集成電路封裝技術(shù)的發(fā)展與展望

集成電路封裝技術(shù)的發(fā)展與展望

近年來，中國已成為國家經(jīng)濟發(fā)展的主要動力之一。在構(gòu)成集成電路產(chǎn)業(yè)的3大支柱(集成電路設(shè)計、集成電路制造和集成電路封裝)之中,集成電路封裝在推進我國集成電路產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展過程中起到了重要的作用。多年來,我國集成電路封裝的銷售額在國家整個集成電路產(chǎn)業(yè)中一直占有70%的份額;從某種意義上講,我國集成電路產(chǎn)業(yè)是從集成電路封裝開始起家的,事實證明這是一條符合我國國情的發(fā)展道路。目前,全球集成電路封裝技術(shù)已經(jīng)進入第3次革命性的變革時期,這為我國集成電路產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供了一次難得的發(fā)展機遇。目前,世界集成電路封裝正在呈現(xiàn)下述快速發(fā)展趨勢:①為適應(yīng)超大規(guī)模集成電路向著高密度、高輸入輸出端口(I/O)數(shù)方向發(fā)展的需求,集成電路封裝正在從四邊引線封裝形式(QFP/TQFP)向球柵陣列封裝形式(BGA/CSP)轉(zhuǎn)變,信號傳輸由微型焊球代替?zhèn)鹘y(tǒng)的金屬絲引線,信號輸出由平面陣列方式代替?zhèn)鹘y(tǒng)的四邊引線方式,這是繼由兩邊引線向四邊引線、由通孔插裝向表面貼裝為代表的第2次集成電路封裝技術(shù)后的第3次技術(shù)變革。②為適應(yīng)快速增長的以手機、筆記本電腦、平板顯示等為代表的便攜式電子產(chǎn)品的需求,集成電路封裝正在向著微型化、薄型化、不對稱化、低成本化方向發(fā)展。③為適應(yīng)人們?nèi)找娓邼q的綠色環(huán)保要求,集成電路封裝正在向著無鉛化、無溴阻燃化、無毒低毒化方向快速發(fā)展,這對傳統(tǒng)的集成電路封裝及其封裝材料提出了嚴峻的挑戰(zhàn)。集成電路封裝發(fā)展的歷史證明,封裝材料在封裝技術(shù)的更新?lián)Q代過程中具有決定性的作用,形成了“一代電路、一代封裝、一代材料”的發(fā)展模式。封裝材料是封裝技術(shù)的基礎(chǔ),封裝形式是封裝材料的體現(xiàn)和歸宿。要發(fā)展先進封裝技術(shù),必須首先研究和開發(fā)先進封裝材料。對集成電路封裝來說,封裝材料具有重要的基礎(chǔ)地位、先行地位和制約地位。在集成電路封裝中,封裝材料能夠起到半導(dǎo)體芯片支撐、芯片保護、芯片散熱、芯片絕緣和芯片與外電路、光路互連等作用。集成電路封裝類型不同,封裝材料也不同。自20世紀90年代以來,一些先進封裝技術(shù)獲得快速發(fā)展,包括球型陣列封裝(BallGrayArray,BGA)、芯片尺寸封裝(ChipScalePackaging,CSP)、多芯片組件(MCM)以及系統(tǒng)封裝(SiP)等。無論從集成電路市場需求和封裝技術(shù)發(fā)展方向,還是從系統(tǒng)集成的角度來分析,上述封裝形式將是未來10~15年的封裝主流。近年來,針對先進封裝技術(shù)所需的先進封裝材料獲得了巨大進展,這將極大地推動先進封裝技術(shù)的發(fā)展。主要的封裝材料包括:①環(huán)氧模塑料(EpoxyMoldingCompound,EMC);②高密度多層封裝基板(HighDensityMultilayerSubstrates);③液體環(huán)氧封裝料(LiquidEpoxyPackagingMaterials);④聚合物光敏樹脂(Photo-imageablePolymerResins);⑤環(huán)氧導(dǎo)電/熱粘結(jié)劑(Electrically/ThermallyConductiveAdhesives)。