覆晶載板的制造

1.覆晶載板FC Carrier是一種HDI增層(Build up)式多層板。其中Core板為高Tg(220℃)剛性強(qiáng)與超薄銅皮(5μm)的特殊板材。而增層者則一律為ABF／GX-13的干膜式板材，增層的各種銅導(dǎo)體則為SAP半加成法線路，目前可量產(chǎn)的線寬線距為15μm/15μm。

1.1.2 半加成SAP法(Semi-Additive Process)是利用大運(yùn)味之素(Ajinomotor)之白色干膜式薄卷材 為增層的介質(zhì)(Dielectrics)材料，再利用化學(xué)鈀與化學(xué)銅做為電鍍銅增厚的基地，并按現(xiàn)行減成法制做細(xì)線與重復(fù)互連工程而成為覆晶載板。

1.1.3 半加成法是利用正統(tǒng)PTH流程之化學(xué)鈀與化學(xué)銅做為導(dǎo)電基地，而進(jìn)一步在光阻定義下以電鍍銅增厚完成二次銅的線路，去光阻與差別性蝕刻(Differential Etching)后即可取得互連的細(xì)線與盲孔，但咬不掉的貴金屬殘鈀層卻成為絕緣不良的隱憂。

1.1.4 目前最常用白色的ABF／GX-13中含SiO2球形填充料Fillers已較多，約30％ w/w，厚度 40μm，寬度502㎜，每卷總長(zhǎng)100m單價(jià)達(dá)NT四萬(wàn)元，排版510*600 mm者每片NT 250元。壓合熟化后Tg達(dá)170℃。經(jīng)Desmear將盲孔壁與全增面先行粗化，之后浸鍍上化學(xué)鈀與銅 的金屬化后，即可代替?zhèn)鹘y(tǒng)銅箔用途而稱為SAP法，但同時(shí)也留下殘鈀的隱憂。

1.1.5 覆晶載板經(jīng)綠漆完工后還 需進(jìn)行表面處理的可焊工程，也就是需在載板正面中央?yún)^(qū)綠漆開口(SRO)的凸塊(Bump)銅 質(zhì)承墊上，以及正面外圍被動(dòng)原件的貼焊與反面的植球墊上同時(shí)加鍍化學(xué)錫。之后在凸塊 墊上加印63/37的Low Alpha Eutectic錫膏并回焊與壓平成為 FC的Presolder，其他兩化錫區(qū) 則另外加印SAC 305的無(wú)鉛錫膏與回焊，也都成為預(yù)銲料。

1.2 覆晶載板的封裝

1.2.1 正統(tǒng)FC封裝是以C4方式(Controlled Collapse Chip Connection)做為晶片UBM與載板上已有中鉛預(yù)銲料( Presolder，Entectic 63/37 )之承墊間，另以高鉛凸塊Bump ( 95％ pb + 5％ Sn )為互連體進(jìn)行三者的熔融互連(Inteconnection)。

1.2.2 正統(tǒng)C4高鉛Bump的好處很多：(1)熔點(diǎn)高達(dá)320℃不受后段高溫制程影響，(2)非常柔軟，可降低外力的沖擊(3)采助焊膏先黏著于預(yù)銲料上，后于230℃氮?dú)饣睾钢胁恢掳l(fā)生空洞Void。但在環(huán)保壓力也盡量在找無(wú)鉛替代品，不過(guò)都存在著極多問(wèn)題。

1.2.3 高鉛式凸塊封裝的業(yè)者們?yōu)榱薘oHS的 禁鉛與企業(yè)形象起見，都積極尋找高鉛(95/5 或90/10)以外的替代品。已量產(chǎn)者多采63/37 Eutectic式中鉛凸塊為過(guò)渡性材料。

此種中鉛銲料之柔軟度尚好，但卻因組成與 預(yù)銲料完全相同，致使助焊膏裂解的氣體將大幅滲入凸塊而形成空洞，且后續(xù)Bump間也容易出現(xiàn)熔錫短路的麻煩。

1.2.4 無(wú)鉛凸塊封裝的試行量產(chǎn)

某些著名品牌的日商為了形象起見，乃率先采用無(wú)鉛預(yù)銲料及無(wú)鉛凸塊進(jìn)行FC封 裝。須知SAC 305不但m.p.比63/37者高了34℃，而且彈性模量也多出25％(SAC 305為51GPa，63/37為40.2GPa)。由于305柔軟性欠佳以及載板很薄剛性不足下，經(jīng)覆晶、植球、以及PCBA等多次回焊強(qiáng)熱中，難免造成角Bump或角Ball從僵硬銲料之IMC處被拉裂。此種必然性的失效或脆弱對(duì)可靠度將造成隱憂。

