一、需要基板的芯片

在芯片封裝領(lǐng)域，有很多封裝類型會(huì)使用到封裝基板。例如BGA（Ball Grid Array）、QFP（Quad Flat Package）、PGA（Pin Grid Array）、SiP（System in Package）、CSP（Chip Scale Package）、PoP（Package on Package）等封裝類型的芯片通常需要基板。

（一）BGA封裝芯片 BGA封裝是一種球柵陣列封裝。這種封裝的芯片底部有許多錫球（焊點(diǎn)），這些錫球與基板上的焊盤相連接?；逶贐GA封裝中起到了關(guān)鍵的作用。

• 電氣連接方面：芯片的眾多引腳通過(guò)錫球與基板連接，基板上的線路可以將芯片的信號(hào)傳輸?shù)酵獠侩娐?，?shí)現(xiàn)芯片與其他電子元件的通信。例如在計(jì)算機(jī)的主板上，很多BGA封裝的芯片（如CPU、芯片組等）通過(guò)基板與其他的內(nèi)存芯片、擴(kuò)展卡等進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。

• 物理保護(hù)方面：基板為芯片提供了物理支撐，防止芯片受到外界的物理沖擊和損壞。由于BGA封裝的芯片引腳較多且間距小，直接暴露在外容易受損，而基板可以將芯片包裹在內(nèi)部，起到保護(hù)作用。

• 散熱方面：在一些高性能的BGA封裝芯片中，基板可以幫助散熱。例如一些圖形處理芯片（GPU），在工作時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的熱量，基板可以將熱量傳導(dǎo)出去，避免芯片過(guò)熱導(dǎo)致性能下降或損壞。

（二）QFP封裝芯片 QFP封裝是一種四邊扁平封裝。這種封裝的芯片引腳分布在芯片的四周。

• 電氣連接功能：基板為QFP封裝芯片的引腳提供了連接的平臺(tái)，通過(guò)在基板上的布線，將芯片的引腳與外部電路連接起來(lái)。在一些小型的電子設(shè)備中，如手機(jī)充電器中的控制芯片，QFP封裝的芯片通過(guò)基板與其他的電源管理電路元件連接，實(shí)現(xiàn)對(duì)充電過(guò)程的控制。

• 尺寸調(diào)整功能：芯片的引腳間距可能比較小，而外部電路的連接間距可能較大，基板可以起到過(guò)渡的作用，將芯片的微細(xì)引腳間距調(diào)整到適合與外部電路連接的尺寸間距。

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（三）PGA封裝芯片 PGA封裝是一種插針網(wǎng)格陣列封裝。

• 電氣連接的實(shí)現(xiàn)：芯片的引腳是針狀的，插入到基板上對(duì)應(yīng)的插孔中，通過(guò)這種方式實(shí)現(xiàn)電氣連接。在早期的計(jì)算機(jī)CPU中，PGA封裝較為常見，CPU通過(guò)PGA封裝與主板上的基板連接，從而與主板上的其他元件（如內(nèi)存、顯卡等）進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。

• 應(yīng)力緩和作用：當(dāng)芯片在工作過(guò)程中由于溫度變化等原因產(chǎn)生熱應(yīng)力時(shí)，基板可以緩解這種應(yīng)力，防止芯片引腳因應(yīng)力過(guò)大而損壞。

（四）SiP封裝芯片 SiP是將多個(gè)不同功能的芯片集成在一個(gè)封裝內(nèi)。

• 集成功能的實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)：基板是實(shí)現(xiàn)這種集成的關(guān)鍵。不同功能的芯片（如處理器芯片、傳感器芯片、通信芯片等）通過(guò)基板進(jìn)行電氣連接和物理固定。例如在一些物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備中，將微控制器芯片、無(wú)線通信芯片和傳感器芯片通過(guò)SiP封裝集成在一起，基板為這些芯片提供了相互連接的線路，使得它們能夠協(xié)同工作。

• 整體性能的保障：基板可以對(duì)SiP封裝內(nèi)的各個(gè)芯片進(jìn)行保護(hù)，同時(shí)也有助于優(yōu)化整個(gè)封裝的電氣性能，如減少信號(hào)干擾等。