一、封裝發(fā)展階段集成電路封裝技術(shù)的發(fā)展歷史可劃分為3個階段。第1階段(20世紀70年代之前),以通孔插裝型封裝為主,典型的封裝形式包括最初的金屬圓形(TO型)封裝,以及后來的陶瓷雙列直插封裝(CDIP)、陶瓷-玻璃雙列直插封裝(CerDIP)和塑料雙列直插封裝(PDIP)等,其中的PDIP,由于性能優(yōu)良、成本低廉,同時又適于大批量生產(chǎn)而成為這一階段的主流封裝技術(shù)。第2階段(20世紀80年代以后),從通孔插裝型封裝向表面貼裝型封裝的轉(zhuǎn)變,從平面兩邊引線型封裝向平面四邊引線型封裝發(fā)展。表面貼裝技術(shù)被稱為電子封裝領(lǐng)域的一場革命,得到了迅猛發(fā)展。與之相適應(yīng),一些適應(yīng)表面貼裝技術(shù)的封裝形式,如塑料有引線片式裁體(PLCC)、塑料四邊引線扁平封裝(PQFP)、塑料小外形封裝(PSOP)以及無引線四邊扁平封裝(PQFN)等封裝形式應(yīng)運而生,且發(fā)展迅速。其中的PQFP,由于密度高、引線節(jié)距小、成本低并適于表面安裝,成為這一時期的主導(dǎo)封裝技術(shù)。第3階段(20世紀90年代以后),集成電路發(fā)展進入超大規(guī)模集成電路時代,特征尺寸達到0.18~0.25uf06dm,要求集成電路封裝向更高密度和更高速度方向發(fā)展。因此,集成電路封裝的引線方式從平面四邊引線型向平面球柵陣列型發(fā)展,引線技術(shù)從金屬引線向微型焊球方向發(fā)展。在此背景下,焊球陣列封裝(BGA)獲得迅猛發(fā)展,并成為主流技術(shù)。BGA按封裝基板不同可分為塑料焊球陣列封裝(PBGA)、陶瓷焊球陣列封裝(CBGA)、載帶焊球陣列封裝(TBGA)、帶散熱器焊球陣列封裝(EBGA)以及倒裝芯片焊球陣列封裝(FC-BGA)等。為適應(yīng)手機、筆記本電腦等便攜式電子產(chǎn)品小、輕、薄、低成本等需求,在BGA的基礎(chǔ)上又發(fā)展了CSP,CSP又包括引線框架型CSP、柔性插入板CSP、剛性插入板CSP、圓片級CSP等各種形式,目前處于快速發(fā)展階段。同時,多芯片組件(MCM)和系統(tǒng)封裝也在蓬勃發(fā)展,這可能孕育著電子封裝的下一場革命性變革。MCM按照基板材料的不同分為多層陶瓷基板MCM(MCM-C)、多層薄膜基板MCM(MCM-D)、多層印制板MCM(MCM-L)和厚薄膜混合基板MCM(MCM-C/D)等多種形式。SiP是為整機系統(tǒng)小型化的需要,提高集成電路功能和密度而發(fā)展起來的。SiP使用成熟的組裝和互連技術(shù),把各種集成電路如互補金屬氧化物半導(dǎo)體(ComplementaryMetalOxideSemiconductor,CMOS)電路、砷化鎵(GaAs)電路、鍺化硅(SiGe)電路或者光電子器件、微機電系統(tǒng)(MEMS)器件以及各類無源元件如電阻、電容、電感等集成到一個封裝體內(nèi),實現(xiàn)整機系統(tǒng)的功能。目前,全球集成電路封裝正在按照既定的規(guī)律,蓬勃地向前發(fā)展,呈現(xiàn)出8個發(fā)展方向:①高密度、多I/O數(shù)方向;②提高表面貼裝密度方向;③高頻、大功率方向;④薄型化、微型化、不對稱化、低成本化方向;⑤從單芯片封裝向多芯片封裝發(fā)展;⑥從兩維平面封裝向三維立體封裝方向發(fā)展;⑦系統(tǒng)封裝方向;⑧綠色環(huán)?；较?。目前,集成電路封裝處于第3階段的成熟期與快速增長期,以BGA/CSP等主要封裝形式開始進入規(guī)?；a(chǎn)階段。同時,以SiP和MCM為主要發(fā)展方向的第4次技術(shù)變革處于孕育階段。近年來,我國政府大力推動集成電路產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,將其放在優(yōu)先發(fā)展的地位。因此,我國集成電路產(chǎn)業(yè)一直保持著高速發(fā)展的態(tài)勢。