IC封裝基板是半導(dǎo)體封裝的重要組成材料，用于搭載芯片，為芯片提供電連接、保護(hù)、支撐和散熱等。為實(shí)現(xiàn)3D-SiP的系統(tǒng)級(jí)集成需求，滿足未來(lái)5G、高性能計(jì)算機(jī)等高端應(yīng)用的需求，業(yè)界對(duì)先進(jìn)基板提出了提高布線密度、減小線寬線距、減小尺寸與重量，改善熱性能的要求。目前，先進(jìn)封裝基板的研究方向主要有工藝改進(jìn)、精細(xì)線路，以及倒裝芯片球柵格陣列封裝基板（FCBGA）、無(wú)芯封裝基板、有源無(wú)源器件的埋入基板等。

1.FCBGA（Flip Chip Ball Grid Array）

FCBGA是目前圖形加速芯片最主要的封裝格式。這種封裝技術(shù)始于20世紀(jì)60年代，當(dāng)時(shí)IBM為了大型計(jì)算機(jī)的組裝，而開(kāi)發(fā)出了所謂的C4(Controlled Collapse Chip Connection)技術(shù)，隨后進(jìn)一步發(fā)展成可以利用熔融凸塊的表面張力來(lái)支撐芯片的重量及控制凸塊的高度，并成為倒裝技術(shù)的發(fā)展方向。

FCBGA的優(yōu)勢(shì)有以下幾點(diǎn)：第一點(diǎn)是解決了電磁兼容(EMC)與電磁干擾(EMI)問(wèn)題。采用Wire Bond封裝技術(shù)的芯片，其信號(hào)傳遞是透過(guò)具有一定長(zhǎng)度的金屬線來(lái)進(jìn)行，這種方法在高頻下會(huì)產(chǎn)生阻抗效應(yīng)。但FCBGA用小球代替原先采用的針腳來(lái)連接處理器，采用這一封裝不僅提供優(yōu)異的電性效能，同時(shí)可以減少組件互連間的損耗及電感，降低電磁干擾的問(wèn)題，并承受較高的頻率。第二點(diǎn)是提高I/O的密度。一般而言，采用WireBond技術(shù)的I/O引線都是排列在芯片的四周，但采用FCBGA封裝以后，I/O引線可以以陣列的方式排列在芯片的表面，提供更高密度的I/O布局，產(chǎn)生最佳的使用效率，也因?yàn)檫@項(xiàng)優(yōu)勢(shì)，倒裝技術(shù)相較于傳統(tǒng)封裝形式面積縮小30%至60%。第三點(diǎn)是基于FCBGA 獨(dú)特的倒裝封裝形式，芯片的背面可接觸到空氣，能直接散熱。同時(shí)基板亦可透過(guò)金屬層來(lái)提高散熱效率，或在芯片背部加裝金屬散熱片，更進(jìn)一步強(qiáng)化芯片散熱的能力，大幅提高芯片在高速運(yùn)行時(shí)的穩(wěn)定性。

2.無(wú)芯封裝基板

根據(jù)是否有芯板，IC封裝基板可被分為有芯基板和無(wú)芯基板。它使用帶有雙面銅箔的聚酰亞胺（Polyimide,PI）作為基材，PI膜作為絕緣層，通過(guò)加成法實(shí)現(xiàn)高密度布線。無(wú)芯封裝基板厚度僅為傳統(tǒng)基板厚度的1/3，厚度降低，不僅使無(wú)芯基板更能適應(yīng)消費(fèi)類(lèi)電子產(chǎn)品輕、薄、短、小的趨勢(shì)，還使它具有更高的信號(hào)傳輸速度、更好的信號(hào)完整性、更低的阻抗、更自由的布線設(shè)計(jì)、以及能夠?qū)崿F(xiàn)更精細(xì)的圖形和間距等特點(diǎn)。但由于缺乏鋼性芯板的機(jī)械支撐，使得無(wú)芯封裝基板強(qiáng)度不足，易于翹曲。如何減少制造和裝配過(guò)程中的翹曲，成為無(wú)芯封裝基板研究和生產(chǎn)領(lǐng)域的重要課題。常見(jiàn)的降低無(wú)芯封裝基板翹曲的方法有：在半固化片中添加玻璃纖維以增加剛度，將基板表層電介質(zhì)材料更換為剛度更強(qiáng)的半固化片，使用低熱膨脹系數(shù)電介質(zhì)材料以降低Cu線路-電介質(zhì)材料之間熱膨脹系數(shù)失配導(dǎo)致的翹曲，針對(duì)制程開(kāi)發(fā)能夠減少翹曲的合適夾具，平衡基板各層覆銅率以減少上下層熱膨脹系數(shù)失配等。下圖展示的是一種無(wú)芯封裝基板制作方法。

