什么是 IC 载板？全面指南

什么是 IC 载板？全面指南

IC载板（集成电路基板）是现代电子设备中不可或缺的关键组件，它不仅实现了微芯片与常规电路板之间的电气连接，还提供了必要的机械支撑和散热功能。本文将为您全面解析IC载板的定义、结构、制造工艺及其在各行业的应用，帮助您深入了解这一重要技术。

什么是IC载板？

IC载板是一种用于容纳（或封装）微芯片的PCB（印刷电路板）。我们也可以称之为IC基板。它主要负责将芯片的微小连接与常规电路板（例如主板）的较大结构连接起来。

除了连接功能外，基板还承担着支撑和加固IC的重要作用，为精密电路和元件提供机械基础，防止其受损。此外，基板还具备散热功能，有助于芯片保持凉爽、高效运行。

基板芯采用覆铜介电材料，包含微小的钻孔和微型导电垫，这是它与普通电路板的主要区别之一。

IC载板结构

IC载板的特点和特性

IC载板的主要功能是将微芯片集成到传统电路板中。因此，它们具有以下标准功能和特性：

• 体积小巧，单个芯片尺寸最大可达150毫米 x 50毫米
• 厚度范围为0.1毫米至1.5毫米的薄型材
• 微小且高密度的互连和走线
• 狭窄的，激光钻孔微米级直径的通孔
• 刚性、柔性和多层板选项

IC载板结构

IC载板的结构与普通电路板类似，但尺寸要小得多。以下是IC载板的主要部件及其制造材料：

金属层

金属层由铜导电垫或走线组成。它使用微型互连将较大的PCB和IC芯片连接起来。换句话说，它构成了设备的输入和输出。

绝缘芯

IC基板芯材为刚性或柔性树脂，玻璃纤维。它也可以是陶瓷材料或玻璃。这一层提供了将所有东西固定在一起的机械基础，包括承载硅片或芯片。

销钉和垫片

引脚和焊盘是连接基板、芯片和母PCB的导电点，用于信号输入和输出，使PCB能够与芯片电路进行通信。

微孔

微通孔将多层基板的不同层电连接起来。它们非常小，并且采用激光钻孔。激光钻孔可实现更小的直径，满足电路板的高密度和小占用空间需求。

IC 基板比普通 PCB 更小更薄
资源：https://www.youtube.com/watch?v=JqAySSRJbPo

IC载板与PCB

IC载板与传统印刷电路板有几个不同之处。以下特点区分了这两种电路板：

• 结构：标准PCB包含一个或多个介电芯，各层之间由预浸料隔开。IC基板具有单个芯，芯的两侧均构建有层，以实现所需的结构。
• 功能：PCB组装电子元器件包括芯片。集成电路基板上装配有一个或多个芯片和一些元器件。
• 尺码：PCB尺寸较大。它通常也比集成电路板更厚，而集成电路板更薄更小。
• 制造：两块板的制造步骤和方法不同。一块板采用更复杂的步骤。
• 费用：考虑到其焊盘密度和制造工艺，集成电路基板每平方英寸的成本比典型的电路板更高。

IC载板类型

根据封装技术、核心材料以及用于连接芯片的键合技术，IC载板可分为多种类型。每种类型都有其独特的品质和其他标识符。

按包装方式

封装涉及电路板封装芯片的方式。此类别包括球栅阵列(BGA)、芯片级封装(CSP)、多芯片模块(MCM)和倒装芯片(FC)。以下是有关每种封装的更多信息。

• BGA：BGA板采用网格排列的焊球进行电气连接，性能更高，支持密度更高（300以上）。
• 客户服务提供商：它组装单个芯片，尺寸与芯片匹配或略大。用于较少引脚数。
• 液晶模组：它可容纳多个具有不同功能的芯片，适用于需要节省空间和减轻重量的应用。
• FC：其正面使用焊锡凸块与芯片连接。它具有良好的电气和热性能。信号问题也较少。

按材料类型

我们使用各种材料来制造微芯片PCB基板，这构成了其分类的基础。在这方面，以下是一些选项以及每种选项的优点或缺点。

• 硬板：刚性IC板使用树脂和玻璃纤维作为芯材。树脂可以是环氧树脂，BT或ABF。BT代表双马来酰亚胺三嗪，而ABF是味之素积层膜的全称。
• 柔性板：这种类型利用了柔性材料，如聚酰亚胺（PI）以减轻重量和尺寸。
• 陶瓷板：由陶瓷材料或氧化铝制成，包括氧化铝和氮化铝.

