陶瓷基板封装的优缺点（薄膜陶瓷基板 *** 工艺流程）
怎么查看住友500液压油温度 电子工程从业者必读！详解陶瓷、有机和柔性封装基板的各项差异
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\r\r\r第2章 刚性高密度封装基板材料
\r\r高密度封装基板是影响电子封装整体性能的最重要因素之一，主要可以分为陶瓷封装基板、有机封装基板和柔性封装基板3类。陶瓷封装基板具有稳定性高、热膨胀系数低、设计灵活等特点，可以实现被动集成、堆叠穿孔和无电镀穿孔（PTH）连接等，缺点是介电常数高、价格昂贵，难以大面积应用。陶瓷封装基板主要是多层陶瓷基板（MLC），主要用于多芯片模块、光学传感器、射频模块、被动集成射频模块等。有机封装基板的优点在于介电常数及介电损耗低，价格相对较低，应用广泛，缺点是热膨胀系数较高，主要应用在CSP、BGA和SiP等高密度封装上。柔性封装基板是在聚酰亚胺薄膜上形成的封装基板，主要用在T-BGA、FC-BGA等封装上。
\r\r印制电路板（Printed Circuits Board，PCB）是由有机树脂（如环氧树脂FR-4、FR-5等）作为黏合剂，玻璃纤维布作为增强材料，采用传统的制造工艺 制成的，主要包括单层、双层和多层产品等。自20世纪90年代开始，针对BGA、CSP等先进电子封装的使用需求，在传统PCB基础上逐渐形成了高密度封装基板技术。有机高密度多层基板（High Density Multilayer Substrate，HDMS）或积层多层基板（Build-up Multilayer Substrate，BUM）是以多层PCB作为多层互连芯板的，在其单面或双面上，通过积层工艺 多层互连基板，通过超微细多层立体布线、微细孔层间互连技术，实现高密度的立体布线，具有节距微细化、薄型化、微型化、轻量化等特征。据统计，2002年，日本制造的BGA和CSP用封装基板的产值达到了7000亿日元，主要用于计算机、手机、照相机、摄像机、家用电器等，市场用量已经超过陶瓷封装基板，占整个封装基板市场的60%～70%。
\r\r高密度封装基板主要具有以下优点。①高耐热性。基板具有高玻璃化转变温度（Tg）和高热分解温度，可以提高电子封装的耐再流焊性、基板在高温再流焊过程中的适配性和在倒装焊微组装过程中的再流焊反复性，以及在再流焊中的稳定性等。，基板还具有良好的封装基板通孔可靠性，使其在热冲击、超声波等作用下对金属线进行压焊时，仍能够保持稳定的物理性能，如保持表面平整性、尺寸稳定性，以及保持硬度和弹性的稳定等。②高耐湿性。通常有机树脂材料比陶瓷材料的吸水率高，所制成的封装基板在高湿环境中易吸湿，进而在微组装时使基板与IC芯片的界面产生“爆玉米花”（Popcorn）似的剥离问题。高密度封装基板通过采用高耐热性及高耐湿性的树脂基体，有效提高了耐高温性及耐湿性，避免了上述“爆玉米花”现象的出现。③低热膨胀性。FR-4环氧树脂PCB的面内热膨胀系数（CTE）为（13～18）×10-6/℃，而高密度有机封装基板的CTE可降低至8×10-6/℃，更接近于硅圆芯片的CTE，可明显提高焊接的可靠性。如果IC芯片与封装基板的CTE相差较大，即基板的CTE较高，则在温度变化的过程中，界面间将会产生应力。该应力会施加在连接两者的焊球端子上，位于周边端角处的焊球所受的应力更大。尤其对于芯片尺寸较大而端子节距较窄的倒装芯片BGA及CSP等连接，这种应力对结合界面更具破坏性。为了保证封装基板微细线路的精度，必须选用CTE较低的树脂基体 封装基板。④低介电损耗性。与陶瓷封装基板相比，有机封装基板通常具有较低的介电常数，也具有较低的介电损耗，更适合高频信号的传输，有利于电路信号的高速化。随着电子封装技术的快速发展及信号传输速度的提高，进一步降低封装基板的介电常数及介电损耗成为一个令人关注的问题。
\r\r随着电子封装技术的快速发展，近年来出现了许多新的封装结构形式。不同类型的封装结构对封装基板有各自特殊的性能需求。例如，对于采用金丝键合的封装结构，重点要求封装基板在高温下仍具有较高的硬度保持率，以保证金丝焊接具有较高的可靠性；，要求高温下具有较高的模量，以降低基板在再流焊时的翘曲度。而对于采用倒装焊连接（FC-BGA）的封装结构，重点要求封装基板在高温焊接过程中具有优异的耐热性和高弹性模量，以保证高温下的焊接可靠性和倒装焊连接的基板平滑性，即倒装焊连接的封装更加重视基板的耐热性。而对于薄型的FC-BGA封装，更关注基板在微组装过程中的工艺性，要求基板具有高温下的高弹性模量，以及具有更薄的绝缘层、更低的吸湿性、可靠的通孔可靠性等。
\r\r有机封装基板主要担负着导电、绝缘、耐热和力学功能。其中，导电功能主要由基板上的铜布线电路提供，绝缘功能和耐热功能主要由基板上的有机树脂提供，力学功能主要为搭载的芯片及组装上的端子、凸块等提供足够的强度保证。有机封装基板的综合性能、加工性、可靠性及制造成本等在很大程度上由所用的树脂基体性能决定。
\r\r有机封装基板制造技术主要包括两大关键技术，即高密度多层互连芯板制造技术和高密度积层多层基板制造技术。其中，高密度多层互连芯板主要是由以FR-4为代表的环氧树脂和玻璃纤维布层压覆铜板并通过电镀通孔形成的多层印制线路板；高密度积层多层基板是在高密度多层互连芯板的单面或双面上通过积层工艺形成的具有更多层数、更密布线的多层互连基板。按照耐热等级，有机封装基板分为①通用型封装基板，Tg低于150℃，主要用于搭载IC芯片封装形成母板；②高耐热封装基板，Tg高于150℃，主要用于搭载IC芯片形成不同形式的封装结构；③高频封装基板，介电常数低于3.0，介电损耗低于0.0030，主要用于搭载高频IC芯片形成封装结构。
\r\r有机高密度封装基板的制备包括两个阶段。①高密度多层互连芯板的制备将热固性树脂溶液涂敷在增强纤维布表面，经适当热处理后形成B阶段的半固化片（Prepreg）；将半固化片按照设计方向叠层后，在上、下两面放置铜箔后放入模具，在一定压力和温度下使半固化片的树脂发生固化交联反应，形成树脂/纤维布层压覆铜板（Copper Clad Laminate，CCL）；经过刻蚀形成布线电路，经过机械钻孔、电镀、焊接等工序后形成单面或双面芯板。将单面或双面芯板与半固化片上下叠合压制后，形成含单面或双面芯板的多层压覆铜板，再将铜箔刻蚀形成布线电路，经机械通孔、电镀等工序后形成多层互连芯板。②高密度积层多层基板的制备以多层互连基板作为芯板，在单面或双面上将绝缘层与导电线路层逐步积层，构成更高密度的多层立体布线结构。为了实现立体电气连接，常规的机械通孔 不再适用，需要使用新的通孔 ，如激光制孔、等离子体制孔、喷砂制孔、光刻制孔等。这些制孔方式能够保证在每一层线路上 足够多致密的微细孔，从而有效地实现高密度的层间互连。
\r\r高密度多层互连芯板和高密度积层多层基板的制造工艺 及使用性能主要取决于所使用的关键材料。制造高密度多层互连芯板用的关键材料包括导电铜箔、热固性树脂和增强纤维布（玻璃纤维布和芳纶纤维布等）等。其中，热固性树脂包括高耐热性环氧树脂（EP）、双马来酰亚胺三嗪树脂（ ）、聚苯醚树脂（PPE）、氰酸酯树脂（CN）、聚酰亚胺树脂（PI）等。制造高密度积层多层基板用的关键材料包括感光性绝缘树脂、热固性绝缘树脂、附树脂铜箔（Resin Coated Copper Foil，RCC）。其中，感光性绝缘树脂在通孔制造中经常采用光致成孔技术；热固性绝缘树脂及RCC可采用微细通孔的CO2激光法进行通孔加工。
