集成電路封裝基板工藝課件

第八講

基板技術(shù)1電子封裝原理與技術(shù)第八講

基板技術(shù)1電子封裝原理與技術(shù)封裝基板簡介封裝基板正在成為封裝領(lǐng)域一個重要的和發(fā)展迅速的行業(yè)，國內(nèi)現(xiàn)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(shù)封裝基板簡介封裝基板正在成為封裝領(lǐng)域一個重要的和發(fā)展迅速的行ITRS中關(guān)于基板技術(shù)的描述?InternationalTechnologyRoadmapforSemiconductors，2005Edition，AssemblyandPackaging–AssemblyandPackagingDifficultChallenges–Near-term–AssemblyandPackagingDifficultChallenges–Long-term–Packagesubstratesareboththemostexpensivecomponentofmostpackagesandthefactorlimitingpackageperformance.ThetechnologyofpackagesubstrateswillneedtobeexpandedinseveralareasifthecostandperformanceprojectionsoftheRoadmaparetobemet.3電子封裝原理與技術(shù)ITRS中關(guān)于基板技術(shù)的描述?International基板【互連類型】基板【互連類型】基板互連如何實現(xiàn)？基板互連如何實現(xiàn)？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(shù)9電子封裝原理與技術(shù)多層陶瓷基板技術(shù)9電子封裝原理與技術(shù)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(shù)BGA及CSP有機基板工藝12電子封裝原理與技術(shù)內(nèi)層引線圖形化13電子封裝原理與技術(shù)內(nèi)層引線圖形化13電子封裝原理與技術(shù)內(nèi)層規(guī)則14電子封裝原理與技術(shù)內(nèi)層規(guī)則14電子封裝原理與技術(shù)鉆孔15電子封裝原理與技術(shù)鉆孔15電子封裝原理與技術(shù)層間互連---DogBone16電子封裝原理與技術(shù)層間互連---DogBone16電子封裝原理與技術(shù)外層引線圖形化17電子封裝原理與技術(shù)外層引線圖形化17電子封裝原理與技術(shù)阻焊膜（綠油）18電子封裝原理與技術(shù)阻焊膜（綠油）18電子封裝原理與技術(shù)雙面PBGA基板的制造流程19電子封裝原理與技術(shù)雙面PBGA基板的制造流程19電子封裝原理與技術(shù)雙面PBGA基板的制造流程20電子封裝原理與技術(shù)雙面PBGA基板的制造流程20電子封裝原理與技術(shù)雙面PBGA基板的制造流程UV顯影21電子封裝原理與技術(shù)雙面PBGA基板的制造流程UV顯影21電子封裝原理與技術(shù)雙面PBGA基板的制造流程22電子封裝原理與技術(shù)雙面PBGA基板的制造流程22電子封裝原理與技術(shù)加成法4層（1/2/1）基板工藝23電子封裝原理與技術(shù)加成法4層（1/2/1）基板工藝23電子封裝原理與技術(shù)減成法4層（1/2/1）基板工藝24電子封裝原理與技術(shù)減成法4層（1/2/1）基板工藝24電子封裝原理與技術(shù)多層PBGA基板6層PBGA基板結(jié)構(gòu)示意圖25電子封裝原理與技術(shù)多層PBGA基板6層PBGA基板結(jié)構(gòu)示意圖25電子封裝原理與高密度BGA基板互連技術(shù)機械鉆孔破壞多層基板內(nèi)層線路完整性，導(dǎo)致不必要的寄生電容等大孔徑將占據(jù)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(dǎo)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(shù)高密度BGA基板互連技術(shù)機械鉆孔破壞多層基板內(nèi)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(shù)積層（增層）法基板的制造27電子封裝原理與技術(shù)積層技術(shù)的提出與引入傳統(tǒng)多層鍍通孔PCB中，板上超過50%的面積用于通孔及相關(guān)焊盤。盲孔和埋孔技術(shù)是一個發(fā)展階段。通過控制鉆孔深度及層壓技術(shù)。積層技術(shù)引入，對于HDI（HighDensityInterconnect）基板特別有意義。28電子封裝原理與技術(shù)積層技術(shù)的提出與引入傳統(tǒng)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(shù)ITRS的描述29電子封裝原理與技術(shù)積層技術(shù)發(fā)展光致微孔技術(shù)(Photo-Via)–1993年IBM（日本）公司率先提出；激光燒蝕微孔技術(shù)(LaserVia)–1992年由Siemens-Nixdorf公司提出；等離子體微孔技術(shù)(PlasmaVia)–1994年瑞士Diconex公司首先報道。30電子封裝原理與技術(shù)積層技術(shù)發(fā)展光致微孔技術(shù)(Photo-Via)–1993年P(guān)hoto-via利用光敏介質(zhì)作為感光介質(zhì)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(xué)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(zhì)，得到3mil/3mil之基板。