电子基板技术
发布时间:2011/8/24 14:34:47 访问次数:90254
电子基板是电子产业发展的重要基础，是组成电子设备的基础单元，位于电子产业的前端。电子基板技术的每次升级换代都推动电子产品制造技术的进步，微小型化、高性能、高可靠的基板是现代电子制造的基石。
(一)电子基板综述
任何一个电子装置、设备或系统，无论简单或复杂，都是由芯片和基本电子元器件按照电路原理要求连接而成的。要实现电子元器件的连接，首先要把这些芯片和元器件安装到一个能够承载它们的载体上，通常是一种板材上，这就是电子基板，如图4.4.1所示
为部分电子基板实例。
电子基板(electronic substrate)是半导体芯片封裴的载体、搭载电子元器件的支撑，构成电子电路的基础。小到芯片、电子元器件，大到电路系统、电子设备整机，都离不开电子基板。基板已经成为电子产业最基本、最活跃、不可缺少的重要组成部分。
电子基板，按其应用层面可分为封装基板、模块基板、普通印制电路板、组装母板等几大类。其中应用最广泛的印制电路板(PCB)，在原有双面板、多层板的基础上，近年来又出现积层( build-up)多层板。模块基板是指新兴发展起来的，可以搭载在PCB之上，以BGA、CSP、TAB、MC,M为代表的封装基板（package substrate，简称PKG基板）等高密度基板，这种基板在基板市场中所占份额越来越大。
(二)电子基板的功能
电子基板对于电子产品的作用，如同居所对于人类的作用。人们首先要安居，之后才能乐业，电子元器件安装固定并且建立互连才能形成电路，而后发挥各种作用。没有高质量、高可靠的基板就没有高质量、高可靠的电子产品。
大部分电子基板除了承载芯片和元器件外还要实现它们内外或相互电气互连的功能，一部分基板还兼有电磁屏蔽、传热散热等功能：
①基本功能一芯片或电子元器件承载与固定；
②主体功能一电气互连。对于芯片封装而言，基板提供芯片对外的电源、信号连接；对于电路组装而言，基板建立元器件相互连接并且分配电源与信号传输；
③辅助功能1一传热散热；
④辅助功能2一电磁屏蔽。
(三)电子基板的发展历史
电子基板是与电子产品同时诞生，已历经一个多世纪，随着电子产品的发展而不断进步。早期的基板，只承担机械支撑和固定的作用，电子管时期的金属基板是主流。如图4.4.2所示，元器件之间昀互连是通过接线片和连接导线完成的。显然，这种手工连接方式不仅效率低而且容易出错，无法满足电子产品发展的需求。
从1903年开始，德国、美国、英国等国的科技发明家和工程师，不断研究和探索电路连接及制造电路图形的方法，伟大的发明家爱迪生在1904年提出的电路制作思路，已经具有现代主流印制电路技术的概念。
20世纪40到50年代，经过不同国家、不同企业和研究机构历经数十年共同探索和改进，发明了多种印制电路板制造工艺专利（见图4.4.3），终于制造出现代意义上的印制电路板，并大量用于电子产品。
1943年用酚醛树脂基材制作的覆铜箔板开始进入实用化；1961年开发成功用金属化通孔工艺法的多层板技术；1977年，BT树脂用于多层板；1990年出现用感光树脂作绝缘层的积层法多层板新技术；1997年包括积层多层板在内的高密度互连的多层板技术走向发展成熟期；与此同时，以BGA、CSP为典型代表的封装基板有了迅猛的发展；20世纪90年代后期，绿色环保等新型基板迅速兴起；在基板技术发展中，科技界和企业界探索发展的脚步从来没有停止。
不断发展的基板技术使电子产品设计、装配走向标准化、规模化、机械化和自动化，体积减小，成本降低，可靠性、稳定性提高，装配、维修简单等。毫不夸张地说，在电子系统所有零部件中，没有比电子基板更重要的了，没有印制电路板就没有现代电子信息产业的高速发展。现代电子信息技术最关键的是集成电路技术，其发明思路也受益于印制电路基板技术。
(四)基板的类别
1．电子基板分级
按照电子基板在电子制造过程的不同阶段，将其划分为不同的等级（见图4.4.4）。
(1)第一级基板——芯片封装
1级基板是半导体和电子模块制造领域使用的墓板，通常称为封装基片或IC基板、IC封装衬底、IC封装载板，是电子基板中尺寸最小、精确度要求最高、性能要求也最高的一种基板。