\r\r本章将重点介绍高密度封装基板用关键材料、制造 及结构与性能，主要内容包括高密度多层互连芯板材料、高密度积层多层基板材料、高密度封装基板制造 及高密度封装基板结构与性能。
\r\r2.1 高密度多层互连芯板材料
\r\r2.1.1 导电铜箔
\r\r导电铜箔主要分为压延铜箔（Rolled Copper Foil，RD铜箔）和电解铜箔（Electrode Deposited Copper Foil，ED铜箔）两大类。IPC标准（IPC-MF-150）将这两类铜箔分别称为W类和E类。
\r\r1.压延铜箔
\r\r压延铜箔由铜材经辊轧制造而成，生产过程为原料铜材→熔融/铸造→铜锭加热→回火韧化→刨消去垢→重冷轧机冷轧→连续回火韧化、去垢→逐片焊合→轧薄处理→回火韧化→切边→收卷得到毛箔。毛箔经过粗化处理，得到压延铜箔产品。由于压延铜箔的幅宽更高只能达到650mm，并且成本较高，限制了这种材料在刚性高密度封装基板中的广泛应用［1］。
\r\r压延铜箔具有优良的耐折性，弹性模量高，热处理韧化后，相比电解铜箔具有更好的延展性，纯度（大于99.9%）比电解铜箔（大于99.8%）要高，表面粗糙度更低，适合 细微布线的挠性封装基板，有利于高频高速信号的传输。
\r\r近年来，国外还推出了一些新型的压延铜箔。例如，在压延铜箔中加入Nb、Ti、Ni、Zn、Mn、Ta、S等元素的合金压延铜箔，在挠性、弯曲性、导电性等方面都获得了明显的提高和改善；，还有超纯压延铜箔（纯度大于99.9999%）、高韧性压延铜箔、低温结晶性压延铜箔等。表2.1比较了压延铜箔与电解铜箔的主要性能。
\r\r表2.1 压延铜箔与电解铜箔主要性能比较
\r\r \r\r2.电解铜箔
\r\r按照IPC标准（IPC-MF-150），电解铜箔可分为4类，分别为标准型（STD）、常温高延展型（HD）、高温高延展型（THE）和低轮廓型（LP）。电解铜箔制造过程在电解铜箔连续生产线上先生产出毛箔，再将其单面或双面进行表面处理，得到电解铜箔产品。毛箔的耐热层需要进行钝化处理，处理 包括①镀黄铜处理（TC处理）；②镀锌处理（TS处理或TW处理），处理面呈灰色；③镀镍和镀锌处理（GT处理），处理面呈红色；④镀镍和镀锌处理（GY处理），处理面呈黄色。目前市场上电解铜箔产品的厚度有9μm、12μm、18μm、35μm、70μm等几种。有机封装基板常用的电解铜箔厚度为12μm、18μm。为了适应电子封装市场的需求，市场上已经出现带有PI薄膜载体（9μm、12.5μm等）的超薄铜箔（3μm、5μm、7μm等）。
\r\r电解铜箔的生产流程为造液（生成 铜溶液）→电解生成毛箔→表面处理（粗化处理、耐热钝化层形成、光面处理）。造液是在造液槽中搅拌铜粉与 并通过化学反应形成 铜溶液的过程，化学反应在加热条件下（70～90℃）进行。电解生成毛箔在电解设备中进行。电解设备由钛合金制成的阴极辊筒、半圆形铅锌阳极板、 铜电解槽等组成。 铜电解液在大电流作用下通过电解反应生成电解铜初级产品（毛箔）。在直流电压作用下，电解槽中 铜的二价铜离子不断移至阴极辊表面，经过还原反应获得两个电子后生成铜原子，并在不断转动的光滑阴极辊表面上集聚结晶。随着电解过程的持续进行，辊筒表面形成铜结晶核，并逐渐长大，最终形成均匀、细小的等轴结晶铜。待电解铜箔沉积到一定厚度后，形成了内部致密、无缺陷的金属铜层。当辊筒从电解槽电解液中滚动离开后，将形成的连续毛箔从阴极辊表面持续剥离下来，再经烘干、切边、收卷，得到毛箔。毛箔贴在阴极一侧的为光面（Shin面，S面），另一侧为毛面（Matt面，M面）。在电解铜的生产过程中，阴极辊表面抛光精度、辊表面维护情况、杂质的清除程度等都会影响电解铜箔的产品质量。电解铜箔M面是封装基板的黏结面，其表面粗糙度与 铜溶液的过滤精度、添加剂种类及组成、施加的电流密度、辊筒旋转速度等的控制精度密切相关［2］。
\r\r毛箔不能直接用于 封装基板，在 前需要对其毛面和光面进行表面处理。毛面处理包括3个步骤①通过镀铜粗化处理在毛面上形成突出的小凸点，在这些小凸点表面再镀一层铜层，把小凸点封闭起来，达到“固化”效果，使之与铜箔毛面紧密结合；②在粗化层表面上镀一薄层单一金属或合金，如黄铜、锌、镍-锌、锌-钴等，建立耐热钝化层；③在钝化层上涂敷一层有机物涂层，形成耦合层。经过上述处理后，铜箔与基材的黏结力、耐热性、耐化学腐蚀性等都有明显的提高和改善。
\r\r为了保证毛箔光面具有优异的耐高温变色性、焊料浸润性、防修饰性和耐树脂粉末性等，通常在光面上蒸镀一层锌、镍、磷等物质及其混合物，并涂敷一层含铬类有机化合物，以提高防氧化性。
\r\r电解铜箔的主要性能如表2.2所示。
\r\r表2.2 电解铜箔的主要性能
\r\r \r\r电解铜箔综合性能对封装基板的加工及使用具有重要影响，主要表现在厚度、外观、力学性能、剥离强度等9个方面。
\r\r（1）厚度。在IPC、IEC、JIS标准中，铜箔厚度以标称厚度、质量厚度（单位面积质量）来表示。铜箔产品的质量厚度、标称厚度及允许厚度公差都与厚度有关。
\r\r（2）外观。铜箔产品表面必须无异物、无铜粉、无变色。不允许光面（S面）出现凹凸不平，不允许存在针孔、渗透孔。在铜箔运输、储存、高温压制层合板过程中，铜箔表面的光面应保持不生锈、不变色。
\r\r（3）力学性能。铜箔在高温下的延伸率及抗张强度会明显下降。在封装基板 过程中，高温下延展性的下降有可能导致铜箔断裂。
\r\r（4）剥离强度。铜箔与基材在高温条件下经压合形成覆铜板，其铜箔与基材之间的剥离强度称为铜箔剥离强度。刚性封装基板的剥离强度测定其90°方向（垂直）的剥离强度，挠性封装基板通常测定其180°方向（水平）的剥离强度。从铜箔角度讲，决定铜箔剥离强度的因素，主要包括铜箔的种类、粗化处理水平及质量、耐热层处理方式及水平等。除在常态条件测定铜箔剥离强度外，还可以在其他处理条件下测定铜箔剥离强度，包括浸焊锡后（260℃）、高温下（125℃）、高温处理后（180℃/48h）、吸湿处理后（122℃/1h高压锅蒸煮）、热应力试验后（180℃/48h）、盐酸浸泡后（18%HCl，21℃/20min）、氢氧化钠浸泡处理后（10%NaOH，80℃/2h）等。
\r\r（5）表面粗糙度。Ra表示粗糙轮廓线到中心线的距离平均值；Rt表示铜箔表面更高凸点和更低凹点的高度差。对于铜箔毛面（M面）的粗糙度，采用IPC-MF-50F标准规定的Rz来表示。低粗糙度（又称低轮廓）铜箔的Rz低于10.2μm，称为LP（Low Profile）；超低粗糙度（又称超低轮廓）铜箔的Rz低于5.1μm，称为VLP（Very Low Profile）。低轮廓型电解铜箔的结晶粒子尺寸为0.2～0.4μm，远小于标准型电解铜箔的5～10μm。表2.3比较了3种铜箔的粗糙度。
\r\r表2.3 3种铜箔的粗糙度比较
\r\r \r\r（6）耐折性。耐折性是铜箔十分重要的性能指标。压延铜箔耐折性强于电解铜箔耐折性，但纵向与横向的性能差异较大。在不同热处理条件下，压延铜箔纵向耐折性比较稳定，而横向耐折性在低于150℃的热处理后弱于电解铜箔，在高于150℃的热处理后耐折性才逐渐加强。电解铜箔的横向耐折性强于纵向耐折性。