目前,集成電路產(chǎn)業(yè)已經(jīng)初步形成了由8個芯片生產(chǎn)骨干企業(yè)、30余家封裝廠、80余家設(shè)計公司組成的產(chǎn)業(yè)群體,這些企業(yè)相對集中于長江三角洲地區(qū)、京津地區(qū)、珠江三角洲地區(qū)。同時,由于中國巨大的市場潛力,國外著名大公司紛紛來華投資建立工廠,于20世紀90年代中期和21世紀初期掀起的2次投資熱潮,使我國集成電路產(chǎn)業(yè)獲得了長足的進步。數(shù)年來,我國集成電路封裝業(yè)的產(chǎn)量和銷售收入一直持續(xù)穩(wěn)定增長。2003年集成電路封裝業(yè)的銷售額為213.25億元,占集成電路總銷售額的79.45%,全年封裝電路77.41億塊,比2001年增長53.32%。目前,我國封裝業(yè)企業(yè)約110家,其中從事后封裝的企業(yè)約70家,從事外殼業(yè)務(wù)的單位約15家,另外還有一些專業(yè)為封裝廠配套的引線框架、材料、設(shè)備、工模夾具等企業(yè)。這些企業(yè)主要集中在北京、上海、天津、江蘇、和廣東等5個地區(qū),許多國際知名IC制造商如英特爾公司(Intel)、三星電子(Samsung)、超微半導(dǎo)體公司(AMD)等均在中國設(shè)立了獨資制造企業(yè),我國臺灣的專業(yè)封裝企業(yè)也在向大陸加速轉(zhuǎn)移?！笆濉逼陂g,我國對5~6家集成電路封裝廠進行技術(shù)改造,使每家封裝廠達到年封裝電路5億~10億塊的能力。目前,產(chǎn)值超過5億元的企業(yè)包括:深圳賽意法微電子有限公司,江蘇長電科技股份有限公司、南通富士通微電子股份有限公司、天津MOTOROLA公司、中國華晶電子集團公司。封裝產(chǎn)品除雙列直插式封裝(dualinlinepackage,DIP)外,小尺寸封裝(SmallOut-LinePackage,SOP)、PLCC、塑型四邊扁平式封裝(PlasticQuadFlatPackage,QFP)、球柵陣列封裝(BallGrayArray,BGA)、陶瓷針柵陣列封裝(CeramicPinGridArrayPackage,PGA)、MCM等先進封裝形式也正在迅速發(fā)展。目前,各封裝企業(yè)在擴大規(guī)模的同時,開始注重制造技術(shù)水平的提升,并在技術(shù)、設(shè)備、研發(fā)、制造和管理等方面與國際接軌,且由于封裝的效益和利潤所在而使這種接軌呈現(xiàn)加速趨勢。雖然大多數(shù)國內(nèi)企業(yè)已經(jīng)擺脫了生產(chǎn)技術(shù)落后、產(chǎn)品技術(shù)含量低的困難境地,開始走上良性循環(huán),呈現(xiàn)出不斷發(fā)展壯大的良好局面,但是,應(yīng)該清楚地看到,我國封裝業(yè)整體上比較落后,主要產(chǎn)品還處于集成電路封裝的第2次技術(shù)變革階段,封裝的主流產(chǎn)品主要為塑料雙列直插式封裝(PDIPPlasticDualIn-LinePackage,PDIP)、PSOP、PQFP以及二極管、三極管等分離器件。雖然近年來PQFP和PSOP增長迅速,但市場份額仍不足50%。在我國的封裝企業(yè)中,三資企業(yè)和獨資企業(yè)的制造技術(shù)水平明顯比國內(nèi)企業(yè)高,以生產(chǎn)PQFP、PSOP、PBGA和CSP先進封裝產(chǎn)品為主,而國內(nèi)封裝企業(yè)則以生產(chǎn)二極管、分離器件、PDIP、PSOP等低端產(chǎn)品為主。未來幾年,我國信息產(chǎn)業(yè)預(yù)計將保持20%左右的增長速度,隨著因特網(wǎng)持續(xù)高速的增長、移動通訊業(yè)的迅速發(fā)展以及數(shù)碼相機、手持電腦等便攜式電子產(chǎn)品市場的繁榮,將迎來我國集成電路產(chǎn)業(yè)更快的發(fā)展時期。