导读:在半导体产业蓬勃发展的当下,FCBGA(倒装芯片球栅阵列)与FCCSP(倒装芯片芯片级封装)封装基板设计领域热点不断,诸多进展深刻影响着行业走向。作为一名资深的从业者,希望和读者聊聊FCBGA与FCCSP封装基板设计用户关心的事,感兴趣的朋友可关注9月28日我在仿真秀直播,详情见后文。
随着大数据、人工智能、云计算等技术的广泛应用,数据中心对高性能计算的需求急剧攀升,这使得大尺寸 FCBGA 封装技术迎来了前所未有的发展机遇。国内企业在这一浪潮中表现亮眼,通富微电在 2025 年上半年大尺寸 FCBGA 成功步入量产阶段,超大尺寸 FCBGA 也完成预研并进入正式工程考核阶段,展现出强大的技术实力与市场竞争力。臻鼎科技、深南电路、兴森科技等国产企业同样成绩斐然,逐步缩小与国际先进水平的差距,从跟跑者向并跑者转变,为我国半导体产业的自主可控发展贡献力量。
在 9 月 25 - 26 日,启明产链 Flink 于江苏苏州举办的 2025 先进封装及热管理大会上,佛智芯公司总经理华显刚将分享《高密度玻璃基 FCBGA 封装基板技术》的主题报告。佛智芯在玻璃微孔加工核心技术以及玻璃表面金属化领域实现了重大突破,技术能力达到国际先进水平,其分享有望为行业带来新的思路与解决方案,促进技术的交流与融合。
兴森科技自 2022 年进军该领域以来,持续加大资源投入,截至 2025 年 1 月,整体投资规模已超 35 亿元。尽管现阶段该业务尚未形成显著规模效应,但公司积极布局,预计 2025 年小批量订单将逐步增加,并将不断投入资源提升技术水平、拓展市场,展现出对该领域的坚定信心与长远规划。
2025 年 2 月 11 日,奥芯半导体首条产线正式开通。该公司于 2022 年 9 月成立,项目总投资逾 45 亿,致力于打造月产量 1200 万颗、年产值 90 亿的智能化工厂,产品主要应用于 CPU、GPU、AI 及汽车芯片的封装,其加入将进一步丰富市场供给,加剧市场竞争,推动行业技术进步与成本优化。
FCCSP 基板行业也呈现出良好的发展态势。据预测,2025 至 2030 年全球 FCCSP 基板行业将迎来结构性增长机遇,市场规模预计从 2023 年的 42.6 亿美元提升至 2030 年的 89.3 亿美元,复合年增长率达 11.2%。FCCSP 基板正朝着超薄化、高密度互连及异质集成方向加速突破,以满足先进封装对信号完整性和散热效率的严苛要求,不断推动着相关技术的革新与升级。在这些热点新闻的背后,FCBGA/FCCSP 封装基板设计用户有着诸多重点关注的问题。
1、工艺技术层面
(1)从工艺技术层面来看,精细线路技术至关重要。随着芯片集成度持续提高,对封装基板布线密度的要求愈发严苛,如何实现更小的线宽 / 线间距成为关键挑战。例如,将线宽 / 线间距减小到 5μm/5μm 以下,同时确保线路精度与质量,是工程师们努力的方向。这涉及到对材料、工艺设备以及制作流程的全方位优化与创新。
(2)翘曲控制技术也是焦点之一。FCBGA 基板尺寸不断增大,叠层不断增加,翘曲问题愈发突出。翘曲不仅会影响后续组装工艺,还可能对产品可靠性造成严重威胁。工程师们需要深入研究材料特性,通过合理选择材料、优化工艺参数以及改进结构设计等多种手段来有效控制基板翘曲,保障产品性能与质量。
(3)微孔制作工艺同样不容忽视。在有机封装基板中,填充铜的微孔用于实现层与层之间的垂直连接。激光钻孔技术的精度与效率,以及化学沉铜和电镀铜等工艺对微孔填充质量的影响,都需要工程师们密切关注,以避免出现孔底开裂等问题,确保信号传输的稳定性与可靠性。
(3)表面处理工艺的选择也十分关键。不同的应用场景对封装基板表面处理有不同要求,工程师需要根据产品特点,综合考虑化学镀镍 / 浸金、有机涂覆等工艺的优缺点,选择最适合的表面处理方式,以保障基板与芯片、PCB 之间良好的焊接性能与可靠性。
2、电气性能方面
电气性能方面,阻抗匹配是确保信号完整性的关键因素。为避免信号失真与干扰,工程师必须精确控制封装基板的阻抗,使其与芯片和 PCB 的阻抗相匹配,这需要在设计阶段进行精细的计算与仿真,并在生产过程中严格控制工艺参数。