\r\r（7）质量电阻率（ρw）。ρw是通过测定电阻率后，再将其除以质量得到的，它对于封装基板的信号传输速度具有明显影响。日本JIS标准规定，标称厚度为18μm的标准电解铜箔，其质量电阻率应低于1.64Ω·g/m2；标称厚度为18μm的低轮廓电解铜箔，其质量电阻率应低于1.60Ω·g/m2。据此换算，标称厚度为18μm的标准电解铜箔的相对电导率大于93.5%，标称厚度为18μm的低轮廓电解铜箔的相对电导率大于95.8%。
\r\r（8）刻蚀性。由于低轮廓型电解铜箔粗糙度小于STD电解铜箔粗糙度，结晶粒子细腻，具有更好的刻蚀性，刻蚀时间短，细线宽度的尺寸精度高，克服了“侧蚀”难题。
\r\r（9）抗高温氧化性。电解铜箔抗高温氧化性的测试 为，在180℃/0.5h空气中处理后，观察光面是否变色。在覆铜板加热成型过程中，铜箔承受高温处理（160～180℃/2h）后，其光面不能改变颜色或出现颜色不均匀现象。电解铜箔的抗高温氧化性与光面钝化处理过程有关。
\r\r近年来，为了满足先进电子封装的使用需求，导电铜箔制造技术正在朝着下述几个方向发展。
\r\r（1）超薄铜箔制造技术。超薄铜箔是指厚度为5～9μm的铜箔。目前普遍使用的电解铜箔厚度为12μm和18μm，现在对厚度为9μm以下的铜箔也具有迫切的使用需求。日本公司已经研制出5μm的超薄铜箔。这种铜箔通常以铝箔为载体制造，也有采用铜箔、不锈钢箔作为载体的。采用超薄铜箔制造的积层多层封装基板，可在激光穿孔加工过程中，极大地简化加工工序，降低加工成本，从而 更细微的导体线路。
\r\r（2）高可靠性铜箔制造技术。通过严格控制电解铜箔生产过程中阳极辊表面的偏光度，可制造出光面不变色的电解铜箔；，通过精确控制生产工艺参数，可以制造在纵向与横向性能差距更小的电解铜箔，以及具有更高表面清洁度和极低杂质含量的铜箔，有利于精确控制封装基板的特性阻抗，提高信号传输稳定性。
\r\r（3）双光面粗化电解铜箔制造技术。电解铜箔分为单面粗化铜箔（Single Side Treatment，ST）和双面粗化铜箔（Double Side Treatment，DT）。DT铜箔是将毛箔的光面和毛面都进行粗化处理的铜箔。国外市场上出现了两面都为光面的电解毛箔（WD），对WD毛箔进行特殊处理后，再在毛箔两面进行粗化处理，所制成的粗化铜箔比DT铜箔的粗化粒子更细腻、均一性更好，适合制造超微细布线的封装基板。
\r\r（4）高热态延伸性铜箔。薄型（9/12μm）电解铜箔室温下延伸率都比较低，一般不超过10%，在高温（180℃）下还会进一步降低（小于5%）。在高密度封装基板的高温加工过程中，铜箔由于热应力会产生微裂等问题。通过改进电解铜箔的生产工艺，提高铜箔在高温下的延伸率，缩小铜箔在纵向与横向的性能差异，对于高密度封装基板而言具有重要意义。
\r\r表2.4比较了国外公司近年来研制的低轮廓型电解铜箔的主要性能。可以看出，国外公司在超薄型电解铜箔和低轮廓型电解铜箔制造技术方面确实取得了很大的进展。
\r\r表2.4 国外公司近年来研制的低轮廓型电解铜箔主要性能
\r\r \r\r注表示毛面（M）的表面粗糙度。
\r\r2.1.2 增强纤维布
\r\r高密度封装基板用增强纤维布主要包括玻璃纤维布和芳纶纤维布两种类型。
\r\r1.玻璃纤维布
\r\r玻璃纤维布简称玻璃布，由玻璃纤维纺织而成［3］。高密度封装基板用电子级（E型）玻璃布通常是平纹布，与其他细纹布、缎纹布等相比，具有高断裂强度、不易变形、尺寸稳定性好、均匀性好等优点。
\r\rE型玻璃的化学成分为SiO2，5%～56%；Al2O3，14%～18%；CaO，20%～24%；MgO，小于1%；Na2O+K2O，小于1%；B2O3，5%～10%，属于铝硼硅酸盐，其碱金属氧化物质量分数低于0.8%。E型玻璃具有强电绝缘性，室温 积电阻率为1014～1015Ω·cm；1MHz下介电常数为6.2～6.6，介电损耗为0.001～0.002；热膨胀系数（CTE）为2.39×10-6/℃；导热系数为1.0W/（m·K）；吸湿率为0.2%。除E型玻璃外，还有D型玻璃或Q型玻璃（低介电常数）、H型玻璃（高介电常数）、S型玻璃（高机械强度）等其他类型的玻璃。
\r\r玻璃纤维原丝的制造 包括再熔拉丝法和高温熔融拉丝法两种。高温熔融拉丝法也称直接拉丝法，被国外公司普遍采用，工序简单，利于大批量生产和稳定产品质量。纤维原丝经过捻线加工、再织布、退浆、表面处理等工序，得到玻璃纤维布。玻璃纤维布的主要性能包括经纱、纬纱的种类，织布的密度（经纱、纬纱单位长度的根数）、厚度、单位面积质量、幅宽、断裂强度等。对于普通FR-4环氧树脂/玻璃布覆铜板，一般采用7628型玻璃布；对于薄型覆铜板和多层覆铜板，一般采用1080或2116型玻璃布。近年来，随着电子封装技术的发展，电子级玻璃布制造技术也获得明显进步。表2.5比较了封装基板用玻璃布的型号及主要指标。
\r\r表2.5 封装基板用玻璃布型号及主要指标
\r\r \r\r2.芳纶纤维布
\r\r芳纶纤维全称为芳香族聚酰胺纤维。将芳纶纤维进行短切加工，加入少量黏合剂，利用类似造纸的工艺技术及抄纸 ，制成芳纶纤维无纺布（Non-woven Aramid Fibric），其作为封装基板的增强布具有广阔的发展前景。芳纶纤维根据树脂主链结构分为两种类型对位（1414）芳纶（聚对苯二甲酰对苯二胺，PPTA）纤维和间位（1313）芳纶（聚间苯二甲酰间苯二胺，PMIA）纤维。其中，对位芳纶纤维先由对苯二甲酰氯和对苯二胺在极性非质子溶剂（如N-甲基吡咯烷酮，NMP）中通过缩聚反应制备成聚对苯二甲酰对苯二胺（PPTA）树脂后，将PPTA树脂溶解于浓 中，再经纺丝、干燥等工序形成芳纶纤维布［4］。
\r\r1971年，美国杜邦公司成功地研制了芳纶纤维，20世纪80年代开始将其用于覆铜板的制造，发现由芳纶纤维制造的覆铜板存在机械钻孔加工困难的问题，致使这种材料无法在覆铜板、多层板中得到广泛应用。近年来，印制电路板孔加工技术，尤其是激光开孔技术的进步解决了上述难题。，随着电子封装技术的快速发展，人们对基板材料的介电性能及尺寸稳定性等提出了更高的要求。在此背景下，芳纶纤维增强材料又引起了人们的高度关注。
\r\r采用芳纶纤维布 高密度封装基板具有下述优点。
\r\r（1）芳纶纤维基封装基板具有优良的激光开孔性。芳纶纤维具有很高的红外光吸收率（大于80%），将红外光吸收后转化为热能，可有效破坏分子间的范德华力，引起温升、熔化直至燃烧，通过这一原理可在封装基板上有效形成所需要的微细通孔。
\r\r（2）芳纶纤维基封装基板具有很低的热膨胀系数（CTE），为（5～7）×10-6/℃，与陶瓷、裸芯片的CTE接近。
\r\r（3）芳纶纤维布具有优良的耐热性能，Tg为345℃，热分解温度大于450℃，具有自熄性，极限氧指数（LOI）约为20。
\r\r（4）芳纶纤维布具有优异的力学性能，拉伸强度达到3000MPa，拉伸模量达到120GPa，比重为1.44～1.45，只有玻璃纤维的1/2～1/3。
\r\r（5）芳纶纤维布具有较低的介电常数，为3.5～3.7（1MHz），仅为E型玻璃纤维的1/2左右。
\r\r（6）芳纶纤维布具有优异的耐化学腐蚀性，在普通有机溶剂、盐类溶液中不会溶解。
\r\r（7）所制备的封装基板表面平滑性好，有利于精细线路图形在基板表面上成像。
