封装基板从PCB中分离独立出来的历程和原因

20世纪80 年代以后，新材料、新设备的广泛应用，集成电路设计与制造技术按照“摩尔定律”飞速发展，微小敏感的半导体元件问世，大规模集成电路与超大规模集成电路设计出现，高密度多层封装基板应运而生，使集成电路封装基板从普通的印制电路板中分离出来，形成了专有的集成电路封装基板制造技术。

目前，在常规PCB板的主流产品中，线宽/线距50μm/50μm的产品属于高端PCB产品了，但该技术仍然无法达到目前主流芯片封装的技术要求。

在封装基板制造领域，线宽/线距在25μm/25μm 的产品已经成为常规产品，这从侧面反映出封装基板制造与常规PCB制造比，其在技术更为先进。

封装基板从常规印制电路板中分离的根本原因有两方面：

一方面，由于PCB板的精细化发展速度低于芯片的精细化发展速度，导致芯片与PCB板之间的直接连接比较困难。

另一方面，PCB 板整体精细化提高的成本远高于通过封装基板来互连PCB和芯片的成本。

封装基板的主要结构和生产技术

目前，在封装基板行业还没有形成统一的分类标准。通常根据适用基板制造的基板材料、制作技术等方面进行分类。

根据基板材料的不同，可以将封装基板分为无机封装基板和有机封装基板。

无机封装基板主要包括：陶瓷基封装基板和玻璃基封装基板。

有机封装基板主要包括：酚醛类封装基板、聚酯类封装基板和环氧树脂类封装基板等。

根据封装基板制作方法不同，可以将封装基板分为有核（Core）封装基板和新型无核（Coreless）封装基板。

1.有核和无核封装基板

有核封装基板在结构上主要分为两个部分，中间部分为芯板，上下部分为积层板。有核封装基板制作技术是基于高密度互连（HDI）印制电路板制作技术及其改良技术。

无核基板，也叫无芯基板，是指去除了芯板的封装基板。新型无核封装基板制作主要通过自下而上的电沉积技术制作出层间导电结构—铜柱。它仅使用绝缘层（Build-up Layer）和铜层通过半加成（SemiAdditive Process，缩写为SAP）积层工艺实现高密度布线。

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无核封装基板的优劣势

封装级别

内容特征

优势

1.薄型化；

2.电传输路径减小，交流阻抗进一步减小，而且其信号线路有效地避免了传统有芯基板上的PTH（镀铜通孔）产生的回波损耗，这就降低电源系统回路的电感，提高传输特性，尤其是频率特性；

3.可以实现信号的直接传输，因为所有的线路层都可以作为信号层，这样可以提高布线的自由度，实现高密度配线，降低了C4布局的限制；

4.除部分制程外，可以使用原来的生产设备，且工艺步骤减少。

劣势

1.没有芯板支撑，无芯基板制造中容易翘曲变形，这是目前最普遍和最大的问题；

2.层压板破碎易于发生；

3.需要引进部分针对半导体封装无芯基板的新设备。因此，半导体封装无芯基板的挑战主要在于材料与制程。

2.封装基板的结构

封装基板的主要功能是实现集成电路芯片外部电路、电子元器件之间的电气互连。有核封装基板可以分为芯板和外层线路，而有核封装基板的互连结构主要包括埋孔、盲孔、通孔和线路。

无核封装基板的互连结构则主要包括铜柱和线路。无核封装基板制作的技术特征主要是通过自下而上铜电沉积技术制作封装基板中互连结构—铜柱、线路。相比于埋孔和盲孔，铜柱为实心铜金属圆柱体结构，在电气传输方面性能更加优良，铜柱的尺寸也远低于盲孔的尺寸，直接在40μm左右。