因為專業(yè)
所以領先
系統(tǒng)級封裝(SiP)技術能將多種功能的芯片和元件集成于同一封裝內(nèi),實現(xiàn)高性能、小型化和多功能。這其中,基板材料的選擇至關重要,直接影響封裝的電性能、熱管理、可靠性和成本。為了幫你快速了解和選型,下面這個表格匯總了當前主流的SiP基板材料及其關鍵特性。

| 材料類別 | 具體類型 | 主要特點 | 熱導率 [W/(m·K)] | 介電常數(shù) (大致范圍) | 熱膨脹系數(shù) [×10??/℃] | 典型應用場景 |
| 有機基板 | FR-4, BT樹脂, PI, PPE等 | 成本低,介電常數(shù)低利于高速信號,CTE相對高,傳熱性一般 | 0.2 ~ 1 | 依型號和頻率可調(diào) (參見表5-2) | 8 ~ 18 | 消費電子(如蘋果iWatch)、汽車電子、物聯(lián)網(wǎng)設備 |
| 陶瓷基板 | HTCC (高溫共燒陶瓷) | 耐高溫,強度高,布線密度高,密封性好,導體為鎢/鉬 | 約18 (氧化鋁) | - | - | 大功率器件、高密度陶瓷封裝、嚴苛環(huán)境 |
| LTCC (低溫共燒陶瓷) | 可埋入無源元件,熔點低,金屬電導率高,適合高頻 | - | - | - | 微波射頻模塊、高頻通信組件、汽車電子 | |
| 氮化鋁 (AlN) | 導熱極佳,熱膨脹系數(shù)與硅芯片匹配好 | ~260 | - | 4.5 | 高功率、激光器、導熱要求極高的場合 | |
| 新興及特種材料 | 液晶聚合物 (LCP) | 高頻性能優(yōu)異(低介電損耗),柔性,耐濕,可靠性好 | - | 低 (具體數(shù)值未提供) | 與硅接近 | 高頻柔性電子設備、要求低損耗的射頻模塊 |
| 剛柔結合板 | 兼具剛性的支撐和柔性的連接,提升三維布局自由度 | - | - | - | 折疊手機、航天設備、空間受限且需運動連接部位 | |
| 復合材料與前沿探索 | 碳質(zhì)材料(金剛石、C/C復合等) | 超高熱導率,密度小,但成本和技術成熟度是挑戰(zhàn) | >400 (目標) | - | - | 未來超高熱流密度芯片散熱 |
| 新型納米陶瓷 & 低維材料 | 通過納米復合、纖維/晶須增強,追求性能可調(diào)和多功能集成 | 可調(diào) (目標) | 可調(diào) (目標) | 可調(diào) (目標) | 未來高性能、高度異質(zhì)集成SiP |
在實際項目中選擇SiP基板材料時,你需要綜合權衡以下幾個方面:
電性能考量:對于高頻、高速信號,優(yōu)選低介電常數(shù)和低介電損耗的材料,如LCP、特定有機基板(如FR4在某些頻率下表現(xiàn)良好)和LTCC,以減少信號延遲和損耗。
熱管理考量:對于高功耗、大功率芯片,導熱能力是關鍵。氮化鋁(AlN)和針對超高功率密度探索的碳質(zhì)材料(如金剛石)是重要選擇。同時,要關注材料的熱膨脹系數(shù)(CTE)是否與芯片(如硅芯片CTE約為2.5-5×10??/℃)匹配,以避免因熱應力導致連接失效。
可靠性與成本平衡:
集成度與結構設計:若需要在基板中直接埋入無源元件(電阻、電容、電感等),LTCC技術在這方面具有優(yōu)勢。對于有三維布局、運動部位或折疊需求的SiP,剛柔結合板是理想選擇。
SiP基板材料正朝著性能更優(yōu)、功能更強的方向發(fā)展:
性能系列化與復合材料:開發(fā)介電常數(shù)、熱膨脹系數(shù)等性能可系列化調(diào)節(jié)的材料,以及通過復合不同材料(如陶瓷-聚合物、碳質(zhì)材料-金屬)獲得綜合性能更佳的復合材料,以滿足SiP內(nèi)部多樣化需求。
超高熱導材料:持續(xù)探索如金剛石、碳納米管、C/C復合材料等碳質(zhì)材料,目標是實現(xiàn)熱導率大于400 W/(m·K)的超高熱導材料,解決未來芯片的散熱瓶頸。
新型納米陶瓷與低維材料:利用納米技術開發(fā)新型陶瓷材料(如Si-Al-O-N體系),可能兼具高導熱和良好力學性能。同時,研究二維薄膜、一維纖維/晶須等低維材料,有望實現(xiàn)更薄、更柔性或具備新功能的基板。
希望這份關于SiP基板材料的梳理能幫助你。
水基清洗的工藝和設備配置選擇對清洗精密器件尤其重要,一旦選定,就會作為一個長期的使用和運行方式。水基清洗劑必須滿足清洗、漂洗、干燥的全工藝流程。
污染物有多種,可歸納為離子型和非離子型兩大類。離子型污染物接觸到環(huán)境中的濕氣,通電后發(fā)生電化學遷移,形成樹枝狀結構體,造成低電阻通路,破壞了電路板功能。非離子型污染物可穿透PC B 的絕緣層,在PCB板表層下生長枝晶。除了離子型和非離子型污染物,還有粒狀污染物,例如焊料球、焊料槽內(nèi)的浮點、灰塵、塵埃等,這些污染物會導致焊點質(zhì)量降低、焊接時焊點拉尖、產(chǎn)生氣孔、短路等等多種不良現(xiàn)象。
這么多污染物,到底哪些才是最備受關注的呢?助焊劑或錫膏普遍應用于回流焊和波峰焊工藝中,它們主要由溶劑、潤濕劑、樹脂、緩蝕劑和活化劑等多種成分,焊后必然存在熱改性生成物,這些物質(zhì)在所有污染物中的占據(jù)主導,從產(chǎn)品失效情況來而言,焊后殘余物是影響產(chǎn)品質(zhì)量最主要的影響因素,離子型殘留物易引起電遷移使絕緣電阻下降,松香樹脂殘留物易吸附灰塵或雜質(zhì)引發(fā)接觸電阻增大,嚴重者導致開路失效,因此焊后必須進行嚴格的清洗,才能保障電路板的質(zhì)量。
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主營產(chǎn)品包括:集成電路與先進封裝清洗材料、電子焊接助焊劑、電子環(huán)保清洗設備、電子輔料等。
半導體技術應用節(jié)點:FlipChip ;2D/2.5D/3D堆疊集成;COB綁定前清洗;晶圓級封裝;高密度SIP焊后清洗;功率電子清洗。