在半导体封装领域,很多封装类型会使用到封装基(载)板,比如bga(ball grid array),pga,qfp,csp,sip,pop等。不同类型的封装所用的封装基板也不同,那么有哪些常见的封装基板呢?
封装基板的作用
封装基板在封装里主要以下作用:电气连接,机械支撑,散热作用,保护作用等。
封装基板有哪些种类
按照基板的材料来分,我将其分为刚性基板与柔性基板。刚性基板是指具有较强刚性、不可弯曲的基板。柔性基板指能够弯曲和折叠的基板。刚性基板具有固定的形状和形式,而柔性基板则薄且柔性较高。
刚性基板的材料种类
常见的刚性基板材料:fr4,bt,abf,陶瓷等。
fr4
fr4是印刷电路板(pcb)制造中最常用的一种材料类型。fr4代表“阻燃第4类”(flame retardant type 4)。由玻璃纤维布浸渍在环氧树脂中,然后经过热压和固化处理形成的复合材料。具有阻燃性好,机械强度高,电绝缘性能优,热稳定性佳等特点。
bt
bt材料的名称来源于其主要化学成分:bismaleimide(双马来酰亚胺)和triazine(三嗪),全名即双马来酰亚胺三嗪,是更先进、性能更高的环氧树脂基板,已经成为许多基板制造商的首选层压基板材料。bt材料具有高的玻璃化转变温度,通常高于一般的fr4材料;较低的热膨胀系数与介电常数;良好的绝缘性等。bt是 bga 封装的标准基板材料,并且也可以用于 csp封装 的基板材料。
abf
abf(ajinomoto build-up film)是一种应用于cpu、gpu等高端芯片封装中的高刚性及高度耐用的材料。它是由ajinomoto(味之素)公司开发的,属于层压膜类材料,通常用于作为封装基板的内层绝缘材料。在下图中,“abf”层是放置在芯片和 pcb之间,一般来说,芯片的计算能力越高,需要越多的abf材料来保证其正常运行。
陶瓷
常用的陶瓷材料有氧化铝(al2o3)、氮化铝(aln)、氧化铍(beo)、碳化硅(sic)等,是比较早期的层压材料。陶瓷材料先以粉末形式通过研磨等获取合适粒径的颗粒,再经过成型,金属化,层叠,切割,高温烧结,打磨抛光,沉镍沉金等制得,具有一定的脆性,适用于高频、高功率和高可靠性要求的芯片产品中。
柔性基板的材料种类
常见的柔性基板材料:pi(聚酰亚胺),peek(聚醚醚酮),pet(聚酯),pdms等。
柔性基板的优点与缺点
优点:具有足够的柔韧性和弯曲能力;重量轻且价格实惠。
缺点:加工过程比较复杂难;翘曲问题严重;热膨胀系数cte 与其他材料(例如阻焊层)存在较大差异。
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