為了適應(yīng)我國集成電路產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的需求,必須重視集成電路封裝及其材料的發(fā)展。集成電路封裝材料的發(fā)展必須從我國國情出發(fā),將發(fā)展重點集中在集成電路封裝第3次技術(shù)變革所需的先進封裝技術(shù)及材料方面,包括BGA、CSP和MCM所需先進材料,兼顧發(fā)展目前我國仍量大面廣的傳統(tǒng)封裝,如表面組裝技術(shù)(表面貼裝技術(shù))(SurfaceMountedTechnology,SMT)、PQFP和PSOP等所需的重要材料,同時還要考慮未來SiP和MCM等先進封裝所需的關(guān)鍵性材料,這樣才能在整體上確保我國集成電路封裝的快速發(fā)展。二、封裝材料產(chǎn)量封裝技術(shù)對于封裝材料的發(fā)展具有巨大的帶動作用,反過來,封裝材料的發(fā)展又會進一步推動封裝技術(shù)的發(fā)展,二者相互促進又相互制約。近年來,封裝材料一直呈現(xiàn)快速增長的態(tài)勢。2003年,全球封裝材料銷售總額達到79億美元,其中,硬質(zhì)封裝基板20億美元,韌性聚酰亞胺(PI)基板和載帶自動焊(TAB)基材3.2億美元,引線框架26.2億美元,金屬引線12.8億美元,塑封料12.5億美元,貼片膠2.4億美元,聚酰亞胺樹脂0.9億美元,液體環(huán)氧包封料0.7億美元,液體底填料0.4億美元,微焊球0.6億美元。2008年全球封裝材料銷售額已達到120億美元,年增長率達20%。下面對與集成電路封裝關(guān)系最緊密、最關(guān)鍵同時又量大面廣的幾種集成電路封裝材料的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢逐一闡述。1.復(fù)合材料封裝cmp和封裝形式的發(fā)展EMC以其成本低廉、工藝簡單和適于大規(guī)模生產(chǎn)等優(yōu)點在集成電路封裝材料中獨占鰲頭,目前,全球97%的集成電路封裝采用EMC。隨著集成電路與封裝技術(shù)的飛速發(fā)展,EMC越來越顯示出其基礎(chǔ)地位和支撐地位的重要作用。目前,世界上的環(huán)氧塑封料生產(chǎn)廠家主要集中在日本、美國、韓國和中國臺灣等國家和地區(qū),包括:日東電工株式會社、住友電木株式會社(以下簡稱“住友電木”)、日立化成工業(yè)株式會社(以下簡稱“日立化成”)、松下電工、信越化學(xué)工業(yè)株式會社、臺灣長春集團、株式會社東芝、漢高公司、Plaskon、三星集團等。2003年,全球EMC銷售額達到12.5億美元,需求量達到12萬~13萬t。目前,EMC的主要市場集中在美國、日本、中國臺灣、韓國等國家和地區(qū),EMC的主流產(chǎn)品為適合于0.35~0.18uf06dm特征尺寸集成電路的材料,研制水平達0.10~0.09uf06dm,主要用于QFP/TQFP、PBGA以及CSP等形式的封裝。我國EMC的研究始于20世紀70年代末,生產(chǎn)始于20世紀80年代初,從20世紀90年代初到現(xiàn)在進入了快速發(fā)展階段,高性能EMC的質(zhì)量水平有了較大進步。國內(nèi)生產(chǎn)廠家(包括合資企業(yè))共有5家:江蘇中電華威股份有限公司(以下簡稱“中電華威”)、北京科化新材料科技有限公司(以下簡稱“北京科化”)、蘇州住友電木有限公司(日資公司,以下簡稱“蘇州住友電木”)、長興電子材料(昆山)有限公司(臺資公司,以下簡稱“昆山長興”)、北京中新泰合電子材料科技有限公司(以下簡稱“北京中新泰合”)等。自1997年以來,國內(nèi)EMC需求一直持續(xù)高速增長態(tài)勢,產(chǎn)品供不應(yīng)求。2003年國內(nèi)EMC需求量約2.5萬t,2005年達到了3.0萬t。目前國產(chǎn)EMC的市場份額約40%左右,其中,中電華威約1萬t、北京科化約700t、昆山長興約3000t、蘇州住友電木約3000t。