(2)第二级基板——板卡组装
2级基板是电子组装领域板卡制造使用的基板，通常称为印制电路板，或简称PCB，是应用最广泛、使用量最大、品种最多的一种电子基板。几乎所有电子产品或装置都含有印制电路板。
(3)第三级基板——整机组装
3级基板是电子整机组装领域使用的基板，一般称为主板或母板。通常电路比较复杂的产品才使用母板结构，承担子电路板支撑、电源分配和信号传输等作用。一般的简单产品和小型化产品为了简化，大多使用单板一体化结构。
2．电子基板的分类
1)按电子制造行业分类
(1)电子封装基板
电子封装基板是电子基板的第一级，是电子基板的高端产品。电子封装属于半导体行业即微电子产业，封装基板是半导体芯片封装的一个必要载体。集成电路封装是电子制造的上游产业，但封装在半导体制造中属于后端工序，与芯片制造相比，技术门槛较低，
是半导体行业中劳动密集型行业。
20世纪90年代后期，在世界微电子产业中，以BGA/CSP为典型代表的半导体有机树脂型的封装基板得到迅速发展。2005年以来，倒芯片安装的封装基板又成为发展热门。这些新发展给印制电路板(PCB)业开辟了一个新的PCB大类品种、一个新的应用市场。
IC封装所用的基板，在IC封装的技术与生产中占有基础地位、先行地位和制约地位。IC封装墓板已作为一个PCB业分支出的新兴产业，在一些电子信息业的强冈（或地区）中已迅速形成。近年来，电子制造发达国家和地区积极开创或提高封装基板的生产能力、技术水平，加速了在这一有广阔前景的PCB市场上的争夺。
(2)电子组装基板
电子组装基板包括上述电子基板级别的第2、3级，即常规印制电路板。经过半个多世纪的发展，常规印制电路板技术成熟、性能可靠、质量稳定。但随着近年来电子产晶的微小型化和多功能化进程，传统的印制电路板已经不能满足现代电子产品需求，电子组装
所用印制电路板也在向高密度、多层化，高性能、高可靠方向发展。随着组装技术与封装技术的融合，许多组装高密度印制电路板从尺寸精度到性能要求已经接近封装基板。 UAA3535
电子基板是电子产业发展的重要基础，是组成电子设备的基础单元，位于电子产业的前端。电子基板技术的每次升级换代都推动电子产品制造技术的进步，微小型化、高性能、高可靠的基板是现代电子制造的基石。
(一)电子基板综述
任何一个电子装置、设备或系统，无论简单或复杂，都是由芯片和基本电子元器件按照电路原理要求连接而成的。要实现电子元器件的连接，首先要把这些芯片和元器件安装到一个能够承载它们的载体上，通常是一种板材上，这就是电子基板，如图4.4.1所示
为部分电子基板实例。
电子基板(electronic substrate)是半导体芯片封裴的载体、搭载电子元器件的支撑，构成电子电路的基础。小到芯片、电子元器件，大到电路系统、电子设备整机，都离不开电子基板。基板已经成为电子产业最基本、最活跃、不可缺少的重要组成部分。
电子基板，按其应用层面可分为封装基板、模块基板、普通印制电路板、组装母板等几大类。其中应用最广泛的印制电路板(PCB)，在原有双面板、多层板的基础上，近年来又出现积层( build-up)多层板。模块基板是指新兴发展起来的，可以搭载在PCB之上，以BGA、CSP、TAB、MC,M为代表的封装基板（package substrate，简称PKG基板）等高密度基板，这种基板在基板市场中所占份额越来越大。
(二)电子基板的功能
电子基板对于电子产品的作用，如同居所对于人类的作用。人们首先要安居，之后才能乐业，电子元器件安装固定并且建立互连才能形成电路，而后发挥各种作用。没有高质量、高可靠的基板就没有高质量、高可靠的电子产品。
大部分电子基板除了承载芯片和元器件外还要实现它们内外或相互电气互连的功能，一部分基板还兼有电磁屏蔽、传热散热等功能：
①基本功能一芯片或电子元器件承载与固定；
②主体功能一电气互连。对于芯片封装而言，基板提供芯片对外的电源、信号连接；对于电路组装而言，基板建立元器件相互连接并且分配电源与信号传输；
③辅助功能1一传热散热；
④辅助功能2一电磁屏蔽。
(三)电子基板的发展历史