按粘合技术

引线键合是将电路板与芯片的输入和输出连接起来的技术。它有多种方法，例如引线键合、载带自动键合(TAB)和倒装芯片(FC)键合。

• 引线键合：连接芯片与电路板的线材，材质可以是金、银，也可以是其他性能优良的材料，如铜、铝等。
• 胶带自动键合（TAB）：胶带粘合是指使用压敏粘合剂将芯片粘贴到柔性基板上。导电凸块形成电气连接。
• 倒装芯片键合（FC）：该电路板的名称源于其使用焊球和焊点与芯片上表面的连接，其中翻转芯片上的焊盘与电路板的触点对齐。

IC 基板制造步骤图
资源：https://www.researchgate.net

IC载板制造工艺

IC载板制造工艺始于对覆铜层压板进行上浆和清洁。覆铜层压板是一种薄介电材料，两面均铺有铜箔。以下是制造刚性IC板时的重要步骤。

• 芯线通常为FR4，两面均用铜粘合
• 然后在芯线两侧涂上树脂（如BT或ABF）
• 使用激光钻孔。通孔有盲孔、埋孔等类型
• 接下来，对电路板进行去污，以去除树脂和钻孔碎片
• 这些孔经过电镀，可以实现电气连接
• 电路板上覆盖有干膜。该膜是用于电路形成的电阻掩模
• 运用光刻，胶片曝光并显影以显示所需的电路
• 电路是通过电镀或蚀刻板表面形成的
• 干膜掩模被去除
• 电路板经过进一步的精炼步骤，例如闪蚀和退火

倒装芯片贴装步骤
资源：https://www.youtube.com/watch?v=Yr_1vcYdbvI

集成电路基板制造方法

IC载板制造商使用各种方法来制造它：加成法、减成法和改进的半加成法。每种方法都有其优点或主要应用，具体取决于所需的复杂性和其他因素。

减法

该方法是在芯板上镀上一定厚度的铜，形成导电层，再用干膜掩模覆盖表面，蚀刻铜以形成电路。这种方法的缺点是横向蚀刻，这会降低电路的精度。

加法

它涉及用覆盖介电芯光刻胶材料并沉积铜以达到所需厚度。该方法提供更高的分辨率和准确度，因为电路板不会遭受减材工艺特有的横向蚀刻。

改进的半加成法

改进的半加成法是一种混合芯片基板技术：它结合了加成法和减成法。其步骤包括在芯板上沉积一层薄铜层（借助光刻胶）并对其进行闪蚀以创建导电部件。这种方法成本较低，但可以创建更精细的结构。

IC PCB在电子领域的应用

资源：https://www.youtube.com/watch?nkwJPIJJ3hM

IC载板的应用

芯片基板技术是现代电子产品的支柱。它用途广泛，从消费设备的常见封装IC到复杂电子产品的高级电路。最受欢迎的应用包括：

• 内存芯片和模块
• 无线电频率芯片
• 微处理器芯片
• 微电化学系统(MEMS)
• LED IC载板

IC封装基板使高速数字电路能够工作、射频信号接收和传输以及许多其他技术能够实现，例如电力电子和LED照明。涉及的行业包括消费电子、计算机、电信、汽车系统、医疗和工业电子。该技术还用于制造航空航天和军用电路板。

结语

IC载板是芯片封装的重要组成部分。除了允许芯片与电路板连接和通信外，它还提供机械支撑和保护。我们希望本指南能帮助您更好地了解该组件，从其结构和类型到制造和电子产品中的各种用途。