國產(chǎn)EMC產(chǎn)品的大規(guī)模生產(chǎn)技術(shù)水平達到0.35~0.25uf06dm,中試規(guī)模生產(chǎn)水平達0.25~0.18uf06dm,研制技術(shù)水平達0.13~0.10uf06dm。在封裝形式上,由僅能滿足DIP、SOP、J形引腳小外型封裝SOJ、QFP等簡單封裝形式發(fā)展到能夠滿足TQFP等封裝形式,PBGA、CSP等先進封裝形式用EMC的生產(chǎn)技術(shù)也正在快速發(fā)展。但是,國產(chǎn)EMC產(chǎn)品在質(zhì)量穩(wěn)定性、粘附性、吸潮性、雜質(zhì)含量、放射粒子量以及電性能、力學(xué)性能、耐熱性能等方面還需要進一步改善,欲完全滿足今后高水平新型封裝形式的要求,還需繼續(xù)不懈努力。環(huán)氧塑封料的技術(shù)發(fā)展呈現(xiàn)下述趨勢:①為適應(yīng)超大規(guī)模集成電路向著高密度、高I/O數(shù)方向發(fā)展的需求,朝著適應(yīng)高密度、高I/O數(shù)的封裝形式(如BGA)方向發(fā)展;②為適應(yīng)快速增長的以手機、筆記本電腦、平板顯示等為代表的便攜式電子產(chǎn)品的需求,朝著適應(yīng)于微型化、薄型化、不對稱化、低成本化封裝形式(CSP/QFN)方向發(fā)展；③為適應(yīng)無鉛焊料、綠色環(huán)保的要求,向著高耐熱、無溴阻燃化方向快速發(fā)展。隨著歐盟關(guān)于報廢電子電氣設(shè)備指令(WEEE)、《關(guān)于限制在電子電器設(shè)備中使用某些有害成分的指令》(RestrictionofHazardousSubstances,ROHS)以及其他國家相關(guān)環(huán)保法案法規(guī)的實施,我國環(huán)氧塑封料的發(fā)展面臨3個嚴峻的挑戰(zhàn),①從QFP/TQFP等表面貼裝形式的EMC生產(chǎn)技術(shù)向適于BGA、CSP等先進封裝形式的EMC生產(chǎn)技術(shù)躍升;②由傳統(tǒng)的含溴/含銻EMC生產(chǎn)技術(shù)向無溴/無銻EMC生產(chǎn)技術(shù)的快速轉(zhuǎn)換;③從傳統(tǒng)適用于有鉛焊料的組裝工藝向適用于新型無鉛焊料組裝工藝的轉(zhuǎn)換。無溴/無銻EMC與含溴/含銻EMC在化學(xué)結(jié)構(gòu)上存在著本質(zhì)的不同,生產(chǎn)工藝技術(shù)、性能評價方法和工藝性能也不相同,因此,對國內(nèi)EMC生產(chǎn)廠家提出了嚴峻的挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)有鉛焊料的波峰焊最高溫度為240℃,而新型無鉛焊料的波峰焊最高溫度達到260℃,因此,要求EMC的耐熱等級提高20℃,這對于已經(jīng)逼近極限性能的EMC中的環(huán)氧樹脂來講,具有很大的挑戰(zhàn)性。只有組織、建立一支高水平的科技攻關(guān)和產(chǎn)業(yè)化隊伍,攻克無溴無銻環(huán)氧塑封料及其配套原材料的制造技術(shù)難題,實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化,才能使我國環(huán)氧模塑料的技術(shù)水平拉近與國際先進水平的距離。2.關(guān)于csp封裝與陶瓷芯片等封裝方式的發(fā)展高密度多層封裝基板主要在半導(dǎo)體芯片與常規(guī)印制電路板(PCB)之間起電氣過渡作用,同時為芯片提供保護、支撐、散熱作用。封裝基板在以BGA、CSP為主的先進封裝器件的制造成本中占有很高的比例,分別可達40%~50%和70%~80%。用于BGA、CSP和MCM的高密度多層封裝基板主要包括3種類型:硬質(zhì)雙馬來酰亞胺-三嗪樹脂BT樹脂基板、韌性PI薄膜基板和共燒陶瓷多層基板。