Manufacturing Technology

IC载板核心材料研究

IC封装基板是IC芯片封装最大的成本，占比超过30%。IC封装成本包括封装基板、包装材料、设备贬值和测试等，其中IC载板成本占比超过30%，是集成电路封装的成本大头，在集成电路封装中占据重要的地位。对于IC载板来说，其基板材料包括铜箔、基板、干膜（固态光阻剂）、湿膜（液态光阻剂）及金属材料（铜球、镍珠及金盐），其中基板占比要超过30%，是IC载板最大的成本端。

1）主要原材料之一：铜箔

与PCB类似，IC载板所需铜箔也为电解铜箔，且需是超薄均匀性铜箔，厚度最低可达1.5μm，一般为2-18μm，而传统PCB所用铜箔厚度为18、35μm左右。超薄铜箔的价格要高于普通电解铜箔，在加工难度上也要更大一些。

2）主要原材料之二：基板板材

载板的基板类似于PCB的覆铜板，主要分为硬质基板、柔性薄膜基板和共烧陶瓷基板三大种类，其中硬质基板和柔性基板具备更大的发展空间，而共烧陶瓷基板发展趋于减缓。

IC载板基材主要考虑的因素包括尺寸稳定性、高频特性、耐热性和热传导性等多种要求：

目前硬质IC封装基板主要有三种材料，分别是BT材料、ABF材料和MIS材料；

柔性封装基板基板材料主要包括PI（聚酰亚胺）和PE（聚酯）树脂；

陶瓷封装基板材料主要为氧化铝、氮化铝、碳化硅等陶瓷材料。

硬质基板材料：BT、ABF、MIS

1）BT树脂

BT树脂全称为“双马来酰亚胺三嗪树脂”，由日本三菱瓦斯公司研发，虽然BT树脂专利期已过，但三菱瓦斯公司在BT树脂研发和应用方面仍处于全球领先地位。BT树脂具备高Tg、高耐热性、抗湿性、低介电常数（Dk）和低损耗因子（Df）等多种优势，但是由于具有玻纤纱层，较ABF材质的FC基板更硬，且布线较麻烦，雷射钻孔的难度较高，无法满足细线路要求，但可以稳定尺寸，防止热胀冷缩而影响线路良率，因此BT材质多用于对于可靠度要求较高的网路晶片及可程式逻辑晶片。目前，BT基板多用于手机MEMS芯片、通信芯片和内存芯片等产品，随着LED芯片的快速发展，BT基板在LED芯片封装上的应用也在快速发展。

2）ABF

ABF材料是由Intel主导研发的材料，用于导入Flip Chip等高阶载板的生产。相比于BT基材，ABF材质可做线路较细、适合高脚数高传输的IC，多用于CPU、GPU和晶片组等大型高端芯片。ABF作为增层材料，铜箔基板上面直接附着ABF就可以作线路，也不需要热压合过程。过去，ABF FC有厚度上的问题，不过由于铜箔基板的技术越来越先进，ABF FC只要采用薄板，就可以解决厚度的问题。从产业的趋势来看，ABF基材可以跟上半导体先进制程的脚步，达到细线路、细线宽/线距的要求，未来市场成长潜力可期。

3）MIS

MIS基板封装技术是一种新型技术，目前在模拟、功率IC、及数字货币等市场领域迅速发展。MIS与传统的基板不同，包含一层或多层预包封结构，每一层都通过电镀铜来进行互连，以提供在封装过程中的电性连接。MIS可以替代一些传统的如QFN封装或基于引线框的封装，因为MIS具有更细的布线能力，更优的电和热性能，和更小的外形。

柔性基板材料：PI、PE

PI、PE树脂在挠性PCB和IC载板中得到了广泛的使用，尤其在带式IC载板中应用最多。挠性薄膜基板主要分为三层有胶基板和二层无胶基板。三层有胶板最初主要用于运载火箭、巡航导弹、空间卫星等军工电子产品，后来也扩展到各种民用电子产品芯片；无胶板厚度更小，适合于高密度布线，在耐热性、细线化和薄型化具有明显的优势，产品广泛应用于消费电子、汽车电子等领域，是未来挠性封装基板主要发展方向。

上游基板材料生产厂商较多，国内技术相对薄弱。

IC载板核心材料基板种类较多，上游生产厂商多为外资企业。以使用量最大的BT树脂和ABF材料为例，全球硬质基板主要生产厂商为日企MGC和Hitachi韩企Doosan和LG等，ABF材料主要是日本味之素Ajinomoto生产，国内目前刚刚起步。