\r\r目前，国外公司所生产的刚性多层封装基板都采用芳纶纤维布代替玻璃布作为增强材料。随着BGA、CSP等引脚节距不断向着更窄细化方向发展，高密度多层封装基板必须使介电常数降低至2.0（1MHz）以下，热膨胀系数降低至6×10-6/℃。在此重要应用的驱动下，芳纶纤维布代替玻璃纤维布作为增强材料是未来高密度封装基板的必然趋势。
\r\r2.1.3 热固性树脂
\r\r有机封装基板用树脂基体主要包括三大类，分别为环氧树脂［5］、高耐热树脂和高频树脂，下面分别介绍。
\r\r1.环氧树脂
\r\r环氧树脂主要用于制造玻璃布/环氧树脂覆铜板（CCL），包括NEMA标准中规定的G-10、G-11、FR-4、FR-5 4种。其中，G-10、G-11为非阻燃型CCL，FR-4、FR-5为阻燃型CCL。G-11和FR-5的耐热性能高于G-10和FR-4。目前，全球范围内应用在CCL和多层板用半固化片上的FR-4基材用量，占整个玻璃布基材应用总量的90%以上。，FR-4在有机封装基板中也具有相当重要的地位。
\r\r双酚A型环氧树脂结构中含有脂肪族羟基、醚基和环氧基。其中，环氧基与固化剂反应可形成立体网状交联结构，具有很好的黏结性。FR-4树脂基体用环氧树脂为溴化环氧树脂，由四溴双酚A部分或全部替代双酚A，在苛性钠水溶液中，与环氧氯丙烷反应生成部分溴化或全部溴化的双酚A缩水甘油醚，引入溴元素可赋予树脂优良的阻燃性能。按照溴含量（每100g树脂中的含溴克数），溴化环氧树脂可分为高溴环氧树脂（Br含量为40%～48%）和低溴环氧树脂（Br含量为18%～22%）两种。其中，低溴环氧树脂在FR-4树脂中使用较为普遍。
\r\r环氧树脂体系中还必须包括固化剂和固化促进剂［6］。固化剂通常为潜伏性碱性胺类的双氰胺。固化促进剂为咪唑类或苄基二甲胺类化合物［7］。双氰胺（Dicyandiamide，Dicy）为白色晶体，熔点为207～209℃，分子量为84，溶于水和乙醇，微溶于醚和苯，很难溶于环氧树脂。在制备FR-4树脂基体时，将双氰胺溶解在二甲基甲酰胺（DMF）或甲基溶纤剂（EGME）中，然后与环氧树脂共混。如果溶解过程控制不好，在环氧树脂浸渍玻璃布生产半固化片过程中可能出现双氰胺结晶问题。这种残留结晶，在层合板压制过程中会影响树脂流动性和成品的耐热性。
\r\r双氰胺分子结构中的4个活泼氢原子可参与环氧树脂的交联反应，氰基在高温下可与环氧树脂的羟基或者环氧基发生反应，具有催化型固化剂的作用［8］。一般地，对于双酚A型环氧树脂与双氰胺的固化反应，双氰胺的理论用量为11份，而实际用量为4～8份。双氰胺为潜伏性固化剂，在室温下不与环氧树脂反应，在高温（140～170℃）下才可引发交联反应。，采用双氰胺为固化剂的环氧树脂基体及其半固化片在室温下具有较长的储存期。
\r\r咪唑（Imidzole）类化合物可作为固化促进剂，包括2-甲基咪唑（2MI）、2-乙基-4-甲基咪唑（2E4MI）。2MI为淡黄色粉末，熔点为137～145℃，分子结构中含有两个氮原子，构成叔胺，分别具有叔胺和仲胺的催化作用，也可单独作为环氧树脂的固化剂，在较低温度时就可固化环氧树脂，形成具有高耐热和高强度的树脂固化物。苄基二甲胺为白色至淡黄色的液体，沸点为180～182℃，分子量为135.21，易溶于乙醇，难溶于水。
\r\r环氧树脂体系中还必须包括溶剂，主要包括二甲基甲酰胺（DMF）、二甲基乙酰胺（DMAC）和甲基溶纤剂（乙二醇单甲醚）。表2.6了代表性环氧树脂体系的组成。
\r\r表2.6 代表性环氧树脂体系的组成（质量份）
\r\r \r\r对于环氧树脂-双氰胺树脂体系，以2-甲基咪唑或二甲基苄胺作为催化剂，会发生两种固化反应。一种是双氰胺的活泼氢原子与环氧树脂的环氧基进行的加成反应，该反应在温度高于160℃时才可进行，生成物的羟基与双氰胺的氰基发生反应，形成N-烷基取代胍-脲的交联结构（N-烃基氰基胍）。另一种是2-甲基咪唑的仲胺与环氧树脂的环氧基发生的加成反应，2-甲基咪唑的叔胺与环氧树脂的环氧基发生催化开环聚合反应。
\r\r2.双马来酰亚胺树脂
\r\r双马来酰亚胺树脂简称双马（BMI）树脂，是一种改性热固性聚酰亚胺树脂，马来酸酐先与有机二胺通过缩合反应生成两端由活性马来酰亚胺封端的双官能团化合物，然后与有机二胺或环氧树脂混合形成BMI树脂基体溶液（见图2.1）［9-13］。该树脂溶液可浸渍玻璃或芳纶纤维布形成预浸料；将预浸料叠层后，放入模具中加热使树脂熔融形成易流动的熔体，在适当压力和加热作用下，熔体树脂充满模腔并排出所有小分子挥发物；进一步升温使树脂发生交联反应形成纤维增强的层压复合材料或覆铜板。
\r\r \r\r图2.1 双马树脂制备的化学过程
\r\r \r\r图2.2 4，4′-双马来酰亚胺基二苯甲烷的分子结构
\r\r4，4′-双马来酰亚胺基二苯甲烷是一种代表性的BMI树脂（见图2.2），由1mol的4，4′-二胺基二苯甲烷（MDA）与2mol的马来酸酐（MA）先发生缩合反应，然后通过环化脱水反应生成。其中，马来酰亚胺封端基团中的活泼C═C双键在邻位两个羰基（C═O）的吸电子作用下，电子云密度显著下降，且具有较强的反应活性。BMI树脂可与氨基、酰胺基、羧基、羟基等在加热作用下发生亲核加成反应。例如，具有双活性双键功能团的BMI树脂与具有双活性胺基功能团的有机二胺混合形成的树脂体系，在加热固化过程中可发生共聚反应形成高分子量的交联树脂。采用该树脂体系与纤维布复合制备的层压板不但具有较高的强度及韧性，而且具有较高的Tg，可制备高耐热的有机封装基板。在此基础上，还可通过对BMI树脂进行改性，提高耐热性及抗冲击韧性等，主要 包括①降低BMI树脂的熔融温度，加强熔体流动性，降低树脂的固化温度及成型压力，改善覆铜板的成型工艺性；②提高BMI树脂在丙酮、甲苯等普通溶剂中的溶解度，降低覆铜板的制造成本；③提高树脂溶液对纤维布的浸润性及黏附性，提高半固化片的性能及质量；④提高树脂热固化物的强韧性，提高覆铜板的机械加工性能，减少内应力。对BMI树脂的改性不但会提高树脂的耐热性能及介电性能，对覆铜板制造的工艺性、基材层间及与铜箔的黏结性，以及基板的加工性等都具有明显影响。
\r\r目前市场上广泛使用的BMI封装基板用树脂主要包括3大类，即未改性的BMI树脂、环氧改性BMI树脂、低介电常数（εr）改性BMI树脂。表2.7是几种代表性BMI树脂/玻璃布覆铜板的层压板性能。可以看出，BMI树脂层压板的Tg为180～200℃，明显高于环氧树脂/玻璃布层压板的130～140℃；，BMI树脂层压板的CTE为（40～70）×10-6/℃，明显低于环氧树脂/玻璃布层压板的（100～200）×10-6/℃。
\r\r表2.7 代表性BMI树脂/玻璃布覆铜板的层压板性能
\r\r \r\r续表
\r\r \r\r注表示数据来自日本松下电工的覆铜板产品。
\r\r（1）环氧改性双马树脂。