2.電路板整體性進(jìn)展

逐層互連(ELIC)式HDI多層板類的興起

現(xiàn)行鐳射燒孔(Ablation) 每秒鐘可達(dá)1,000孔，在成本大幅下降又加上鍍銅填孔技術(shù)快速進(jìn)步下，商品板500x600 mm 的雙面百萬(wàn)盲孔者(載板有時(shí)可 達(dá)單面百萬(wàn)盲孔)，均可輕松解 決。使得容易設(shè)計(jì)的ELIC式增層板也大為流行。

2.1.2 由于ELIC是經(jīng)過(guò)多次壓合，多次成像，多次填銅；且又是高精密度大排版的量產(chǎn)工 程，因而不但設(shè)備昂貴、流程漫長(zhǎng)、工序嚴(yán)謹(jǐn)、導(dǎo)致變量極多。其制程管理與失效改善均亟需學(xué)理深入及經(jīng)驗(yàn)豐富的高手進(jìn)行解困，盲孔脫墊即為一例。

2.1.3 由于ELIC是多次重覆增層之精密制程，一旦稍有閃失，出貨到客戶端多次錫膏回焊中，難免會(huì)出現(xiàn)盲孔銅壁與底銅墊之間的界面分離。這種失效只要超過(guò)200 DPPM(以單片貨板為統(tǒng)計(jì)單位)將立即成為嚴(yán)重客訴的案例。

2.2 HDI商品板的困難化

2.2.1 以水果公司為代表的第四代手機(jī)板(HDI式10層之薄小板，厚度1㎜)，其SMT組 裝不但引入POP技術(shù)（下圖左上）而且被動(dòng)元件更已小到了01005(10㏕長(zhǎng)，5㏕寬， 見下圖右上)，對(duì)PCB與PCBA均造成了另一次嚴(yán)酷的挑戰(zhàn)。因?yàn)樗N焊的電容器太小，錫膏回焊中很容易發(fā)生立碑(Tomb Stoning)現(xiàn)象。

2.2.2 再?gòu)?1005立碑處銲點(diǎn)之觀察，可見到右封頭之ENIG承墊幾乎完全未出現(xiàn)Ni3Sn4小草般的IMC，証明焊接之初即已被左端較大的沾錫力量(Wetting Force)所拉起來(lái)了。

2.2.3 立碑的原因約可分為：兩端頭所受熱量不均，綠漆過(guò)厚形成翹翹板效應(yīng)，板材太軟剛性不足，錫膏面上貼件時(shí)一端若踩歪，其回焊中將容易翹起而立碑。

2.3 高可靠度級(jí)板類的興起

2.3.1 板體厚大布局面單的汽車板，但卻被要求Class Ш ( IPC-6012C/2010.4 )高可靠 度High Reliability的品級(jí)，當(dāng)然其單價(jià)之高出也遠(yuǎn)超過(guò)小孔細(xì)線的商品板類。其中 AirBag，ABS等與安全有關(guān)的多層板類，其進(jìn)入門檻更是高不可攀。

注意其等互連度毫無(wú)釘頭Nail-Head與1mil以內(nèi)滲銅wickin的高規(guī)格品質(zhì)

2.3.2例如布局簡(jiǎn)單疊構(gòu)容易線路寬松的四層板，其內(nèi)層兩個(gè)銅面的厚度居然到達(dá)400um (16mil or 12oz)之罕見實(shí)例，成為PCB制程的一大挑戰(zhàn)。

2.3.3 ClassШ的高級(jí)板，若與一般ClassⅡ工業(yè)級(jí)等數(shù)量龐大單價(jià)不高的資通板類相比較時(shí)，其質(zhì)量之落差簡(jiǎn)直就是霄壤云泥。后者只要堪用根本談不到可靠度。

至于一般小廠或代工廠所生產(chǎn)之ClassⅠ消費(fèi)級(jí)板類，在惡性競(jìng)爭(zhēng)單價(jià)太低下，其板 材與制程品質(zhì)也就無(wú)法提升了。

在價(jià)格壓力與無(wú)鉛化無(wú)鹵化的技術(shù)劇變下，歐美寡占的CCL與PCB已逐漸轉(zhuǎn)向亞洲 采購(gòu)。系統(tǒng)厚大板類(High Layer Count)，其Low Dk/Low Df與Low Insertion Loss等 需求已成為更上層樓的機(jī)會(huì)

審核編輯：劉清