1 IC-載板概述

半導體封裝載板（ICS或IC載板）是整體晶圓封裝的基礎，在半導體晶圓的納米世界與印刷電路板PCB的微米世界之間，建立了強大的連接。IC載板包含多層板，而且中央通常有一個支撐核心，可保護及支持封裝內的芯片，在封裝芯片與下方的印刷電路板之間提供連接。ICS內的鉆孔與導體線路比印刷電路板密集，同時也是裝載所有模組與封裝的最終基板。

以 FCBGA 封裝為例

使用ABF（Ajinomoto Build-Up Film）材料和先進的SAP工藝生產具有核心層的IC載板 ，是從設計階段和優(yōu)化制造程序開始，在核心層和增層之間建立互連，再在每一增層到下一增層間建立互連的反復制造過程。

2 IC載板面臨的機會

電子業(yè)紛紛追求更高的效能、更小的面積，以及更低的耗電量。這樣一來，前端的半導體芯片架構便更趨復雜，對于提高IC載板連接密度的新需求也應運而生。

具體而言，帶動 ICS 需求的三大趨勢包括：

對于消費性電子產品與移動通信裝置的需求，因為電子產品制造商必須為此提供更輕巧且功能改良的便攜產品。

采用 ICS技術的芯片封裝是 5G 問世的前提。隨著采用5G 先進通訊技術的國家增加，5G基站成長可期。

最先進的AI 應用與專注于運算效能最大化的應用，推動了高性能運算的需求不斷增長。

3 IC載板制造中最重要的因素正在變化

產品良率與可靠性是制造 IC 載板最重要的因素。前端芯片架構日趨復雜，為支持更優(yōu)異的效能，IC載板將提供更多連接方式。ICS 制造商必須在開發(fā)特征較小的新整合方案時，兼顧高質量要求。IC載板通常用于高價值的小芯片封裝，封裝內只要有一個不良芯片或有問題的載板，就可能毀掉整部裝置。

因此，盡管復雜度越來越高，ICS制造商還是需要高良率和高可靠性，才能實現(xiàn)經濟層面效益，在市場維持競爭力，并且讓客戶滿意。

4 IC載板生產高良率高可靠性的關鍵挑戰(zhàn)

先進IC載板用于各式各樣的封裝方案，包括將多種芯片類型結合為單一先進封裝的諸多方案。IC 載板層數(shù)更多，為了支持較為復雜的封裝整合，體積也比較大，但與此同時，線路與間距的尺寸越來越小。

以下幾個挑戰(zhàn)使得 ICS 制造商難以實現(xiàn)高良率與高可靠性：

獨特的昂貴材料和制程

制造商必須避免浪費及優(yōu)化效率。利用先進的軟件解決方案將所有工作類型的工作流程自動化。自動分析、優(yōu)化與面板化也可輔助制造商充分利用材料，使制程更有效率。

ABF制程維持介電層的品質

ABF膜厚度不一可能導致電性能不一致，電路可靠性降低。量測系統(tǒng)對于監(jiān)測這類厚度至關重要，精確的度量有助于調校過孔鉆孔。封裝的層數(shù)越來越多，線距越來越小，因此ABF的厚度將繼續(xù)變薄，連帶對量測要求增強。

在不平坦的表面外形將最細的線路成形

IC載板電路設計的間距越來越小，能夠提供密度和效能越來越高的電路。較細的線路若要成形，必須依靠更多板面分割達到極致的對位與疊合精確度，但產量高時則難以實現(xiàn)。此外，將不一致的表面外形與非常小的間距值結合也伴隨諸多挑戰(zhàn)。低景深的微影系統(tǒng)無法處理締造高曝光質量所必須克服的表面變形。高景深且連續(xù)的直接成像系統(tǒng)，制程容許空間較大，可制造性較高，能夠實現(xiàn)更優(yōu)異的線路品質。

降低缺陷率

各種缺陷類型都會影響整個IC載板制造的良率。氣泡（基底材料內的空隙或氣泡）可能造電性特性下降、散熱性，以及機構完整性疑慮。在預固化階段之后，檢測較薄的基材內氣泡，對于維持質量與可靠性至關重要。銅缺陷率也可能帶來挑戰(zhàn)。普通IC載板采用ABF層壓板，而進階 ICS，如 FC-CSP（ETS 制程）所使用的 ICS，則是使用銅基材（底銅）。銅對銅檢測一詞是指，檢測銅基材（底銅）層上的銅圖形，旨在檢測各種圖形缺陷，例如短路、刮痕、斷開與凹陷（銅表面凹陷）。若要在ICS制造過程制定有效的工藝控制策略，自動光學檢查（AOI）系統(tǒng)提供的解決方案，是發(fā)現(xiàn)和減少缺陷不可或缺的一環(huán)。

在正確位置鉆出微型導通孔

IC 載板特征日益復雜，精確度與產速皆在制程中扮演了重要角色。IC載板激光孔鉆孔時，快速準確在板子上確認靶點的位置，啟動鉆孔程序，才能在不影響相鄰電路結構的情況下，讓所有盲孔都打在焊盤上。

5 制程控制至關重要

整個半導體生態(tài)系統(tǒng)中互連圖案設計會越來越小，因此，前端、封裝與載板這三個領域的制程與制程控制方案便有機會整合。IC載板制造商必須采用新的策略，提高良率，同時增加更復雜技術的IC載板產量。KLA提供先進的制程與制程控制系統(tǒng)，幫助制造商應對越發(fā)復雜的IC載板生產制造。

審核編輯：湯梓紅