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封装基板是封装的重要组成部分,在封装中实现搭载器件和电气连同的作用,随着封装技术的发展,封装基板的设计、制造技术有了长足的进步。2001年国际半导体技术发展预测机构(ITRS)设定半导体芯片尺寸为310mm2,但随着元件IO数目的不断增加,就必须增加基板上的端子数量,对封装基板有了更精细化的要求,从而对封装基板的加工和设计有了更严格要求。
1、封装几班的分类
封装基板的分类有很多种,目前业界比较认可的是从增强材料和结构两方面进行分类。
从结构方面来说,基板材料可分为两大类:刚性基板材料和柔性基板材料。刚性基板材料使用较为广泛,一般的刚性基板材料主要为覆铜板。它是用增强材料,浸以树脂胶黏剂,通过烘干、裁剪、叠合成坯料,然后覆上一层导电率较高、焊接性良好的纯铜箔,用钢板作为模具,在热压机中经高温高压成型加工而制成。
从增强材料方面分类,基板可以分为有有机系(树脂系)、无机系(陶瓷系、金属系)和复合系,前两种材料在性能上各有优缺点,而复合机系的出现综合了两者的优点,很快成为基板的发展方向。目前基板多采用有机系材料,也就是统称的BT树脂,改材料可分为CCL-H810、CCl-H870、CCL-HL870、CCL-HL950,介电常数在3.5 ~4.5(1MHz)之间,介电损耗为0.001~0.005(1MHz),玻璃转化温度为180~230℃。
2、封装基板的设计规则
从封装基板常规制程来看,封装基板的生产与常规的PCB加工很类似,只是在要求上更为严格,规则的要求更为具体,需要更薄的叠层,更细的线宽线距以及更小的孔,具体参数各个板厂略有差异。
3、封装基板的制程
常规的封装基板的制程与普通PCB的加工方法大体一致,但是目前为了满足封装基板的精细化要求出现了减成法、办减成法以及积层法等加工方法。
4、基板的表面处理
在兴城电气图形之后,需要在焊盘处进行表面处理,形成所需要的镀层,表面处理的作用主要有两方面,一是提高焊盘处的抗氧化能力,二是提高韩判处的焊接能力并改善焊盘的平整度,一般的PCB表面处理方式主要有:热风整平;有机可焊性保护涂层;化学镍金;电镀金。
目前封装基板表面处理主要使用化学镍金和电镀金,金作为一种贵金属,具有良好的可焊性、耐氧化性、抗蚀性、接触电阻小、合金耐磨性好等优点
1、化学镍金
化学镍金是采用金盐及催化剂在80~100℃的温度下通过化学反应析出金层的方法进行涂覆的,成本比电镀低,但是难以控制沉淀的金属厚度,表面硬并且平整度差,不适合作为采用引线键合工艺封装基板的表面处理方式。
2、电镀镍金
电镀是指借助外界直流电的作用,在溶液中进行电解反应,是导电体(例如金属)的表面趁机金属或合金层。电镀分为电镀硬金和软金工艺,镀硬金与软金的工艺基本相同,槽液组成也基本相同,区别是硬金槽内添加了一些微量金属镍或钴或铁等元素,由于电镀工艺中镀层金属的厚度和成分容易控制,并且平整度优良,所以在采用键合工艺的封装基板进行表面处理时,一般采用电镀镍金工艺,铝线的键合一般采用硬金,金线的键合一般都用软金。不管是化学镍金还是电镀镍金,对于键合质量影响的关键是镀层的结晶和表面是否有污染,以及一定要求的镍金厚度。
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来源:旺财芯片