據(jù)Prismark的調(diào)查統(tǒng)計,硬質(zhì)BT樹脂基板、韌性PI薄膜基板和積層基板在1999年的產(chǎn)值分別為11.79億美元、1.73億美元和7.92億美元,而2004年的產(chǎn)值將分別達到32.22億美元、4.92億美元和34.62億美元,增長率分別為22.3%、23.2%和34.2%。根據(jù)Prismark對2000年全球BGA基板市場的調(diào)查,未來具有低成本、小型化優(yōu)勢的硬質(zhì)BT樹脂基板和韌性PI薄膜基板將獲得更大的發(fā)展,而陶瓷基板的發(fā)展將趨于減緩。CSP基板在2000年的全球市場規(guī)模約2.8億美元,到2004年已達到10.9億美元,年均增長率31.5%?？梢钥闯?傳統(tǒng)的引線框架型封裝方式已無法適應(yīng)高密度、小型化半導(dǎo)體封裝的需求,未來將以有機基板型封裝形式為主。目前,全球封裝基板的生產(chǎn)主要集中在日本、亞洲和美國,所占比例分別為80%、12%和8%,主要的生產(chǎn)廠家包括:日本的JCI公司和Ibiden公司,韓國的三星電子和LG電子等。JCI公司是日本PBGA封裝基板第1大廠商。Ibiden公司主要生產(chǎn)PBGA、CavityBGA、FCBGA和RigidBGA的封裝基板,該公司的基板銷售額占Intel公司整個封裝基板營業(yè)額的70%。在韌性PI薄膜封裝基板方面,日本的主要廠商包括新藤電子工業(yè)株式會社(Shindo)、日立化成、日立電線株式會社(HitachiCable)、三井物產(chǎn)株式會社(Mitsui)等,其中Shindo是日本韌性PI薄膜封裝基板第1大廠商,2001年的月產(chǎn)量就達到了2500萬~3000萬塊。近年來,我國臺灣地區(qū)在封裝基板方面的發(fā)展速度很快。臺灣地區(qū)的封裝基板業(yè)始于1998年,最初的發(fā)展主要靠引進技術(shù)。向臺灣輸入技術(shù)的日本企業(yè)有Tessera(輸入臺灣華通電腦集團)、Device(輸入旭德科技股份有限公司)、JCI(輸入臺豐電子有限公司)、富士通株式會社(輸入臺灣全懋精機股份有限公司);向臺灣輸入技術(shù)的美國企業(yè)有Merix(輸入臺灣大洋集團)、Prolinx(輸入耀文電子有限公司)。臺灣地區(qū)的封裝基板發(fā)展至今已逐漸成氣候,目前,臺灣地區(qū)共有封裝基板生產(chǎn)廠家約15家,從1998年到2002年產(chǎn)值累計增長153.7%,產(chǎn)量占全球市場份額的10%。我國在封裝基板領(lǐng)域具有很大的潛力,但至今尚沒有規(guī)模生產(chǎn)的封裝基板廠商,目前處于發(fā)展初期,隨著我國微電子封裝業(yè)的快速發(fā)展,這種情況將可能在近年內(nèi)發(fā)生較大變化。高密度多層封裝基板主要有3種類型:硬質(zhì)BT樹脂基板、韌性PI薄膜基板、共燒陶瓷多層基板。(1)bt樹脂芯片目前,硬質(zhì)BT樹脂基板是BGA/CSP的主要基板之一,具有優(yōu)異的耐熱穩(wěn)定性、力學(xué)機械性能和介電性能,是一種理想的硬質(zhì)BGA/CSP基板。隨著BGA/CSP的快速發(fā)展,硬質(zhì)BT樹脂基板在國際上發(fā)展很快,主要供應(yīng)商包括三菱瓦斯化學(xué)(MitsubishiGasandChemical)、HI-TEK聚合物公司(HI-TEKPolymers)、陶氏化學(xué)公司(DowChemical)、瑞士汽巴精化公司(CibaGeigy)、拜耳公司(Bayer)和羅納·普朗克公司(Rhone-Poulene)等。MitsubishiGasandChemical生產(chǎn)的BT基板是目前市場上的主導(dǎo)產(chǎn)品;另外,伊索拉(ISOLA)、日立化成等公司也都先后向市場推出了硬質(zhì)BT樹脂基板。