电子基板是与电子产品同时诞生，已历经一个多世纪，随着电子产品的发展而不断进步。早期的基板，只承担机械支撑和固定的作用，电子管时期的金属基板是主流。如图4.4.2所示，元器件之间昀互连是通过接线片和连接导线完成的。显然，这种手工连接方式不仅效率低而且容易出错，无法满足电子产品发展的需求。
从1903年开始，德国、美国、英国等国的科技发明家和工程师，不断研究和探索电路连接及制造电路图形的方法，伟大的发明家爱迪生在1904年提出的电路制作思路，已经具有现代主流印制电路技术的概念。
20世纪40到50年代，经过不同国家、不同企业和研究机构历经数十年共同探索和改进，发明了多种印制电路板制造工艺专利（见图4.4.3），终于制造出现代意义上的印制电路板，并大量用于电子产品。
1943年用酚醛树脂基材制作的覆铜箔板开始进入实用化；1961年开发成功用金属化通孔工艺法的多层板技术；1977年，BT树脂用于多层板；1990年出现用感光树脂作绝缘层的积层法多层板新技术；1997年包括积层多层板在内的高密度互连的多层板技术走向发展成熟期；与此同时，以BGA、CSP为典型代表的封装基板有了迅猛的发展；20世纪90年代后期，绿色环保等新型基板迅速兴起；在基板技术发展中，科技界和企业界探索发展的脚步从来没有停止。
不断发展的基板技术使电子产品设计、装配走向标准化、规模化、机械化和自动化，体积减小，成本降低，可靠性、稳定性提高，装配、维修简单等。毫不夸张地说，在电子系统所有零部件中，没有比电子基板更重要的了，没有印制电路板就没有现代电子信息产业的高速发展。现代电子信息技术最关键的是集成电路技术，其发明思路也受益于印制电路基板技术。
(四)基板的类别
1．电子基板分级
按照电子基板在电子制造过程的不同阶段，将其划分为不同的等级（见图4.4.4）。
(1)第一级基板——芯片封装
1级基板是半导体和电子模块制造领域使用的墓板，通常称为封装基片或IC基板、IC封装衬底、IC封装载板，是电子基板中尺寸最小、精确度要求最高、性能要求也最高的一种基板。
(2)第二级基板——板卡组装
2级基板是电子组装领域板卡制造使用的基板，通常称为印制电路板，或简称PCB，是应用最广泛、使用量最大、品种最多的一种电子基板。几乎所有电子产品或装置都含有印制电路板。
(3)第三级基板——整机组装
3级基板是电子整机组装领域使用的基板，一般称为主板或母板。通常电路比较复杂的产品才使用母板结构，承担子电路板支撑、电源分配和信号传输等作用。一般的简单产品和小型化产品为了简化，大多使用单板一体化结构。
2．电子基板的分类
1)按电子制造行业分类
(1)电子封装基板
电子封装基板是电子基板的第一级，是电子基板的高端产品。电子封装属于半导体行业即微电子产业，封装基板是半导体芯片封装的一个必要载体。集成电路封装是电子制造的上游产业，但封装在半导体制造中属于后端工序，与芯片制造相比，技术门槛较低，
是半导体行业中劳动密集型行业。
20世纪90年代后期，在世界微电子产业中，以BGA/CSP为典型代表的半导体有机树脂型的封装基板得到迅速发展。2005年以来，倒芯片安装的封装基板又成为发展热门。这些新发展给印制电路板(PCB)业开辟了一个新的PCB大类品种、一个新的应用市场。
IC封装所用的基板，在IC封装的技术与生产中占有基础地位、先行地位和制约地位。IC封装墓板已作为一个PCB业分支出的新兴产业，在一些电子信息业的强冈（或地区）中已迅速形成。近年来，电子制造发达国家和地区积极开创或提高封装基板的生产能力、技术水平，加速了在这一有广阔前景的PCB市场上的争夺。
(2)电子组装基板
电子组装基板包括上述电子基板级别的第2、3级，即常规印制电路板。经过半个多世纪的发展，常规印制电路板技术成熟、性能可靠、质量稳定。但随着近年来电子产晶的微小型化和多功能化进程，传统的印制电路板已经不能满足现代电子产品需求，电子组装
所用印制电路板也在向高密度、多层化，高性能、高可靠方向发展。随着组装技术与封装技术的融合，许多组装高密度印制电路板从尺寸精度到性能要求已经接近封装基板。 UAA3535
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