随着信号频率的不断提高,信号衰减问题日益凸显。工程师们需要通过优化线路布局、选用低损耗材料等方法来降低信号衰减,保证信号在传输过程中的强度与质量,确保高速信号的稳定传输。
在高密度布线的情况下,串扰问题容易出现,影响信号质量。工程师需要通过合理规划线路布局、采取有效的屏蔽措施以及优化信号传输路径等手段,减少线路之间的串扰,保障信号的准确性与完整性。
我理解的ANSYS芯片-单板-整机SIPI、EMC电磁仿真解决方案
3、热管理方面
随着芯片功率不断增加,散热成为关键问题。散热路径设计需要精心规划,例如设计高效的散热片、热垫等散热结构,以及合理的散热通道,确保芯片在工作过程中产生的热量能够及时散发出去,避免芯片过热导致性能下降甚至损坏。总之,热管理对于 FCBGA/FCCSP 封装基板设计也至关重要。此外,封装基板材料的热性能对热管理影响重大。材料的热膨胀系数、热导率等参数需要仔细考量,选择具有合适热性能的材料,以减少热应力的产生,提高散热效率,保障产品在不同工作温度环境下的稳定性与可靠性。
4、可靠性问题
焊点可靠性直接关系到产品的使用寿命,焊点在长期使用过程中可能面临热疲劳、机械疲劳等问题,导致连接失效。工程师需要深入研究焊点失效机理,通过优化焊接工艺、选用优质焊接材料等方法,提高焊点的强度与可靠性,确保产品在复杂使用环境下的稳定性。离子迁移问题也是影响产品可靠性的重要因素。有机封装基板在制造过程中若化学品清洗不彻底,可能残留离子,引发离子迁移,形成导电阳极丝(CAF),导致短路等严重问题。因此,工程师需要优化清洗工艺,严格控制材料的耐离子迁移性能,保障产品的长期可靠性。
封装基板需要在不同环境条件下长期稳定工作,温度、湿度、机械应力等因素都可能对基板性能产生影响。工程师需要通过加速老化试验等手段,全面评估基板在各种环境条件下的长期稳定性,为产品设计与应用提供可靠依据。
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对于 FCBGA/FCCSP 封装基板设计感兴趣的朋友,我将于 2025 年 9 月 28 日举办一场名为《FCBGA/FCCSP 封装基板从设计到量产全流程讲解》的线上公开课。在直播中,我会深入讲解封装基板设计的核心价值与学习逻辑,帮助大家建立起系统的知识框架。同时,还会介绍封装基板设计的科学评估体系,让大家了解如何从多个维度对设计方案进行评估与优化。在封装基板设计规范方面,将详细阐述从通用规范到场景化落地的具体方法与要点。
此外,还会通过 FCCSP 案例实战,为大家呈现从设计到量产的全流程,让大家更直观地了解实际项目中的操作流程与关键技术。直播最后设置了技术交流和答疑环节,大家可以就自己在工作学习中遇到的问题与嘉宾进行互动交流,获取专业的解答与建议。请识别下方二维码报名。
2025仿真开学季(三):FCBGA/FCCSP封装基板从设计到量产全流程讲解-仿真秀直播
无论是从事封装基板设计的工程师,包括消费电子、汽车电子、工业控制等领域的基板设计人员,希望进一步提升自己的评估、规范运用与实战技能;还是封装基板相关企业的工艺、量产、测试等岗位的技术人员,想要深入了解设计与生产协同的要点;亦或是半导体或电子行业的研发、技术支持人员,需要补充 FCCSP 等基板设计知识;以及对封装基板技术感兴趣的高校相关专业学生或从业者,渴望从理论迈向实践,这场直播都将为您提供宝贵的学习资源与交流平台。
此外,向读者朋友推荐我原创首发仿真秀的视频课程《WBBGA基板设计:最新芯片基板设计与封装Wire Bond设计规范,项目评估、项目设计、项目后处理》,笔者结合多年的项目设计经验,以实际项目精心总结并录制了25节视频课程,每一节课程至少40分钟以上,其中包含了设计原理以及原因、设计注意事项等宝贵内容,甚至精确到每一个金手指位置、每一个过孔摆放等都会说明原因以及收益,都是满满的干货,供广大学者或工程师参考学习。请识别下方二维码试看。
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来源:仿真秀App