\r\r未改性BMI树脂/玻璃布封装基板具有高耐热性，Tg为200～210℃，厚度方向热膨胀系数较低，具有高耐漏电痕迹性、优异尺寸稳定性及钻孔加工时不产生树脂沾污（Resin Smear）等优点；缺点是固化成型温度（200℃）较高、成本高、加工时易产生裂纹、铜箔剥离强度偏低、耐湿性较高。通过环氧树脂改性可以有效克服上述缺点［14］。BMI树脂经环氧树脂改性后具有下述优点①可以在170℃下固化成型，半固化片的树脂熔体黏度减小，优化了多层板的层压成型工艺；②基板表面硬度、基板厚度方向热膨胀系数与未改性BMI树脂相近，在高温下铜箔与基板间仍可保持良好的黏结力。可对BMI树脂进行改性的环氧树脂包括双酚A型环氧树脂、多功能团的环氧树脂等。环氧树脂中的环氧基、羟基等极性基团，有助于提高整个改性树脂的黏结力，增加固化树脂的内聚力。环氧树脂中的醚键作为一种柔性基团，还有助于提高改性树脂的柔韧性。环氧树脂中的环氧基可与BMI/MDA树脂中的胺基发生交联反应形成立体交联 结构。
\r\r在封装基板制造中，环氧树脂对BMI/MDA树脂改性通常采用“溶液法”进行。这种 由于使用普通有机溶剂，有利于提高树脂体系的成型工艺性及室温储存稳定性，使得树脂溶液在浸渍加工半固化片过程中，易于操作，有利于提高成品率，降低生产成本（见图2.3）。控制BMI/MDA预聚物树脂体系的分子量，调节树脂中的胺基含量，对于获得性能更佳的环氧改性BMI/MDA树脂至关重要。研究发现，随着有机二胺（MDA）含量的提高，胺基含量也随之提高，与环氧树脂的反应活性也会增大。当采用环氧树脂（EP）改性BMI/MDA树脂体系时，环氧树脂含量为20%时的BMI/MDA/EP树脂体系经高温固化后的固化物的热稳定性优于未改性的BMI/MDA树脂体系，达到IEC标准H级（180℃）。
\r\r（2）其他改性双马树脂。
\r\r将醚键、含氟基团、脂肪族取代基引入树脂主链结构中可以有效降低BMI树脂的介电常数[15]。为了保持BMI树脂的耐热性，降 造成本，将脂肪族取代基团引入BMI树脂主链结构中被证明是有效、可行的 。采用4，4′-二胺基-3，3′，5，5′-四甲基二苯甲烷（TMMDA）代替4，4′-二胺基二苯甲烷（BMI）与马来酸酐反应生成含多个烷基的4，4′-[3，3′，5，5′-四甲基双马来酰亚胺基二苯甲烷]（BMMI）后，与4，4′-二胺基-3，3′，5，5′-四甲基二苯甲烷（TMMDA）混合形成多烷基取代的双马树脂体系BMMI/TMMDA。该树脂体系与玻璃布复合制备的层压板的介电常数为3.3～3.6，比未改性的BMI/MDA树脂低24%，将其制备成PCB板后，信号传输延迟时间可缩短15%。该改性树脂的介电常数与烷基取代基在树脂中的含量密切相关。通常烷基取代基的含量越高，基板材料的介电常数越低。当树脂中烷基含量达到23%时，所制备覆铜板的介电常数低至2.95。这种烷基的引入不会对树脂的电绝缘性、耐热性产生负面影响，并可保持高温下的高铜箔剥离强度。
\r\r \r\r图2.3 环氧树脂对双马树脂改性的化学过程
\r\r3.氰酸酯树脂
\r\r氰酸酯树脂单体是在碱性条件下由卤化氰与酚类化合物反应生成的。氰酸酯树脂单体按官能团数量可分为单官能团、双官能团、多官能团三大类。20世纪70年代，由双官能团氰酸酯单体制备氰酸酯（CE）树脂的工业化生产实现；而由多官能团氰酸酯单体实现氰酸酯（CE）树脂的工业化生产则于20世纪90年代初期成功。目前，氰酸酯树脂主要采用双官能团、具有双酚A结构的二氰酸酯（BACY）制备。双酚A与卤化氰（氯化氰或溴化氰）在催化剂（三丙胺、三乙胺、碳酸钠、氢氧化钠、醇钠等）的作用下通过化学反应生成氰酸酯树脂，反应温度通常为-5～5℃，反应很复杂，生产过程难以控制［16-18］。
\r\r含有两个或两个以上氰酸酯官能团（—OCN）的酚类化合物，在加热和催化剂作用下可发生三环化反应，生成含有三嗪环结构的高交联密度 结构树脂，即氰酸酯树脂（Cyanate Ester Resin，CE树脂）。由双酚A型二氰酸酯单体制备的氰酸酯树脂简称为CE树脂，是一类在主链或交联 结构中含有2，4，6-三氧代-1，3，5-均三嗪重复结构单元的树脂，简称三嗪树脂。在氰酸酯官能团中，由于氧原子与氮原子的电负性，使其相邻的碳原子表现出较强的亲电性。在亲核试剂的作用下，酸和碱都能催化氰酸酯官能团发生交联反应。对于氰酸酯单体的固化反应，通常选用金属盐或酚类化合物作为催化剂，其中金属盐作为主催化剂，酚类化合物作为协同催化剂。酚类化合物具有活泼氢原子，通过质子转移可促进闭环反应，形成三嗪结构。
\r\r氰酸酯树脂固化物具有良好的介电性能，介电常数低（2.8～3.2），介电损耗极低（0.002～0.008），具有高玻璃化转变温度Tg（240～290℃）、低吸湿性、低收缩率等优点，力学性能优于双官能团环氧树脂固化物，弯曲强度和弯曲模量都更高，高温下的弯曲强度保持率与BMI树脂相当。氰酸酯树脂的固化温度较低，为177℃，且固化过程中没有挥发性小分子产生，具有良好的加工性能。基于这些优点，氰酸酯树脂被许多厂家作为有机封装基板的主要树脂进行研究开发。通过环氧树脂、双马树脂对氰酸酯树脂进一步改性，显著提高了树脂的综合性能，在高密度封装基板领域获得广泛的应用。
\r\r树脂（Bi adimide Triazine Resin）是以双马来酰亚胺树脂与氰酸酯树脂为主体树脂，再加入环氧树脂、聚苯醚树脂或烯丙基化合物等改性成分，形成的热固性复合树脂［19］。1977年， 树脂开始实现工业化；20世纪90年代， 树脂基板材料的品种已有十几个。由于具有高玻璃化转变温度、低介电常数等特性， 树脂近年来已经成为制造高性能、高频封装基板的主要材料体系。1997年，日本 树脂基板已占据特殊树脂玻璃布基板的首位，仅次于FR-4环氧玻璃布基板。 树脂也是最早应用于有机封装基板的树脂基体。IEC标准（IEC249-2-1994）将其定为“19”板；IPC标准（IPC4101-1997）将其定为“30”板；MIL标准（MIL-S-13949H）将其定为“GM”板；JIS为此类基材指定了单独的标准（JIS-C-6494-1994）；我国国家标准（GB/T 4721—92）将其定为“ ”板。
\r\r树脂制备包括4个阶段①氰酸酯树脂（又称三嗪树脂）制备；②双马树脂（BMI）改性氰酸酯树脂（未改性 树脂）；③其他树脂改性 树脂；④形成封装基板用树脂基体。 树脂加成聚合反应的产物结构很复杂，存在着多种含三嗪环结构的聚合物体系。
\r\r通过双马树脂对氰酸酯树脂进行改性，形成了 树脂，具有高玻璃化转变温度、低介电常数、低CTE等特性。双官能团氰酸酯树脂与双马树脂通过共聚反应，形成含三嗪环、酰亚胺环等氮杂环结构的具有耐高温特性的 树脂，再通过环氧树脂、烯丙基化合物、聚苯醚树脂等对其进一步改性，可以获得满足不同特殊需求的封装基板用系列化 树脂产品。这些 树脂既具有较高的耐高温性、抗冲击韧性、介电性能及成型工艺性，也具有优良的耐水解性，可以成为理想的封装基板用树脂基体。
\r\r未固化的 树脂具有下述特性①树脂溶液具有低黏度、高固体含量、对纤维表面浸润性好等特点，易于制成高挂胶量、黏性适宜的预浸料；②树脂溶液不含对人健康危害大的物质，具有低毒、低皮肤 性、低积蓄性等特点；③树脂溶液及预浸料储存稳定性好，适于大规模生产；④具有优良的成型工艺性，树脂熔体流动性好，固化温度为190～210℃，压力为0.5～2.0MPa。
\r\r固化后的 树脂具有下述特性①高耐热性，Tg为200～300℃，长期使用温度为160～230℃；②优良的综合力学性能；③优异的介电性能，介电常数（1MHz）为2.8～3.5，介电损耗为0.002～0.008；④低吸湿率（小于0.2%）；⑤优良的耐金属离子迁移性，即使吸湿后也具有较高的电绝缘性；⑥优良的耐化学腐蚀性、耐放射性、耐辐射性及耐磨性。