31電子封裝原理與技術(shù)Photo-via利用光敏介質(zhì)作為感光介質(zhì)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(chǎn)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(zhǔn)分子激光32電子封裝原理與技術(shù)Laservia32電子封裝原理與技術(shù)ChemicalEtching當(dāng)孔位銅箔被蝕刻去除后，以強堿性化學(xué)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(shù)ChemicalEtching33電子封裝原理與技術(shù)成孔技術(shù)比較34電子封裝原理與技術(shù)成孔技術(shù)比較34電子封裝原理與技術(shù)不同鉆孔方式比較35電子封裝原理與技術(shù)不同鉆孔方式比較35電子封裝原理與技術(shù)盤內(nèi)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(shù)盤內(nèi)互連孔（ViainPad）?高密度36電子封裝原理與幾種BUM基板結(jié)構(gòu)示意（I）37電子封裝原理與技術(shù)幾種BUM基板結(jié)構(gòu)示意（I）37電子封裝原理與技術(shù)幾種BUM基板結(jié)構(gòu)示意（II）38電子封裝原理與技術(shù)幾種BUM基板結(jié)構(gòu)示意（II）38電子封裝原理與技術(shù)3/2/3BuildupFCBGAProfile39電子封裝原理與技術(shù)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(shù)增強型BGA(EBGA)基板50電子封裝原理與技術(shù)SBGA基板制造流程（I）51電子封裝原理與技術(shù)SBGA基板制造流程（I）51電子封裝原理與技術(shù)SBGA基板制造流程（II）52電子封裝原理與技術(shù)SBGA基板制造流程（II）52電子封裝原理與技術(shù)UltraBGA基板制造流程(I)53電子封裝原理與技術(shù)UltraBGA基板制造流程(I)53電子封裝原理與技術(shù)UltraBGA基板制造流程(II)54電子封裝原理與技術(shù)UltraBGA基板制造流程(II)54電子封裝原理與技術(shù)LaserVia關(guān)鍵技術(shù)LaserVia關(guān)鍵技術(shù)rough關(guān)鍵技術(shù)rough關(guān)鍵技術(shù)PTH關(guān)鍵技術(shù)PTH關(guān)鍵技術(shù)PTH關(guān)鍵技術(shù)PTH關(guān)鍵技術(shù)EmbeddedPassivesAtypicalmultilayersubstratethatdevelopedusinglowtemperatureco-firedceramic(LTCC)techniques59電子封裝原理與技術(shù)EmbeddedPassivesAtypicalmulEmbeddedresistor60電子封裝原理與技術(shù)Embeddedresistor60電子封裝原理與技術(shù)Embeddedresistor61電子封裝原理與技術(shù)Embeddedresistor61電子封裝原理與技術(shù)EmbeddedCapacitors62電子封裝原理與技術(shù)EmbeddedCapacitors62電子封裝原理與技術(shù)EmbeddedInductor63電子封裝原理與技術(shù)EmbeddedInductor63電子封裝原理與技術(shù)Ceramicsubstrate64電子封裝原理與技術(shù)Ceramicsubstrate64電子封裝原理與技術(shù)Organicsubstrates65電子封裝原理與技術(shù)Organicsubstrates65電子封裝原理與技術(shù)BGA基板的生產(chǎn)依賴進口66電子封裝原理與技術(shù)BGA基板的生產(chǎn)依賴進口66電子封裝原理與技術(shù)基板【廠商】基板【廠商】寫在最后成功的基礎(chǔ)在于好的學(xué)習(xí)習(xí)慣Thefoundationofsuccessliesingoodhabits68寫在最后成功的基礎(chǔ)在于好的學(xué)習(xí)習(xí)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(shù)70電子封裝原理與技術(shù)第八講

基板技術(shù)1電子封裝原理與技術(shù)封裝基板簡介封裝基板正在成為封裝領(lǐng)域一個重要的和發(fā)展迅速的行業(yè)，國內(nèi)現(xiàn)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(shù)封裝基板簡介封裝基板正在成為封裝領(lǐng)域一個重要的和發(fā)展迅速的行ITRS中關(guān)于基板技術(shù)的描述?InternationalTechnologyRoadmapforSemiconductors，2005Edition，AssemblyandPackaging–AssemblyandPackagingDifficultChallenges–Near-term–AssemblyandPackagingDifficultChallenges–Long-term–Packagesubstratesareboththemostexpensivecomponentofmostpackagesandthefactorlimitingpackageperformance.ThetechnologyofpackagesubstrateswillneedtobeexpandedinseveralareasifthecostandperformanceprojectionsoftheRoadmaparetobemet.72電子封裝原理與技術(shù)ITRS中關(guān)于基板技術(shù)的描述?International基板【互連類型】基板【互連類型】基板互連如何實現(xiàn)？基板互連如何實現(xiàn)？