什么是IC封裝基板？
IC封裝基板（IC Package Substrate）是一種用于集成電路（Integrated Circuit，IC）封裝的基板，也稱為封裝載體或封裝底板。IC封裝基板主要作用是連接芯片引腳和封裝外部引腳，同時提供電氣連接和機(jī)械支撐。IC封裝基板通常由絕緣性材料制成，如陶瓷、樹脂基板等。
IC封裝基板在現(xiàn)代電子產(chǎn)品中扮演著至關(guān)重要的角色，它直接影響到集成電路的性能、功耗、散熱等方面。
01｜封裝基板分類
IC封裝基板可以根據(jù)不同的標(biāo)準(zhǔn)和特點進(jìn)行分類，以下是一些常見的封裝基板分類：
按材料分類：
有機(jī)基板：使用樹脂作為基板材料，如FR-4基板。
陶瓷基板：使用陶瓷作為基板材料，具有優(yōu)良的高頻特性和散熱性能。
金屬基板：使用金屬材料作為基板，具有良好的散熱性能。
按結(jié)構(gòu)分類：
單面基板：只有一層導(dǎo)電層的基板。
雙面基板：兩層導(dǎo)電層的基板，通常在兩面都有焊盤或焊球。
多層基板：由多層絕緣層和導(dǎo)電層組成，用于高密度封裝。
按封裝形式分類：
BGA（Ball Grid Array）：焊球陣列封裝，引腳以球形焊點連接到基板上。
QFN（Quad Flat No-leads）：無引腳封裝，引腳位于封裝的四周。
SIP（System in Package）：將多個芯片封裝在同一基板上形成一個封裝單元。
按用途分類：
高頻基板：用于高頻應(yīng)用，要求具有較低的傳輸損耗和良好的高頻特性。
高密度互連基板：用于高密度封裝，要求引腳布局緊湊、信號完整性好。
散熱基板：專門設(shè)計用于散熱要求較高的封裝，具有良好的散熱性能。
按制造工藝分類：
剛性基板：采用常規(guī)的剛性基板制造工藝。
柔性基板：采用柔性基板制造工藝，適用于需要彎曲或折疊的應(yīng)用場景。
芯片經(jīng)過設(shè)計、制造之后，需要進(jìn)行封裝測試，IC封裝基板用于IC的封裝環(huán)節(jié)，然后再進(jìn)行PCB的插件、貼片等工序。
非存儲芯片封裝基板主要分為邏輯芯片封裝基板、通信芯片封裝基板和傳感器芯片封裝基板。邏輯芯片封裝基板通常采用FC-BGA/LGA/PBGA工藝，使用BT材料和國產(chǎn)高性能PP材料；通信芯片封裝基板一般采用WB-BGA工藝，使用BT材料；傳感器芯片封裝基板一般采用WB-CSP工藝，也使用BT材料。
存儲芯片封裝基板主要分為移動存儲芯片封裝基板、固態(tài)存儲芯片封裝基板、嵌入式存儲封裝基板和易失性存儲芯片封裝基板。移動存儲芯片封裝基板一般采用WB-CSP工藝，使用BT材料；固態(tài)存儲芯片封裝基板、嵌入式存儲封裝基板和易失性存儲芯片封裝基板一般采用WB-BGA工藝，同樣使用BT材料。
02｜IC封裝基板產(chǎn)業(yè)鏈
IC封裝基板及對應(yīng)的應(yīng)用如下：移動存儲芯片封裝基板（對應(yīng)于U盤）、固態(tài)存儲芯片封裝基板（對應(yīng)固態(tài)存儲器）、嵌入式存儲封裝基板（對應(yīng)嵌入式存儲器）、易失性存儲芯片封裝基板（對應(yīng)動態(tài)存儲器）、邏輯芯片封裝基板（對應(yīng)邏輯芯片）、通信芯片封裝基板（對應(yīng)SIM卡等）、傳感器芯片封裝基板（對應(yīng)指紋傳感器等）。
集成電路（IC）封裝基板公司的供應(yīng)鏈包括原材料和外協(xié)加工兩個主要環(huán)節(jié)。原材料采購范圍涵蓋金鹽、覆銅板、銅箔、聚丙烯（PP）、化工材料、干膜、油墨等。外協(xié)加工階段則委托第三方完成，包括鉆孔、終檢、飛針探測等工藝流程。
該公司的下游客戶分為存儲器類客戶（例如佰維）和封裝測試類客戶（例如華天）等。存儲器類客戶主要需求集中在存儲器產(chǎn)品的封裝基板，而封裝測試類客戶則需要封裝基板用于芯片封裝測試。通過與這些不同類型的客戶合作，封裝基板公司可以滿足不同領(lǐng)域的需求，拓展市場份額并提升競爭力。