\r\r采用 树脂制备的封装基板主要有三大类，共十几个品种，主要包括①高耐热封装基板，如日本三菱瓦斯公司的CCL-HL800系列，包括800、802、810、820等，Tg为200～210℃，阻燃等级为UL94 VB-V0，主要用于COB、多层板等；②高密度封装基板，如CCL-HL830系列，包括830、832等，Tg为210℃，阻燃等级为UL94 V0，主要用于IC封装基板；③高频封装基板，如CCL-HL870系列和CCL-HL900系列，包括870、870M、950EK、950SK、ML955等，Tg为180～230℃，阻燃等级为UL94 V1-V0，主要用于高频电路用基板及多层封装基板。其中，CCL-HL 810的树脂基体为环氧树脂改性的 树脂，主要用于COB、超大型计算机工作站的多层板等。CCL-HL 830/32的树脂基体也为环氧树脂改性的 树脂，具有高PCT特性、高耐金属离子迁移性等，主要用于PBGA等。CCL-HL 870M的树脂基体为聚苯醚树脂改性的 树脂，具有高机械强度、低介电常数、低介电损耗、性能均匀等特点，主要用于高频电路、手机基站、无线通信装置、卫星接收装置、调谐器等。CCL-HL 950EK/950SK的树脂基体与CCL-HL870相似，也具有低介电常数、低介电损耗等特点，优点是成本低，半固化片具有与FR-4半固化片相同的成型工艺性，主要用于超高频多层电路基板、光纤通信用交换机等。
\r\r高耐热树脂基体 的覆铜板性能对比如图2.8所示。
\r\r表2.8 高耐热树脂基体 的覆铜板性能对比
\r\r \r\r续表
\r\r \r\rCCL-ML 955的增强材料采用了低介电常数的芳纶纤维布，密度只有玻璃布增强 基板的1/4左右，适用于轻量化的手机等电子产品，在4GHz下，介电常数及介电损耗比HL850、HL950SK降低了17%，具有很好的性能均衡性，适于 高密度积层多层基板（BUM）。
\r\r树脂封装基板具有高耐热性、低介电常数及损耗、高性能均衡性、成型工艺优良、制造成本低等优点。为了获得上述优异的综合性能，必须对 树脂基体进行结构调控与性能改进。
\r\r（1）耐热性能。
\r\r与其他树脂固化物相比， 树脂固化物具有较高的耐热性，Tg更高可接近300℃，介于双马树脂与氰酸酯树脂之间（见图2.4）。 树脂基板具有优良的耐金属离子迁移性，在85℃/85%RH/300V DC处理条件下，经3000h测试后，绝缘电阻都不会发生明显变化。环氧树脂基板经约300h测试后，绝缘电阻会突然下降（见图2.5）。 树脂的耐热性主要取决于双马树脂（BMI）与氰酸酯树脂（CE）在树脂配方中的配比（见图2.6）。当BMI与CE物质的量比低于4:6时， 树脂的Tg（TMA法）低于260℃；当BMI与CE物质的量比大于7:3时， 树脂的Tg会快速升高；当BMI与CE物质的量比为8:2时， 树脂的Tg约为295℃。， 树脂高温下的热膨胀系数明显低于环氧树脂；当温度超过约230℃后， 树脂（CCL-HL810）的CTE才开始明显上升（见图2.7）。
\r\r \r\r图2.4 各种热固性树脂的Tg比较
\r\r \r\r图2.5 覆铜板的耐金属离子迁移性
\r\r \r\r图2.6 树脂BMI与CE配比对Tg的影响
\r\r \r\r图2.7 树脂的面外CTE
\r\r另一方面，在 树脂体系中加入环氧树脂可改善树脂成型工艺性、提高抗冲击韧性、降低生产成本，但会降低树脂耐热性及模量（见图2.8）。，需要筛选合适的比例，以获得更佳的改性效果。
\r\r（2）介电性能。
\r\r为了提高封装基板的介电性能，可以采用D型玻璃布代替E型玻璃布。D型玻璃布的介电常数（1MHz）为4.3，明显低于E型玻璃布（5.8）。，使用聚苯醚树脂（PPE）对 树脂进行改性，获得低介电常数εr、低介电损耗tanδ的改性 树脂。由PPE改性 树脂与D型玻璃布制备的覆铜板不但在室温下具有优异的介电性能（见表2.9），而且在高温、高频下也具有稳定的介电性能。（3）成型工艺性。
\r\r \r\r图2.8 环氧树脂用量对 树脂Tg的影响
\r\r表2.9 玻璃布对 树脂覆铜板性能的影响
\r\r \r\r树脂的成型工艺性低于环氧树脂。为了降低树脂熔体黏度，提高熔体流动性，必须尽量降低树脂预聚物的分子量及预聚反应程度，使树脂熔体在较低压力下就可流动，有利于排出残留溶剂及挥发性小分子，降低覆铜板内部缺陷及孔隙率。树脂熔体黏度与分子量之间存在着密切关系（见图2.9）。分子量越高，树脂熔体黏度越大，流动性越差。，采用的溶剂体系对树脂溶液在纤维布表面的浸润性也具有明显影响。溶剂对 树脂必须具有优良的溶解性，所形成的溶液黏度适中，溶剂沸点也不能太高，而且对环境友好。
\r\r4.聚苯醚树脂
\r\r聚[2，6-二甲基-1，4-苯醚]（Poly[2，6-dimethyl-1，4-phenylene ether]）树脂，简称聚苯醚（Polyphenylene Ether，PPE）树脂，美国通用电气（GE）公司早在1965年就实现了工业化生产，随后德国、日本公司也相继实现工业化。PPE树脂具有优异的力学性能和介电性能。由于其熔融温度（257℃）与玻璃化转变温度（Tg为210℃）相差较少，导致该树脂从熔融状态到形成结晶状态的时间很短，限制了它的真正使用价值。，为了实现聚苯醚树脂的工业化实际应用，必须对它进行改性。目前，美国GE塑料公司、德国BASF公司、日本旭化成公司、三菱油化、住友化工等公司都开发了改性PPE树脂产品[20]。
\r\r \r\r图2.9 树脂分子量与熔体黏度的关系（ 2100树脂）
\r\rPPE树脂主链结构由对位苯环与醚键相互交替构成，并在苯环上连接两个甲基。苯环使树脂主链的内旋转位能增加，主链刚硬；而醚键使得树脂主链结构具有一定柔顺性。这种特殊的主链结构，使得PPE树脂具有优异的耐热性能及力学性能，热变形温度为170℃，Tg为210℃，拉伸强度为70～77MPa，拉伸模量为2.5～2.7GPa，也具有优异的耐高温、耐低温性，Tg超过200℃，脆化温度为-170℃。更为可贵的是，PPE具有优异的介电性能，室温下介电常数εr（1MHz）为2.45，介电损耗tanδ（1MHz）为0.007，体积电阻率为1×1017Ω·cm，表面电阻率为1×1015～1×1016Ω。PPE树脂具有优良的耐水解性，在高浓度无机酸、有机酸及无机盐水溶液等中均可保持，相对密度仅为1.06，吸水率仅为0.05。
\r\rPPE树脂的生产过程如下由苯酚与甲醇在550～570℃高温下及MgO催化作用下通过化学反应生成2，6-二甲基苯酚单体；在胺-铜盐催化剂作用下，2，6-二甲基苯酚通过氧化偶联聚合反应在30℃条件下生成聚苯醚树脂，放出等物质的量的水。在2，6-二甲基苯酚单体合成过程中，苯酚与甲醇的实际投料物质的量比通常为1:5，主要是因为甲醇在高温下容易发生裂解反应而部分损失。2，6-二甲基苯酚单体的熔点为42.5～45℃，沸点为200℃。在PPE树脂的缩聚反应过程中，树脂的分子量、特性黏度及转化率会受到氧气通量及与物料反应物接触时间等的影响，必须严格控制反应工艺参数，才能保证树脂分子量达到一定程度，并获得高产率。