（五）CSP封裝芯片 CSP封裝是一種接近芯片尺寸的封裝。

• 電氣連接的緊湊性：基板在CSP封裝中有助于實(shí)現(xiàn)芯片與外部的緊湊電氣連接。由于CSP封裝的芯片尺寸較小，引腳間距也小，基板可以精確地將芯片的信號(hào)引出到外部。在一些便攜式電子設(shè)備（如智能手機(jī)、平板電腦等）中的存儲(chǔ)芯片（如閃存芯片），CSP封裝通過(guò)基板與設(shè)備的主板電路連接，滿足設(shè)備對(duì)存儲(chǔ)容量和數(shù)據(jù)傳輸速度的要求。

• 小型化的支持：基板的設(shè)計(jì)可以適應(yīng)CSP封裝芯片的小型化需求，在有限的空間內(nèi)實(shí)現(xiàn)芯片的封裝和功能連接。

（六）PoP封裝芯片 PoP是一種堆疊式封裝。

• 多層連接的關(guān)鍵：在PoP封裝中，上層芯片和下層芯片之間通過(guò)基板進(jìn)行連接。例如在一些高端智能手機(jī)中，應(yīng)用處理器芯片和內(nèi)存芯片采用PoP封裝，基板將這兩個(gè)芯片連接起來(lái)，實(shí)現(xiàn)高速的數(shù)據(jù)傳輸，滿足手機(jī)對(duì)高性能運(yùn)算和快速數(shù)據(jù)處理的需求。

• 信號(hào)傳輸?shù)膬?yōu)化：基板的線路設(shè)計(jì)可以優(yōu)化上下層芯片之間的信號(hào)傳輸，減少信號(hào)延遲和干擾，提高整個(gè)封裝的性能。

二、不需要基板的芯片

目前并沒(méi)有明確的某一類芯片絕對(duì)不需要基板，但在一些簡(jiǎn)單的芯片封裝形式或者特定的應(yīng)用場(chǎng)景下，可能不需要傳統(tǒng)意義上的基板。

（一）一些簡(jiǎn)單的分立元件芯片 例如普通的二極管、三極管等分立元件，在一些簡(jiǎn)單的電路應(yīng)用中，可能直接通過(guò)引腳焊接在印刷電路板（PCB）上，而不需要專門的芯片封裝基板。這些分立元件功能相對(duì)單一，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，它們的引腳可以直接與PCB上的線路連接，實(shí)現(xiàn)電路的基本功能。比如在一些簡(jiǎn)單的音頻放大電路中，普通的三極管直接焊接在PCB上，通過(guò)PCB上的線路連接其他的電阻、電容等元件，就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)音頻信號(hào)的放大功能。

（二）部分采用特殊封裝形式的芯片 在一些特殊的封裝形式中，可能不需要基板。例如，一些芯片采用晶圓級(jí)封裝（WLP），這種封裝是直接在晶圓上進(jìn)行封裝，將芯片的功能引腳直接引出，然后可以直接安裝在PCB上，不需要額外的基板。這種封裝形式可以減小封裝的尺寸，提高封裝的密度，適用于一些對(duì)體積要求非常小的電子設(shè)備，如可穿戴設(shè)備等。在可穿戴設(shè)備（如智能手表）中，一些傳感器芯片采用晶圓級(jí)封裝，直接與手表的主板PCB連接，減少了額外基板的使用，有助于縮小設(shè)備的體積。

三、基板的種類

（一）按材料分類

1. 有機(jī)基板

• ABF（Ajinomoto Build - up Film）樹脂基板：ABF樹脂是一種高性能的有機(jī)材料，在芯片封裝基板中應(yīng)用廣泛。它具有良好的電氣性能，能夠滿足芯片高速信號(hào)傳輸?shù)囊?。例如在一些高端的?jì)算機(jī)處理器封裝中，ABF樹脂基板可以有效地傳輸處理器與其他組件（如內(nèi)存、芯片組等）之間的高速信號(hào)。同時(shí)，ABF樹脂基板還具有較好的耐熱性和化學(xué)穩(wěn)定性，能夠在芯片工作時(shí)的高溫環(huán)境下保持穩(wěn)定，并且不易受到化學(xué)物質(zhì)的腐蝕。

