裝原理與技術不同鉆孔方式比較35電子封裝原理與技術盤內互連孔（ViainPad）?高密度?可靠性問題（焊接時的空洞等等）105電子封裝原理與技術盤內互連孔（ViainPad）?高密度36電子封裝原理與幾種BUM基板結構示意（I）106電子封裝原理與技術幾種BUM基板結構示意（I）37電子封裝原理與技術幾種BUM基板結構示意（II）107電子封裝原理與技術幾種BUM基板結構示意（II）38電子封裝原理與技術3/2/3BuildupFCBGAProfile108電子封裝原理與技術3/2/3BuildupFCBGAProfile39微孔疊壓基板斷面效果圖微孔疊壓基板斷面效果圖微孔疊壓基板兩種方式微孔疊壓基板兩種方式微孔疊壓基板微孔疊壓基板微孔疊壓基板

StackedViaswithElectricallyConductiveAdhesives微孔疊壓基板S微孔疊壓基板CORE微孔疊壓基板CORE微孔疊壓基板CORE/FIRSTLAYER微孔疊壓基板CORE/FIRSTLAYER微孔疊壓基板Via/Internate微孔疊壓基板Via/Internate微孔疊壓基板SECONDLAYER/ViaDrilling微孔疊壓基板SECONDLAYER/ViaDrillin微孔疊壓基板Internate/SR

微孔疊壓基板Internate/SR微孔疊壓基板3F2F1FC1BC2B3B6層：2電源層；（2＋2）信號層BUMPING微孔疊壓基板3F6層：2電源層；（2＋2）信號層BUMPIN增強型BGA(EBGA)基板增強型BGA-----EnhancedBGASuperBGA(SBGA),SuperThinBGA(ST