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一文讀懂IC載板！
IC 載板即封裝基板，在HDI板的基礎上發展而來，是適應電子封裝技術快速發展的技術創新，具有高密度、高精度、高性能、小型化以及輕薄化等優良特性。完整的芯片由裸芯片（晶圓片）與封裝體（封裝基板及固封材料、引線等）組合而成。
2022-07-11 16:53:111921
IC 載板即封裝基板，在HDI板的基礎上發展而來，是適應電子封裝技術快速發展的技術創新，具有高密度、高精度、高性能、小型化以及輕薄化等優良特性。完整的芯片由裸芯片（晶圓片）與封裝體（封裝基板及固封材料、引線等）組合而成。
封裝基板作為芯片封裝的核心材料，一方面能夠保護、固定、支撐芯片，增強芯片導熱散熱性能，保證芯片不受物理損壞，另一方面封裝基板的上層與芯片相連，下層和印制電路板相連，以實現電氣和物理連接、功率分配、信號分配，以及溝通芯片內部與外部電路等功能。
IC 載板性能優良，應用占比持續提升。
與常規 PCB 板相比，封裝基板線寬、線距更小，板子尺寸更小，能達到主流芯片的嚴苛要求。線寬/線距 50μm/50μm 屬于 PCB 高端產品，而封裝基板制造領域，線寬/線距在 30μm/30μm 以內屬于常規產品。
隨著技術朝高密度、高精度發展，高端產品封裝基板在PCB板中占比也逐步提升。根據 prismark，2000 年封裝基板在PCB板中占比8.43%，2020年封裝基板占比為 15.68%，預測至 2026 年，封裝基板占比將達到 21.11%，占比穩步提升。
IC 載板主要用于集成電路封裝環節，是封裝環節價值量最大的耗材。
根據中研網，IC 載板在中低端封裝中占材料成本的 40~50%，在高端封裝中占 70~80%。原材料可分為結構材料（樹脂、銅箔、絕緣材等）、化學品（干膜、油墨、金鹽、光阻、蝕刻劑、顯影劑）以及耗材（鉆頭）。
其中，樹脂、銅箔、銅球為占 IC 載板成本比重最大的原材料，比分別為 35%，8%，6%。根據華經產業研究院數據，IC 載板下游主要應用于移動終端（26%）、個人電腦（21%）、通訊設備（19%）、存儲（13%）、工控醫療（8%）、航空航天（7%）、汽車電子（6%）。
從產業鏈上來看，IC 載板運用于集成電路封裝階段。
電子封裝是器件到系統的橋梁，這一環節極大影響力微電子產品的質量和競爭力。隨著半導體技術的發展， IC 載板的特征尺寸不斷縮小、集成度不斷提高，相應的 IC 封裝向著超多引腳、窄節距、超小型化方向發展。
根據《中國半導體封裝業的發展》，迄今為止全球集成電路封裝技術一共經歷了五個發展階段。當前，全球封裝行業的主流技術處于以 CSP、BGA 為主的第三階段，并向以系統級封裝（SiP）、倒裝焊封裝（FC）、芯片上制作凸點（Bumping）為代表的第四階段和第五階段封裝技術邁進。
以 2000 年為節點，將封裝產業分為傳統封裝階段和先進封裝階段。
第一階段：20 世紀 70 年代以前（插孔原件時代）。封裝的主要技術是針腳插裝（PTH），主要形式有 CDIP、PDIP、和晶體管封裝（TO）、，由于難以提高密度與頻率，不足以自動化生產的要求。
第二階段：20 世紀 80 年代中期（表面貼裝時代）。從引腳插入時封裝到表面貼片封裝，極大地提高了印制電路板的組裝密度，易于自動生產，但在封裝密度、I/O 數以及電路頻率方面表現欠佳，難以滿足 ASIC、微處理器發展需要。
第三階段：20 世紀 90 年代進入了面積陣列封裝時代。該階段主要的封裝形式有 BGA、CSP、WLP。BGA 技術縮短了芯片與系統之間的連接距離，使芯片封裝技術跟上了芯片發展的步伐。CSP 技術解決了長期存在的芯片小而封裝大的根本矛盾，引發了一場集成電路封裝技術的革命。
第四階段：20 世紀末進入微電子封裝技術堆疊式封裝時代，從原來的封裝元件概念演變成封裝系統。典型封裝形勢有 MCM、3D、SIP、Bumping。
第五階段：21 世紀前十年開始，典型封裝形勢為系統級單芯片封裝（SoC）、微電子機械系統封裝（MEMS）。
IC 載板分類方式多樣。