• BT（雙馬來(lái)酰亞胺三嗪）樹脂基板：BT樹脂基板也是一種常用的有機(jī)基板材料。它具有高玻璃化轉(zhuǎn)變溫度、低介電常數(shù)、低吸水率等優(yōu)點(diǎn)。在高頻電路的芯片封裝中表現(xiàn)出色，例如在一些無(wú)線通信芯片（如5G通信芯片）的封裝中，BT樹脂基板可以減少信號(hào)傳輸過(guò)程中的損耗，提高信號(hào)傳輸?shù)馁|(zhì)量。由于其低吸水率的特性，還可以防止在潮濕環(huán)境下芯片出現(xiàn)短路等故障。

• MIS基板：MIS基板也是有機(jī)基板的一種，雖然在市場(chǎng)份額上相對(duì)ABF和BT樹脂基板較小，但也有其獨(dú)特的應(yīng)用場(chǎng)景。它在一些特定的芯片封裝中，能夠提供合適的電氣性能和物理性能，滿足芯片的封裝要求。

2. 無(wú)機(jī)基板

• 按工藝分類：按照工藝不同陶瓷基板可分為平面陶瓷基板工藝與多層陶瓷基板工藝。平面陶瓷基板按照工藝可分為厚膜印刷陶瓷基板（TPC）、薄膜陶瓷基板（TFC）、直接覆鋁陶瓷基板（DBA）、直接電鍍銅陶瓷基板（DPC）、直接鍵合銅陶瓷基板（DBC）和活性金屬等。不同工藝的陶瓷基板具有不同的特性和應(yīng)用場(chǎng)景。例如，厚膜印刷陶瓷基板（TPC）制作工藝相對(duì)簡(jiǎn)單，成本較低，適用于一些對(duì)成本較為敏感的芯片封裝應(yīng)用；而直接鍵合銅陶瓷基板（DBC）具有良好的導(dǎo)熱性和電氣性能，適用于高功率芯片的封裝，如功率半導(dǎo)體芯片的封裝，可以有效地將芯片產(chǎn)生的熱量傳導(dǎo)出去，同時(shí)保證芯片的電氣連接穩(wěn)定。

• 性能特點(diǎn)：陶瓷基板具有高導(dǎo)熱性、高絕緣性、高化學(xué)穩(wěn)定性等優(yōu)點(diǎn)。在一些高功率、高溫環(huán)境下工作的芯片封裝中應(yīng)用廣泛。例如在汽車電子中的功率模塊芯片，由于汽車發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi)溫度較高，且芯片在工作時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的熱量，陶瓷基板可以有效地散熱，保證芯片的正常工作。

• 陶瓷基板：

• 玻璃基板：為解決有機(jī)材質(zhì)基板用于芯片封裝產(chǎn)生翹曲問(wèn)題，Intel正積極推出業(yè)界首款下一代先進(jìn)封裝的玻璃基板，將用于需要較大尺寸封裝的應(yīng)用，如涉及數(shù)據(jù)中心和人工智能的商業(yè)方面。玻璃基板具有良好的平面度和尺寸穩(wěn)定性，能夠在較大尺寸的芯片封裝中保持較好的性能。例如在一些大型的數(shù)據(jù)中心服務(wù)器芯片的封裝中，玻璃基板有望提供更好的封裝性能，減少由于基板翹曲等問(wèn)題導(dǎo)致的芯片故障。

3. 撓性基板（柔性基板）

• 定義與特性：撓性基板是指能夠彎曲和折疊的基板。它薄且柔性較高，與剛性基板相對(duì)。這種基板通常采用柔性的材料制成，如聚酰亞胺（PI）等。撓性基板可以適應(yīng)不同的形狀和安裝環(huán)境，在一些需要彎曲或折疊的電子設(shè)備中具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。