2003年全球BGA/CSP基板的需求總量為12.50億只,市場總值約20億美元;2005年增至43億只,市場價值28億~30億美元,年均增長率約18%~20%。硬質(zhì)BT樹脂基板主要由BT樹脂(雙馬來酰亞胺三嗪樹脂)和玻纖布經(jīng)反應(yīng)性模壓工藝制成。目前,華東理工大學(xué)已經(jīng)成功開發(fā)了氰酸酯樹脂的批量化制備工藝技術(shù),中國航空工業(yè)濟南特種結(jié)構(gòu)研究所(637所)和西北工業(yè)大學(xué)等單位也開展了有關(guān)氰酸酯樹脂用于樹脂基復(fù)合材料的研究工作,已經(jīng)取得了一定的進展。而有關(guān)由氰酸酯樹脂和雙馬來酰亞胺樹脂制備BT封裝基板用樹脂及其BT封裝基板的制造工藝方面的研究工作基本處于空白。(2)pi薄膜薄膜韌性PI薄膜基板是另一種應(yīng)用范圍廣泛的BGA和CSP基板,在線路微細化、輕量化、薄型化、高散熱性需求的驅(qū)動下,主要用于便攜式電子產(chǎn)品的高密度、多I/O數(shù)的IC封裝。2000年,韌性PI薄膜基板占30%的市場份額,2005年達到了50%。韌性PI薄膜基板主要分為有膠板和無膠板2類。有膠板也叫3層板,在PI薄膜和銅箔之間采用丙烯酸酯或環(huán)氧粘結(jié)劑粘結(jié)而成;PI薄膜的厚度通常為12.5~25.0uf06dm;無膠板也叫2層板,將PI薄膜和銅箔直接粘結(jié)而成,而無需中間的粘結(jié)層。由于柔性電路在便攜式電子產(chǎn)品如手機、筆記本電腦等消費類產(chǎn)品中應(yīng)用非常廣闊,因此近年來韌性PI薄膜基板的發(fā)展迅猛。目前,全球韌性PI薄膜基板的主要生產(chǎn)廠商集中在日本、美國、韓國、中國臺灣等國家和地區(qū),包括日本的日本鐘化(Kaneka)、日立集團(Hitachi)、三井化學(xué)(Mitsui),美國杜邦公司(Dupont)、明尼蘇達礦務(wù)及制造業(yè)公司(MinnesotaMiningandManufacturing,3M),韓國的三星電子,臺灣的宏仁集團等。在我國,韌性PI薄膜基板的發(fā)展起步較晚,取得一定進展的公司包括深圳丹邦科技股份有限公司、湖北省化學(xué)研究所等少數(shù)幾家單位。對我國韌性PI薄膜基板發(fā)展造成嚴重影響另一個因素是國產(chǎn)高性能PI薄膜達不到要求,其質(zhì)量和性能還有待大幅度提高。由于西方工業(yè)國家對PI薄膜的生產(chǎn)技術(shù)采取嚴格的技術(shù)保密措施,因此,只有通過自主開發(fā),我國才能從根本上解決韌性基板用PI薄膜的生產(chǎn)技術(shù)。(3)材料導(dǎo)電材料20世紀90年代,多芯片組件的篷勃發(fā)展推動了共燒陶瓷多層基板的迅速發(fā)展。共燒陶瓷基板包括高溫共燒陶瓷基板(HTCC)和低溫共燒基板(LTCC)。和HTCC相比,LTCC基板的介電常數(shù)較低,適于高速電路;燒結(jié)溫度低,可使用導(dǎo)電率高的導(dǎo)體材料;布線密度高,且可以在LTCC結(jié)構(gòu)中埋置元器件。在無源集成方面,LTCC技術(shù)由于成功地解決了藍牙系統(tǒng)中無源元件的組裝問題而成為實現(xiàn)無源集成的一項關(guān)鍵性技術(shù)。LTCC發(fā)展十分迅速,已經(jīng)商用化。有國外報導(dǎo),LTCC已用于70GHZ微波電路。國際上,Dupont、福祿公司(Ferroh)和賀利氏公司(Heraeus)等公司都可出售LTCC材料。20世紀90年代,IBM公司、富士通公司等已把60多層的LTCC基板用于超級計算機主板。由于種種原因,我國共燒陶瓷多層基板發(fā)展比較緩慢,研究工作主要集中在中國電子科技集團13所、14所和43所,近幾年雖引進一些先進設(shè)備,但生產(chǎn)的品種不多,技術(shù)水平一般,基本處于自產(chǎn)自用階段,主要用于軍品科研產(chǎn)品,與產(chǎn)業(yè)化的差距較大。