不同的材料、技術和工藝所生產的載板屬性存在差異，最終適用范圍有別。封裝基板的主流分類方式是通過封裝工藝、基板材料與應用領域進行分類。
（1）封裝工藝運用最為廣泛的是引線鍵合（WB）與倒裝（FC）。
引線鍵合（WB）使用細金屬線，利用熱、壓力、超聲波能量為使金屬引線與芯片焊盤、基板焊盤緊密焊合，實現芯片與基板間的電氣互連和芯片間的信息互通，大量應用于射頻模塊、存儲芯片、微機電系統器件封裝；倒裝（FC）封裝與引線鍵合不同，其采用焊球連接芯片與基板，即在芯片的焊盤上形成焊球，然后將芯片翻轉貼到對應的基板上，利用加熱熔融的焊球實現芯片與基板焊盤結合，該封裝工藝已廣泛應用于 CPU、GPU及 Chipset 等產品封裝。
（2）從基板材料來看，IC 載板可分為陶瓷基板、塑料基板與金屬基板。
根據華經產業研究院，塑料封裝為我國最主要的封裝方式，占比約 90%，塑料封裝中，有 97%以上都是利用 EMC（環氧塑封料）進行封裝。
環氧塑封料，是由環氧樹脂為基體樹脂，以高性能酚醛樹脂為固化劑，加入硅微粉等為填料，以及添加多種助劑混配而成的粉狀模塑料。
世界上集成電路封裝絕大部分采用樹脂封裝，其中，BT樹脂與ABF樹脂應用最為廣泛。
BT樹脂用于生產BT載板，由于BT樹脂具備耐熱性、抗濕性，低介電常數、低散失因素等多種優良特性，常用于穩定尺寸，防止熱脹冷縮改善設備良率。
由于BT載板具有玻纖紗層，較ABF材質的FC基板更硬，比較難布線，鉆孔難度高，無法滿足細線路的要求，主要應用于存儲芯片、MEMS芯片、RF芯片與 LED芯片，應用終端主要為智能手機等各類移動設備。ABF樹脂主要用于生產ABF載板，由Intel主導研發，目前被日本味之素壟斷，用于導入FC等高階載板的生產。
相比于BT樹脂，ABF材質可用做線路較細、適合高腳數高傳輸的IC，但材料易受熱脹冷縮影響，可靠性較低，主要用于CPU、GPU、FPGA、ASIC 等高性能計算（HPC）芯片FC封裝。
（3）從最終應用來看，按照 IC 成品類型不同，封裝基板（IC 載板）又可分為存儲芯片封裝基板、微機電系統封裝基板、射頻模塊封裝基板、處理器芯片封裝基板和高速通信封裝基板等。存儲芯片封裝基板主要用于智能手機及平板電腦的存儲模塊、固態硬盤；
微機電系統封裝基板主要用于智能手機、平板電腦、穿戴式電子產品的傳感器；射頻模塊封裝基板主要用于智能手機等移動通信產品的射頻模塊；處理器芯片封裝基板主要用于智能手機、平板電腦等的基帶及應用處理器。
封裝基板作為芯片封裝的核心材料，一方面能夠保護、固定、支撐芯片，增強芯片導熱散熱性能，保證芯片不受物理損壞，另一方面封裝基板的上層與芯片相連，下層和印制電路板相連，以實現電氣和物理連接、功率分配、信號分配，以及溝通芯片內部與外部電路等功能。
IC 載板性能優良，應用占比持續提升。
與常規 PCB 板相比，封裝基板線寬、線距更小，板子尺寸更小，能達到主流芯片的嚴苛要求。線寬/線距 50μm/50μm 屬于 PCB 高端產品，而封裝基板制造領域，線寬/線距在 30μm/30μm 以內屬于常規產品。
隨著技術朝高密度、高精度發展，高端產品封裝基板在PCB板中占比也逐步提升。根據 prismark，2000 年封裝基板在PCB板中占比8.43%，2020年封裝基板占比為 15.68%，預測至 2026 年，封裝基板占比將達到 21.11%，占比穩步提升。
IC 載板主要用于集成電路封裝環節，是封裝環節價值量最大的耗材。
根據中研網，IC 載板在中低端封裝中占材料成本的 40~50%，在高端封裝中占 70~80%。原材料可分為結構材料（樹脂、銅箔、絕緣材等）、化學品（干膜、油墨、金鹽、光阻、蝕刻劑、顯影劑）以及耗材（鉆頭）。
其中，樹脂、銅箔、銅球為占 IC 載板成本比重最大的原材料，比分別為 35%，8%，6%。根據華經產業研究院數據，IC 載板下游主要應用于移動終端（26%）、個人電腦（21%）、通訊設備（19%）、存儲（13%）、工控醫療（8%）、航空航天（7%）、汽車電子（6%）。
電子封裝是器件到系統的橋梁，這一環節極大影響力微電子產品的質量和競爭力。隨著半導體技術的發展， IC 載板的特征尺寸不斷縮小、集成度不斷提高，相應的 IC 封裝向著超多引腳、窄節距、超小型化方向發展。