• 應(yīng)用場(chǎng)景：在可穿戴設(shè)備（如智能手環(huán)、柔性顯示屏等）中廣泛應(yīng)用。例如在智能手環(huán)中，撓性基板可以隨著手環(huán)的彎曲形狀而彎曲，不會(huì)因?yàn)榛宓膭傂远绊懺O(shè)備的佩戴舒適性和外觀設(shè)計(jì)。同時(shí)，在一些需要在狹小空間內(nèi)進(jìn)行布線連接的電子設(shè)備中，撓性基板也可以發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)，如在一些折疊式手機(jī)中，撓性基板可以用于連接不同的折疊部分的電路，實(shí)現(xiàn)信號(hào)的傳輸。

（二）按剛性分類

1. 剛性基板

• 定義與特性：剛性基板是指具有較強(qiáng)剛性、不可彎曲的基板。它具有固定的形狀和形式，通常采用玻璃纖維、環(huán)氧樹脂等材料制成。剛性基板在結(jié)構(gòu)上比較穩(wěn)定，能夠?yàn)樾酒峁┝己玫奈锢碇巍＠缭谟?jì)算機(jī)主板上使用的基板大多是剛性基板，它可以穩(wěn)定地支撐各種芯片（如CPU、內(nèi)存芯片、顯卡芯片等）以及其他電子元件，并且在主板的安裝和使用過(guò)程中不會(huì)發(fā)生變形。

• 常見類型與應(yīng)用：常見的剛性基板有PCB（印刷電路板），它是電子設(shè)備中最常用的基板類型之一。在各種電子設(shè)備中，如計(jì)算機(jī)、電視機(jī)、手機(jī)等，PCB作為剛性基板，為芯片和其他電子元件提供電氣連接和物理固定的平臺(tái)。不同層數(shù)的PCB（如單面板、雙面板、多層板）可以滿足不同復(fù)雜程度的電路設(shè)計(jì)需求。例如在一些高端的計(jì)算機(jī)主板中，采用多層PCB，可以實(shí)現(xiàn)更復(fù)雜的電路布線，滿足主板上眾多芯片和元件之間的高速信號(hào)傳輸和電氣連接要求。

2. 柔性基板（已在按材料分類中介紹，這里從剛性角度再次提及它與剛性基板的區(qū)別）：與剛性基板不同，柔性基板可以彎曲和折疊，這使得它在一些特殊的電子設(shè)備和應(yīng)用場(chǎng)景中具有不可替代的作用，而剛性基板則更適合于需要穩(wěn)定結(jié)構(gòu)和固定形狀的電子設(shè)備和電路設(shè)計(jì)。

芯片封裝清洗劑W3210介紹

芯片封裝清洗劑W3210是合明自主開發(fā)的PH中性配方的電子產(chǎn)品焊后殘留水基清洗劑。適用于清洗PCBA等不同類型的電子組裝件上的焊劑、錫膏殘留，包括 SIP、WLP等封裝形式的半導(dǎo)體器件焊劑殘留。由于其 PH 中性，對(duì)敏感金屬和聚合物材料有絕佳的材料兼容性。

芯片封裝清洗劑W3210的產(chǎn)品特點(diǎn)：

1、PH 值呈中性，對(duì)鋁、銅、鎳、塑料、標(biāo)簽等敏感材料上顯示出絕佳的材料兼容性。

2、用去離子水按一定比例稀釋后不易起泡，可適用于噴淋、超聲工藝。

3、不含鹵素，材料環(huán)保；氣味清淡，使用液無(wú)閃點(diǎn)，使用安全，不需要額外的防爆措施。

4、由于 PH 中性，減輕污水處理難度。

芯片封裝清洗劑W3210的適用工藝：

W3210水基清洗劑適用于在線式或批量式噴淋清洗工藝，也可應(yīng)用于超聲清洗工藝。

芯片封裝清洗劑W3210產(chǎn)品應(yīng)用：

芯片封裝清洗劑W3210可以應(yīng)用于不同類型的焊劑殘留的水基清洗劑。產(chǎn)品為濃縮液，清洗時(shí)可根據(jù)殘留物的清洗難易程度，用去離子水稀釋后再進(jìn)行使用，安全環(huán)保使用方便，是電子精密清洗高端應(yīng)用的理想之選。