3.ndall材料液體環(huán)氧封裝料是微電子封裝技術(shù)第3次革命性變革的代表性封裝材料,是BGA和CSP所需關(guān)鍵性封裝材料之一,主要包括FC-BGA/CSP用液體環(huán)氧底灌料(Underfill)和液體環(huán)氧芯片包封料(Encapsulants)2大類。Underfill主要用于填充FC-BGA/CSP中芯片與基板之間由塌陷焊球連接形成的間隙(25~50μm)。目前,Underfill主要包括2種類型:流動型Underfill和非流動型Underfill。流動型Underfill是一類含有球型硅微粉的液體環(huán)氧樹脂,其中球型硅微粉的添加量超過65%~70%,具有足夠低的粘度和很好的流動性,可借助毛細管作用填充進芯片與基板形成的縫隙中。非流動型Underfill是具有適當(dāng)粘度的低填充性液體環(huán)氧樹脂,在芯片貼裝前將其涂在基板的焊盤表面,然后將帶焊料凸點的芯片與涂有樹脂的基板焊盤對準,在一定壓力下,經(jīng)回流焊使焊料凸點與焊盤實現(xiàn)連接。Encapsulants主要用于FC/BGA/CSP等柔性封裝和超薄型封裝的芯片包覆,具有適當(dāng)?shù)牧鲃有?固化溫度低,固化速度快。2003年,全球液體環(huán)氧封裝料的需求量達700t,銷售額1.1億美元,2005年達到1500t,2010年達8000~10000t。我國2003年的市場需求量約50~60t,2005年達400~500t,2010年達1200~1400t。國外主要液體環(huán)氧封裝料制造廠商包括漢高樂泰(Loctite)、日立化工(HitachiChemical)、愛博斯迪科化學(xué)(Ablestick)等。目前,我國尚沒有從事BGA/CSP用液體環(huán)氧封裝料的生產(chǎn)廠家。4.有機介電/城保理劑的組成結(jié)構(gòu)聚合物光敏樹脂主要包括聚酰亞胺光敏樹脂(PSPI)、BCB光敏樹脂和環(huán)氧光敏樹脂3種類型,主要用于BGA、CSP芯片表面焊球陣列的制球工序和多層積層(BUM)封裝基板的外延信號線層間絕緣,是BGA/CSP的關(guān)鍵封裝材料。PSPI包括正性膠和負性膠2類。目前,負性膠應(yīng)用范圍廣,技術(shù)比較成熟;而正性膠的技術(shù)還未成熟,但其工藝步驟少,是未來的發(fā)展方向。PSPI樹脂不但具有聚酰亞胺材料固有的耐高溫、耐低溫、高強度、高韌性、高電絕緣、低介電常數(shù)、低介電損耗、高頻介電穩(wěn)定、高耐化學(xué)腐蝕等優(yōu)異性能,同時具有光刻膠的光刻制圖工藝性能,廣泛應(yīng)用于芯片表面的一級或二級鈍化層膜、多層布線的層間介電層膜、塑封電路的應(yīng)力緩沖-吸收層膜、uf061-粒子阻擋層膜、韌性PI薄膜基板的絕緣膜等,作為有機介電/絕緣薄膜材料在微電子封裝、光電子封裝、平板顯示等方面具有重要的作用。國外的主要PSPI生產(chǎn)廠家包括Dupont、HitachiChemical、默克公司(Merck)、朝日化學(xué)(AsahiChemical)、西門子公司(Siemens)、CibaGeigy等。BCB光敏樹脂是一種對i線(365nm)敏感的負性光刻樹脂,20世紀80年代由DowChemical推向市場,20世紀90年代實現(xiàn)商業(yè)化,目前主要包括2個系列產(chǎn)品:CycloteneTM3000系列、CycloteneTM4000系列。BCB光敏樹脂的典型應(yīng)用包括:Low-k介電層間層膜,BGA/CSP多層有機基板的多層信號源的層間介電絕緣膜,MCM-D多層基板的層間介電層膜,TFT-LCD的平坦化(Planarization)和分割(Isolation),芯片表面的凸點、信號分配等。由于Low-k材料的需求近年來不斷攀升,預(yù)計BCB樹脂的市場需求將增長很快。DowChemical是目前BCB光敏樹脂的主要供應(yīng)商,產(chǎn)品牌號包括C