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(shù)78電子封裝原理與技術(shù)多層陶瓷基板技術(shù)9電子封裝原理與技術(shù)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(shù)BGA及CSP有機基板工藝12電子封裝原理與技術(shù)內(nèi)層引線圖形化82電子封裝原理與技術(shù)內(nèi)層引線圖形化13電子封裝原理與技術(shù)內(nèi)層規(guī)則83電子封裝原理與技術(shù)內(nèi)層規(guī)則14電子封裝原理與技術(shù)鉆孔84電子封裝原理與技術(shù)鉆孔15電子封裝原理與技術(shù)層間互連---DogBone85電子封裝原理與技術(shù)層間互連---DogBone16電子封裝原理與技術(shù)外層引線圖形化86電子封裝原理與技術(shù)外層引線圖形化17電子封裝原理與技術(shù)阻焊膜（綠油）87電子封裝原理與技術(shù)阻焊膜（綠油）18電子封裝原理與技術(shù)雙面PBGA基板的制造流程88電子封裝原理與技術(shù)雙面PBGA基板的制造流程19電子封裝原理與技術(shù)雙面PBGA基板的制造流程89電子封裝原理與技術(shù)雙面PBGA基板的制造流程20電子封裝原理與技術(shù)雙面PBGA基板的制造流程UV顯影90電子封裝原理與技術(shù)雙面PBGA基板的制造流程UV顯影21電子封裝原理與技術(shù)雙面PBGA基板的制造流程91電子封裝原理與技術(shù)雙面PBGA基板的制造流程22電子封裝原理與技術(shù)加成法4層（1/2/1）基板工藝92電子封裝原理與技術(shù)加成法4層（1/2/1）基板工藝23電子封裝原理與技術(shù)減成法4層（1/2/1）基板工藝93電子封裝原理與技術(shù)減成法4層（1/2/1）基板工藝24電子封裝原理與技術(shù)多層PBGA基板6層PBGA基板結(jié)構(gòu)示意圖94電子封裝原理與技術(shù)多層PBGA基板6層PBGA基板結(jié)構(gòu)示意圖25電子封裝原理與高密度BGA基板互連技術(shù)機械鉆孔破壞多層基板內(nèi)層線路完整性，導(dǎo)致不必要的寄生電容等大孔徑將占據(jù)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(dǎo)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(shù)高密度BGA基板互連技術(shù)機械鉆孔破壞多層基板內(nèi)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(shù)積層（增層）法基板的制造27電子封裝原理與技術(shù)積層技術(shù)的提出與引入傳統(tǒng)多層鍍通孔PCB中，板上超過50%的面積用于通孔及相關(guān)焊盤。盲孔和埋孔技術(shù)是一個發(fā)展階段。通過控制鉆孔深度及層壓技術(shù)。積層技術(shù)引入，對于HDI（HighDensityInterconnect）基板特別有意義。97電子封裝原理與技術(shù)積層技術(shù)的提出與引入傳統(tǒng)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(shù)ITRS的描述29電子封裝原理與技術(shù)積層技術(shù)發(fā)展光致微孔技術(shù)(Photo-Via)–1993年IBM（日本）公司率先提出；激光燒蝕微孔技術(shù)(LaserVia)–1992年由Siemens-Nixdorf公司提出；等離子體微孔技術(shù)(PlasmaVia)–1994年瑞士Diconex公司首先報道。99電子封裝原理與技術(shù)積層技術(shù)發(fā)展光致微孔技術(shù)(Photo-Via)–1993年P(guān)hoto-via利用光敏介質(zhì)作為感光介質(zhì)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(xué)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(zhì)，得到3mil/3mil之基板。100電子封裝原理與技術(shù)Photo-via利用光敏介質(zhì)作為感光介質(zhì)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(chǎn)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(zhǔn)分子激光101電子封裝原理與技術(shù)Laservia32電子封裝原理與技術(shù)ChemicalEtching當(dāng)孔位銅箔被蝕刻去除后，以強堿性化學(xué)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(shù)ChemicalEtching33電子封裝原理與技術(shù)成孔技術(shù)比較103電子封裝原理與技術(shù)成孔技術(shù)比較34電子封裝原理與技術(shù)不同鉆孔方式比較104電子封裝原理與技術(shù)不同鉆孔方式比較35電子封裝原理與技術(shù)盤內(nèi)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(shù)盤內(nèi)互連孔（ViainPad）?高密度36電子封裝原理與幾種BUM基板結(jié)構(gòu)示意（I）106電子封裝原理與技術(shù)幾種BUM基板結(jié)構(gòu)示意（I）37電子封裝原理與技術(shù)幾種BUM基板結(jié)構(gòu)示意（II）107電子封裝原理與技術(shù)幾種BUM基板結(jié)構(gòu)示意（II）38電子封裝原理與技術(shù)3/2/3BuildupFCBGAProfile108電子封裝原理與技術(shù)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