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常用的电子封装基板材料主要有以下几类:
有机基板材料:
CCL(覆铜板):这是一种在电子封装中广泛应用的有机基板材料。它以有机树脂为粘结剂,玻璃纤维布和无机填料为增强材料,通过热压成型工艺制成。例如在一些普通的电路板制作中,CCL覆铜板能够提供基本的电气连接和机械支撑功能。在封装基板中,对其玻璃纤维布的均匀性、一致性和平整性的要求比普通PCB(印刷电路板)更高。其核心材料包括ABF(Ajinomoto Build - up Film)树脂、BT(双马来酰亚胺三嗪)树脂和MIS基板等,其中ABF树脂和BT树脂占据了70%以上的份额。ABF树脂具有可接受激光加工和直接镀铜的表面,能形成更精细的电路图形,还具有低的热膨胀系数、抗剥离性能强、低介电常数和低介质损耗角正切值等优点,适用于高频电路,是实现高密度间距、高绝缘性能、高耐用性的较好选择,主要用于CPU、GPU、ASIC等高性能运算芯片;BT树脂主要用于存储芯片、MEMS芯片、射频芯片与LED芯片,不过其主要供应商为日本三菱瓦斯化学,出货量占全球90%以上,日立化成与韩国斗山仅小批量供货,且新企业进入市场难度较大,因为存在较高的技术、原材料、客户壁垒,尽管其专利期限已过。
铜箔:也是有机封装基板材料的一部分,封装基板用的低轮廓铜箔要求铜箔抗剥离强度强、厚度均匀、低表面粗糙度、光面抗氧化涂层及微细线路刻蚀性好。在封装基板产业链中,铜箔是重要的组成部分,随着技术发展,封装基板用铜箔主要为HVLP(极低轮廓)铜箔,光刻胶也从普通PCB用光刻胶升级为高感光线路干膜光刻胶,以适应更高的性能要求。
陶瓷基板材料:常用的陶瓷基片材料包括氧化铝(Al₂O₃)、氮化铝(AlN)、氮化硅(Si₃N₄)、氧化铍(BeO)等。陶瓷基板具有多种优势,例如氧化铝基片纯度一般为96%以上(纯度越高,性能越好,但成本也高);氮化铝的最大特点是热膨胀系数(CTE)与半导体硅(Si)相当,且热导率高,但成本很高。陶瓷基板的耐热性好、布线较易且尺寸稳定,已成为大功率电力电子电路结构技术和互连技术的基础材料,在需要承受较高温度、对散热和尺寸稳定性要求较高的电子封装场景中有广泛应用,如一些高端的功率电子器件封装。
金属及金属基复合材料基板:这类材料在电子封装中也有应用,不过相比有机基板和陶瓷基板,可能在某些特定性能上有所差异。金属基板具有较好的导热性等特点,在一些对散热要求较高的电子设备封装中会被考虑使用。
挠性基板材料:常见的挠性基板材料有PI(聚酰亚胺)、PET(聚酯)、PEEK(聚醚醚酮)、PDMS等。挠性基板的特点是薄且柔性较高,能够弯曲和折叠,但也存在一些缺点,例如翘曲问题严重、加工过程比较复杂难、热膨胀系数CTE与其他材料(例如阻焊层)存在较大差异。在一些对基板柔韧性有要求的电子设备封装,如可穿戴设备等场景中会使用到挠性基板。
此外,根据绝缘层材料还可分为有机封装基板、无机封装基板和复合基板。有机基板由有机树脂、环氧树脂等有机材料制成,介电常数较低且易加工,适用于导热性要求不高的高频信号传输;无机基板包括陶瓷基板和金属基板;复合基板则是根据不同需求的特性来复合不同有机、无机材料。按照基板的增强材料不同,可划分为纸基、玻璃纤维布基、复合基(CEM系列)、积层多层板基和特殊材料基(陶瓷、金属芯基等)五大类;若按板所采用的树脂胶黏剂不同进行分类,常见的有纸基CCI等。
先进芯片封装清洗介绍
· 研发的水基清洗剂配合合适的清洗工艺能为芯片封装前提供洁净的界面条件。
· 水基清洗的工艺和设备配置选择对清洗精密器件尤其重要,一旦选定,就会作为一个长期的使用和运行方式。水基清洗剂必须满足清洗、漂洗、干燥的全工艺流程。
· 污染物有多种,可归纳为离子型和非离子型两大类。离子型污染物接触到环境中的湿气,通电后发生电化学迁移,形成树枝状结构体,造成低电阻通路,破坏了电路板功能。非离子型污染物可穿透PC B 的绝缘层,在PCB板表层下生长枝晶。除了离子型和非离子型污染物,还有粒状污染物,例如焊料球、焊料槽内的浮点、灰尘、尘埃等,这些污染物会导致焊点质量降低、焊接时焊点拉尖、产生气孔、短路等等多种不良现象。
· 这么多污染物,到底哪些才是最备受关注的呢?助焊剂或锡膏普遍应用于回流焊和波峰焊工艺中,它们主要由溶剂、润湿剂、树脂、缓蚀剂和活化剂等多种成分,焊后必然存在热改性生成物,这些物质在所有污染物中的占据主导,从产品失效情况来而言,焊后残余物是影响产品质量最主要的影响因素,离子型残留物易引起电迁移使绝缘电阻下降,松香树脂残留物易吸附灰尘或杂质引发接触电阻增大,严重者导致开路失效,因此焊后必须进行严格的清洗,才能保障电路板的质量。
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