\r\r，还可以通过化学改性，使热塑性结晶性的PPE树脂转变为热固性非结晶性的PPE树脂（Thermosetting PPE，T-PPE），从而提高PPE树脂玻璃化转变温度、耐化学药品性，降低树脂的介电常数与熔体黏度，提高成型工艺性，满足高性能封装基板的使用需求。PPE树脂改性主要包括两条路线①化学接枝改性；②共混改性［21］。
\r\r（1）化学接枝改性PPE树脂。在PPE树脂主链结构上引入活性基团，将其与丙烯基化合物进行接枝反应形成丙烯基接枝的PPE树脂，具有下述优点①具有很好的耐溶剂性；②丙烯基团含有不饱和双键，在加热作用下可发生交联反应，形成热固性树脂结构，具有优良的成型工艺性，选择溶解自由度大，固化温度低，固化过程中无挥发份产生，易于获得致密、无缺陷的热固性树脂；③所制备的热固化树脂具有优异的介电性能及很低的吸水率。
\r\r烯丙基化PPE树脂（Allylated PPE，A-PPE）的制备过程先将PPE树脂溶解在THF中形成树脂溶液，然后与正丁基锂通过取代反应得到树脂主链的苯环上带有高活性-CH2Li基团的中间体树脂；再与溴代丙烯反应生成烯丙基化的PPE树脂。烯丙基化PPE树脂的制备过程是一个非常复杂的反应过程［22］。锂化反应时间、温度、浓度等都会明显影响树脂的结构及性能。PPE树脂与正丁基锂反应，在温度高、时间长的条件下会使树脂主链苯环上2，6位的甲基（—CH3）发生锂取代反应；在温度低、时间短的条件下会使树脂主链苯环的3，5位的氢（—H）被锂取代。在后续与溴代丙烯反应过程中可能存在着多种复杂的反应历程，形成非常复杂结构的改性树脂结构（见图2.10）。，精准控制反应条件对于获得理想的高密度封装基板用树脂基体至关重要。表2.10是代表性热固性PPE树脂制备的覆铜板的主要性能。
\r\r表2.10 代表性热固性PPE树脂制备的覆铜板的主要性能
\r\r \r\r续表
\r\r \r\r \r\r图2.10 烯丙基化PPE树脂的复杂化学结构
\r\r（2）环氧树脂改性PPE树脂。环氧树脂改性是一种常用的共混改性 ，采用环氧树脂（EP）对PPE树脂进行改性制备热固性PPE树脂，可以明显提高树脂的成型工艺性，包括降低树脂溶液黏度、提高对纤维布的浸润性、降低树脂熔体黏度、提高半固化片的树脂流动性等。实现环氧树脂对PPE树脂改性的必要条件是两种树脂必须具有较好的相容性。降低PPE树脂的分子量至5000～10000g/mol、树脂特性黏度降至0.16～0.30dL/g、改变PPE树脂末端基的化学结构等都是有效的途径。在PPE树脂主链结构中引入烷基取代的胺基，或采用4-羟基联苯醚结构作为封端基，都可以提高PPE树脂与环氧树脂的相容性。研究发现，将双酚A型环氧树脂或多官能团酚醛环氧树脂改性PPE树脂所制备的覆铜板在耐溶剂性和耐热性方面仍存在缺点。采用聚合物共混合金化的互穿 （Interpenetrating Network，IPN）技术，可以明显提高EP/PPE两种不相容树脂的相容性。在利用环氧树脂对PPE树脂进行改性时，再加入可与PPE树脂相容的多官能团乙烯基化合物（如三烯丙基氰酸酯、三烯丙基异氰酸酯等）作为交联单体，与PPE树脂共混改性，形成的EP/PPE共混树脂具有优异的综合性能。在该共混树脂体系中，多官能团乙烯基单体起到了类似于相容剂的作用，从而大大提高了EP/PPE共混树脂的交联 互溶性。美国GE公司采用该改性技术生产的覆铜板（GETEKTM）占据着美国高频电路基板的大部分市场份额。表2.11为改性PPE树脂制成的覆铜板性能。可以看到，改性PPE在介电性能方面具有明显的性能优势。
\r\r表2.11 改性PPE树脂制成的覆铜板性能
\r\r \r\r5.改性聚四氟乙烯树脂
\r\r聚四氟乙烯（PTFE）由于分子结构中表现出的高结晶度、大相对分子质量、无支链及高度有序，在所有塑料中，PTFE相比其他树脂拥有更佳的介电性能，最耐化学腐蚀，工作范围最为宽广。图2.11给出了一些树脂的介电常数及玻璃化转变温度。可以看出，PTFE树脂虽然Tg较低，但具有更优异的介电性能，介电常数（10GHz）为2.2～2.4，介电损耗（10GHz）低于0.002，所制备的覆铜板主要用于射频电路。射频电路的高速信号传输要求基板材料应具有非常低的介电损耗、低且稳定的介电常数及非常精准的厚度公差，PTFE树脂具有明显的优势。表2.12［23］给出了典型PTFE覆铜板的主要性能并与FR-4覆铜板进行了比较。
\r\r \r\r图2.11 聚合物树脂的介电常数及玻璃化转变温度
\r\r表2.12 PTFE与FR-4覆铜板的主要性能
\r\r \r\r随着射频电路小型化、多功能化的快速发展，高频电路基板的布线层数越来越多、布线密度越来越高，对含氟树脂基板材料也提出了更高的要求。PTFE树脂无法应用于高频线路板的更大问题在于成型温度较高、加工困难及黏结能力差等。为此，需对PTFE进行改性。采用共混改性、填料改性、高性能纤维增强及表面改性等 改性PTFE可以有效地改善PTFE的缺点，拓宽其在高频线路板中的应用［24］。通常，PTFE多层基板采用单模层压法制造，将热塑性黏结薄膜夹在PTFE三层射频电路板中间，通过加热模压而成，但受到黏结膜厚度的限制，所制造的多层电路厚度大。，采用混合介质层压技术，将环氧树脂黏结膜夹在多层PTFE射频电路板的中间，通过加热模压实现多层压合后，经钻孔、电镀、贴合覆盖膜形成多层射频电路。由于黏结膜的耐热性差，当温度接近或高于熔点后，会引起脱黏、变形等问题。也可以采用两次或多次层压法，即之一次层压采用熔点较高的黏结膜，第二次层压采用熔点较低的黏结膜。采用熔融黏结层压法，将车削型PTFE薄膜作为辅助黏结层夹在多层PTFE射频电路板的中间，在370～380℃高温下通过加热模压实现多层压合。，由于PTFE树脂对铜箔的黏结性很差，需要对PTFE板材表面进行萘钠溶液腐蚀等化学活化或等离子体等物理处理以增加黏结强度。
\r\r热塑性黏结薄膜主要包括聚一氯三氟乙烯（CTFE）、聚全氟乙烯丙烯（FEP）、聚四氟乙烯（PTFE）等，代表性产品包括TacBond HT、Arlon 6700、Rogers 3001等。其中，CTFE黏结薄膜自20世纪70年代中期就开始用于制造多层印制电路板，熔融温度为193℃，结晶温度为202℃，不适合 多层板，也不能适应PCB加工过程中温度较高的工序，如热风焊锡流平工序等。TacBond HT 1.5是一种将PTFE层压黏结在一起的热塑性黏结薄膜，厚度为15μm和38μm，介电常数为2.35，介电损耗为0.0028，吸水率为0.05%。FEP黏结薄膜的熔点为260℃，能够承受热风焊锡流平工序的处理温度。将FEP和CTFE相结合可以实现有限的连续层压。车削型PTFE黏结薄膜的熔点为332℃，可用来改进熔融黏结过程中的流动性，增强对多层线路板间隙的填充效果。对于18μm的铜箔间隙，可以不用辅助黏结的PTFE薄膜，而对于厚度超过50μm的铜箔间隙，则必须采用辅助黏结的PTFE薄膜。热塑性黏结薄膜具有十分优异的介电性能，包括很低的介电常数和介电损耗等，与PTFE射频电路十分相近，是理想的多层射频电路黏结薄膜。
\r\r热固性半固化片能够实现连续压制多层射频电路，具有很好的兼容性，缺点是介电常数和介电损耗较高。代表性产品包括SpeedBoard C和TacPreg TP-32。Speed Board C是由膨胀性PTFE树脂与热固性环氧树脂混合而成的半固化片，具有比标准环氧树脂更低的介电损耗，具有热固性，可连续层压多层射频电路。TacPreg TP-32是将热固性 树脂涂敷在压制好的PTFE/陶瓷基材上形成的半固化片，固化温度为205℃，介电常数为3.20，介电损耗为0.0050，吸水率为0.1%，可用于RF-35、RF-35P、RF-35A及TacLam等多层电路板，是热塑性基材与热固性树脂体系复合的范例，能够适应多数压机的层压温度以连续压制多层射频电路。