在芯片封裝總成本（不包括晶片成本）中，引線鍵合（Wire Bonding）封裝基板的比例約為40%-50%。而高端的倒裝（Flip Chip）封裝基板在芯片封裝總成本中所占比例更高，大約為70%-80%。
引線鍵合封裝基板和倒裝封裝基板在成本結(jié)構(gòu)中的比例差異主要源于它們的制造工藝、材料成本以及技術(shù)復(fù)雜度等方面的不同。選擇合適的封裝方式可以根據(jù)具體的應(yīng)用需求和成本考量來進(jìn)行權(quán)衡，以確保在滿足性能需求的同時，實現(xiàn)成本效益的最大化。
行業(yè)內(nèi)IC封裝基板的具體分類、示例及應(yīng)用如下：
IC封裝基板根據(jù)應(yīng)用領(lǐng)域可分為兩類：一類是應(yīng)用于模擬芯片的封裝基板，模擬芯片主要用于模擬集成電路（analog IC）。典型的模擬芯片包括無線射頻模塊芯片。針對這類芯片的封裝基板稱為無線射頻模塊封裝基板。
另一類是應(yīng)用于數(shù)字芯片的封裝基板，數(shù)字芯片包括基帶芯片、應(yīng)用處理器芯片、內(nèi)存卡芯片等。這些數(shù)字芯片通常需要高度集成和高性能的封裝基板。常見的數(shù)字芯片封裝基板包括WBBGA（Wire Bond Ball Grid Array）、WBCSP（Wire Bond Chip Scale Package）、FCBGA（Flip Chip Ball Grid Array）、FCCSP（Flip Chip Chip Scale Package）等。
03｜IC封裝基板工藝分類
IC封裝基板的生產(chǎn)采用兩種主要工藝制程方式：Tenting（減成法）制程和 mSAP（改良型半加成法）制程。
Tenting制程的關(guān)鍵在于利用蝕刻等方法去除覆銅板表面多余的銅，從而形成所需的導(dǎo)電線路。然而，由于蝕刻工藝的限制，線路在蝕刻過程中需要保留一定量的底銅，以避免線路被蝕斷。因此，Tenting制程通常難以制作線寬/線距小于30/30μm的線路。
mSAP制程的關(guān)鍵在于利用干膜覆蓋不需要的線路，然后在覆銅板的超薄銅箔上進(jìn)行銅的加厚，形成所需的導(dǎo)電線路。隨后通過閃蝕工藝快速去除不需要的線路，最終得到完整的導(dǎo)電線路。mSAP制程具有制作線寬/線距小至25/25μm及以下的產(chǎn)品的能力。
IC封裝基板主要工序如下：
發(fā)料烘烤：通過去除板材表面的潮氣水分，穩(wěn)定基板尺寸，減少熱應(yīng)力，保證后續(xù)工藝的穩(wěn)定性。
壓膜：將感光干膜覆蓋在基板銅面上，為后續(xù)曝光和顯影做準(zhǔn)備。
曝光：利用激光掃描技術(shù)直接在基板上成像，形成電路圖案。
顯影：通過顯影液處理，固化保留曝光部分的干膜，去除未曝光部分的干膜。
鍍銅：在銅箔表面通過化學(xué)方法鍍上一層一定厚度的銅，增加導(dǎo)電性。
去膜：利用退膜液去除板面覆蓋的干膜，露出需要回蝕部分的銅箔。
蝕刻：通過快速蝕刻或普通蝕刻工藝，形成所需的電路圖形。
AOI：利用自動光學(xué)檢測技術(shù)檢查蝕刻完成的線路，確保質(zhì)量。
壓合：將銅箔、PP和覆銅板疊合，高溫高壓下粘結(jié)為一體，形成多層板。
鉆孔：利用鉆機(jī)對覆銅板進(jìn)行鉆孔，為后續(xù)PTH工藝做準(zhǔn)備。
PTH：鍍通孔，形成導(dǎo)電銅層以實現(xiàn)雙面銅箔的連接。
防焊：覆蓋防焊漆材料，保護(hù)線路不受氧化或污染。
鍍金：在金手指或鎳面上鍍上一層金層，提高導(dǎo)電性和耐腐蝕性。
成型：通過銑刀將基板銑成標(biāo)準(zhǔn)外形尺寸。
OSP：通過除油劑除油，對銅焊盤進(jìn)行抗氧化處理。
終檢：對成品進(jìn)行全面檢測，確保產(chǎn)品符合規(guī)格要求。
這些工序共同構(gòu)成了IC封裝基板的制造過程，每個步驟都至關(guān)重要，影響著最終產(chǎn)品的質(zhì)量和性能。
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部分圖文引用自《老虎說芯》公眾號