根據《中國半導體封裝業的發展》，迄今為止全球集成電路封裝技術一共經歷了五個發展階段。當前，全球封裝行業的主流技術處于以 CSP、BGA 為主的第三階段，并向以系統級封裝（SiP）、倒裝焊封裝（FC）、芯片上制作凸點（Bumping）為代表的第四階段和第五階段封裝技術邁進。
以 2000 年為節點，將封裝產業分為傳統封裝階段和先進封裝階段。
第一階段：20 世紀 70 年代以前（插孔原件時代）。封裝的主要技術是針腳插裝（PTH），主要形式有 CDIP、PDIP、和晶體管封裝（TO）、，由于難以提高密度與頻率，不足以自動化生產的要求。
第二階段：20 世紀 80 年代中期（表面貼裝時代）。從引腳插入時封裝到表面貼片封裝，極大地提高了印制電路板的組裝密度，易于自動生產，但在封裝密度、I/O 數以及電路頻率方面表現欠佳，難以滿足 ASIC、微處理器發展需要。
第三階段：20 世紀 90 年代進入了面積陣列封裝時代。該階段主要的封裝形式有 BGA、CSP、WLP。BGA 技術縮短了芯片與系統之間的連接距離，使芯片封裝技術跟上了芯片發展的步伐。CSP 技術解決了長期存在的芯片小而封裝大的根本矛盾，引發了一場集成電路封裝技術的革命。
第四階段：20 世紀末進入微電子封裝技術堆疊式封裝時代，從原來的封裝元件概念演變成封裝系統。典型封裝形勢有 MCM、3D、SIP、Bumping。
第五階段：21 世紀前十年開始，典型封裝形勢為系統級單芯片封裝（SoC）、微電子機械系統封裝（MEMS）。
不同的材料、技術和工藝所生產的載板屬性存在差異，最終適用范圍有別。封裝基板的主流分類方式是通過封裝工藝、基板材料與應用領域進行分類。
（1）封裝工藝運用最為廣泛的是引線鍵合（WB）與倒裝（FC）。
引線鍵合（WB）使用細金屬線，利用熱、壓力、超聲波能量為使金屬引線與芯片焊盤、基板焊盤緊密焊合，實現芯片與基板間的電氣互連和芯片間的信息互通，大量應用于射頻模塊、存儲芯片、微機電系統器件封裝；倒裝（FC）封裝與引線鍵合不同，其采用焊球連接芯片與基板，即在芯片的焊盤上形成焊球，然后將芯片翻轉貼到對應的基板上，利用加熱熔融的焊球實現芯片與基板焊盤結合，該封裝工藝已廣泛應用于 CPU、GPU及 Chipset 等產品封裝。
根據華經產業研究院，塑料封裝為我國最主要的封裝方式，占比約 90%，塑料封裝中，有 97%以上都是利用 EMC（環氧塑封料）進行封裝。
環氧塑封料，是由環氧樹脂為基體樹脂，以高性能酚醛樹脂為固化劑，加入硅微粉等為填料，以及添加多種助劑混配而成的粉狀模塑料。
世界上集成電路封裝絕大部分采用樹脂封裝，其中，BT樹脂與ABF樹脂應用最為廣泛。
BT樹脂用于生產BT載板，由于BT樹脂具備耐熱性、抗濕性，低介電常數、低散失因素等多種優良特性，常用于穩定尺寸，防止熱脹冷縮改善設備良率。
由于BT載板具有玻纖紗層，較ABF材質的FC基板更硬，比較難布線，鉆孔難度高，無法滿足細線路的要求，主要應用于存儲芯片、MEMS芯片、RF芯片與 LED芯片，應用終端主要為智能手機等各類移動設備。ABF樹脂主要用于生產ABF載板，由Intel主導研發，目前被日本味之素壟斷，用于導入FC等高階載板的生產。
相比于BT樹脂，ABF材質可用做線路較細、適合高腳數高傳輸的IC，但材料易受熱脹冷縮影響，可靠性較低，主要用于CPU、GPU、FPGA、ASIC 等高性能計算（HPC）芯片FC封裝。
（3）從最終應用來看，按照 IC 成品類型不同，封裝基板（IC 載板）又可分為存儲芯片封裝基板、微機電系統封裝基板、射頻模塊封裝基板、處理器芯片封裝基板和高速通信封裝基板等。存儲芯片封裝基板主要用于智能手機及平板電腦的存儲模塊、固態硬盤；
微機電系統封裝基板主要用于智能手機、平板電腦、穿戴式電子產品的傳感器；射頻模塊封裝基板主要用于智能手機等移動通信產品的射頻模塊；處理器芯片封裝基板主要用于智能手機、平板電腦等的基帶及應用處理器。
（4）將封裝工藝與封裝技術結合起來，又可將封裝基板分為不同類型。使用不同封裝工藝與封裝技術生產的封裝基板應用領域不同。
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