3.埋入式基板

根據(jù)埋入的元器件種類(lèi)，可大致分為無(wú)源元件埋入、有源器件埋入以及無(wú)源、有源混埋技術(shù)和Intel的嵌入式多核心互聯(lián)橋接（Embedded Multi-die Interconnect Bridge，EMIB）技術(shù)。

3.1無(wú)源元件埋入基板技術(shù)

相比于傳統(tǒng)的、將元器件全部焊接至PCB板表面的技術(shù)，元器件埋入基板技術(shù)有四個(gè)優(yōu)點(diǎn)。第一點(diǎn)是可以增加PCB設(shè)計(jì)布線的靈活性和自由度，而且可以減少布線和縮短布線的長(zhǎng)度，從而大大提高PCB高密度化的程度。第二點(diǎn)是提高PCB組裝的高可靠性，通過(guò)這樣的工藝方法，極為明顯地減少PCB板面的焊接點(diǎn)，從而提高了組裝板的可靠性，大大地降低由于焊接點(diǎn)引起的故障率的幾率。第三點(diǎn)是改善PCB組裝件的電氣性能，這是因?yàn)閷o(wú)源元件埋入到高密度化PCB中，消除了分立無(wú)源元件所需要的連接焊盤(pán)、導(dǎo)線和自身的引線焊接后所形成回路。第四點(diǎn)是非常明顯節(jié)省產(chǎn)品或PCB組裝件的成本。

3.2 有源器件埋入基板技術(shù)

按照芯片埋入的制程先后順序，有源器件埋入基板技術(shù)可分為芯片先置型（chip-first）埋入技術(shù)和芯片后置型（chip-last）埋入技術(shù)。芯片先置型埋入技術(shù)先將芯片埋入有機(jī)絕緣介質(zhì)中，之后再制作電路圖形以實(shí)現(xiàn)信號(hào)傳輸和電源供應(yīng)。芯片后置型埋入技術(shù)先制作build-up基板，在制作好的基板上開(kāi)槽并制作好電路圖形，將芯片放置在槽中，實(shí)現(xiàn)電氣連接后再使用樹(shù)脂填充芯片與槽體之間的間隙。

與芯片先置技術(shù)相比，chip-last技術(shù)埋入的芯片位于基板的最上層，可返工且散熱更好，埋入芯片后沒(méi)有其他基板增層工藝步驟，加工良率更高。但是芯片先置技術(shù)也有其優(yōu)勢(shì)，芯片后置技術(shù)埋入芯片只能埋入一層芯片，且埋入芯片的基板表面無(wú)法再貼裝器件，因此芯片先置技術(shù)對(duì)基板空間縱向利用率較芯片后置技術(shù)更好。

3.3EMIB技術(shù)

EMIB是將帶有多層導(dǎo)電金屬（Back End Of Line，BEOL）互連的超薄硅片埋入有機(jī)封裝基板的最上層，通過(guò)焊球與倒裝芯片的連接，以實(shí)現(xiàn)兩個(gè)或多個(gè)芯片之間的局部高密度互連。這種埋入式結(jié)構(gòu)可被放置在有機(jī)基板的任意位置以實(shí)現(xiàn)超高密度局部互連，在遠(yuǎn)大于典型掩膜版尺寸范圍內(nèi)集成大芯片，使用非常靈活。下圖為EMIB技術(shù)結(jié)構(gòu)示意圖。