\r\r6.热固性聚酰亚胺树脂
\r\r先进电子封装技术的快速发展对高密度封装基板用树脂基体提出了更高的要求，包括具有更高的耐热性、更优异的综合力学性能、更低的热膨胀性、更低的介电常数及介电损耗、更低的吸水率等。聚酰亚胺（Polyimide，PI）树脂具有优异的耐高温、耐低温、高强高模、高电绝缘、低介电常数及介电损耗、耐辐射等优点，在微电子制造与封装领域获得了广泛的应用，尤其是作为挠性封装基板的基膜在高密度电子封装领域具有不可替代的地位。，由于聚酰亚胺树脂自身的刚硬结构，具有难熔、难溶、难以加工等缺点，在刚性封装基板领域一直没有获得广泛的应用。
\r\rPI树脂主要包括热塑性和热固性两大类。其中，热塑性PI树脂由于熔体黏度高、流动性差，难以制成高品质玻璃布层压板；热固性PI树脂克服了热塑性PI树脂的缺点，适合制备高品质、高耐热玻璃布层压板，有望成为新一代高耐热高密度封装基板的芯板材料。
\r\r将5-降冰片烯-2，3-二甲酸单酯（NE）、含氟芳香族二胺（144-6FAPB）和芳香族二胺（PDA）混合物、3，3′，4，4′-二苯酮四羧酸二酯（ DE）在低级脂肪醇（如乙醇）溶液中反应形成热固性PI树脂溶液（见图2.12）［25］，将其浸渍电子级玻璃布后，晾干形成预浸布；将预浸布裁切、叠层后，上下两面放置铜箔及缓冲垫等，放入模具，在高温压机上加热固化形成玻璃布增强的热固性聚酰亚胺覆铜板（Cu/PI/Cu）。所制备的热固性PI树脂溶液具有高固体含量（质量分数50%）、低溶液黏度（5～20mPa·s）、易浸渍玻璃布、采用低毒性乙醇为溶剂、储存稳定性好等特点，设计分子量为2500g/mol，可制成高品质的玻璃纤维预浸布（EG/PI）。玻璃布浸渍热固性PI树脂形成的B-阶段预浸料经200～240℃的高温热处理后，其中的PI树脂前驱体树脂溶液形成了反应性封端基封端的低分子量聚酰亚胺树脂（B阶段）。该树脂在220～300℃时发生熔融形成具有流动性的熔体，熔体黏度随温度升高而逐渐降低，达到一个更低值后，随着温度的进一步升高而快速升高，主要归因于反应性封端基发生了交联和扩链反应，形成了较高分子量的树脂。图2.13为B阶段热处理温度与熔体黏度随时间变化的曲线。随着热处理温度从220℃/1h升高到240℃/0.5h，树脂熔体更低黏度从91Pa·s/279℃ 提高到839Pa·s/301℃；HTPI-2树脂在50～300℃的热失重降低5.5%，降低至1.3%，有利于制备低缺陷的层压覆铜板。
\r\r \r\r图2.12 热固性PI树脂的制备过程
\r\r \r\r图2.13 B阶段热处理温度与熔体压力随时间变化的曲线
\r\r \r\r图2.14 树脂主链结构对B阶段树脂熔体黏度的影响
\r\r图2.15是代表性的玻璃布层压板的模压工艺曲线。更高模压温度为320℃，更高模压压力为3MPa，模压周期为300min。图2.16是代表性HTPI-1玻璃布层压板的DMA曲线，玻璃化转变温度（Tg，tanδ）为284℃，热膨胀系数（CTE，50～250℃）分别为12.9×10-6/℃（x，y方向）和51.9×10-6/℃（z方向）。表2.13了EG/HTPI层压板的综合性能。EG/HTPI-3复合材料层压板具有更优的综合力学性能，拉伸强度为270MPa，弯曲强度为730MPa，拉伸模量为11.2GPa，弯曲模量为24.2GPa，冲击强度为53.5kJ/m2，表现出优良的介电性能和耐热性能，介电常数为4.3，介电损耗为0.0069，吸水率为0.60%，CTE为11.2×10-6/℃，Tg为288℃。可以看出，层压板的吸水率随着PDA含量的升高而提高。
\r\r \r\r图2.15 HTPI树脂热模压工艺曲线
\r\r \r\r图2.16 HTPI纯树脂热模压件的DMA曲线
\r\r表2.13 EG/HTPI复合材料层压板的综合性能
\r\r \r\rEG/HTPI复合材料层压板在288℃/1h恒温热处理后没有发现分层、鼓泡等破坏现象，说明具有优异的耐热性能（见图2.17），尺寸变化率都在0.5%～1.0%范围内。考察了Cu/EG/HTPI-1覆铜板在260℃、288℃、300℃高温下的尺寸稳定性（见图2.18），发现在260℃下，经过1h恒温热处理后没有发现分层、气泡等爆板现象；在288℃下恒温处理16min后开始爆板，在300℃下恒温处理4min后开始爆板，说明该覆铜板具有很好的耐高温性能，完全可以承受无铅焊料的波峰焊热冲击。
\r\r \r\r图2.17 EG/HTPI层压板的尺寸稳定性
\r\r \r\r图2.18 Cu/EG/HTPI-1覆铜板抗高温剥离性能
\r\r提高层压板的玻璃化转变温度，可有效提高封装基板的耐热可靠性，减少无铅焊接过程中纵向热膨胀系数（α2）的不利影响，提高封装基板在更严苛条件下的使用性能，通过优化热固性PI树脂的主链结构，进一步提高了覆铜板的抗高温性能。覆铜板在288℃/1h和316℃/1h高温热处理后都没有发现分层等爆板现象，表现出优异的耐高温性能，创新了一种新的高密度封装基板制造技术。
\r\r图2.19是优化热固性PI树脂的制备过程将具有大体积效应的取代基团（如甲基、叔丁基等）引入树脂主链结构中，制备了HGPI系列热固性PI树脂；将5-降冰片烯-2，3-二甲酸单乙酯（NE）、芳香族二胺、3，3′，4，4′-二苯酮四羧酸二酯（ DE）在低级脂肪醇（如乙醇）溶液中反应形成热固性HGPI树脂溶液，树脂的计算分子量为2500，所用单体反应物的摩尔比为n（ DE）:n（二胺）:n（NE）=n:（n+1）:2，按照二胺排列依次为6FAPB、TBAP、6FBAB、TMAB，所制备HGPI树脂编号为HGPI-1、HGPI-2、HGPI-3、HGPI-4；所制备热固性HGPI树脂溶液也具有高固体含量（40%）、低溶液黏度（小于100mPa·s）、易浸渍玻璃布、采用低毒性乙醇为溶剂、储存稳定性好等特点，可制成高品质的玻璃纤维预浸布（EG/HGPI）；将玻璃布浸渍热固性HGPI树脂形成的B阶段预浸料经200～240℃的高温热处理后，其中的HGPI树脂前驱体树脂溶液形成了反应性封端基封端的低分子量聚酰亚胺树脂（B阶段）；将其浸渍电子级玻璃布后，晾干形成预浸布；将预浸布裁切、叠层后，上下两面放置铜箔及缓冲垫等，放入模具，在高温压机上加热固化形成玻璃布增强的热固性聚酰亚胺覆铜板（Cu/HGPI/Cu）。
\r\r图2.20比较了B阶段HGPI树脂的熔体黏度随温度变化关系，经240℃/0.5h热处理后的B阶段树脂在250～320℃时熔融形成具有流动性的熔体，熔体黏度随温度升高而逐渐降低，达到一个更低值后，随着温度进一步升高而快速升高，主要归因于反应性封端基发生了交联和扩链反应，形成了较高分子量的交联树脂。与含氟基团的HGPI树脂（HGPI-1和HGPI-2）相比，含大体积侧基的HGPI-4树脂的熔体黏度明显升高，而HGPI-3树脂则表现出与HGPI-1和HGPI-2相似的熔体黏度及熔融流变行为，其中HGPI树脂的更低熔体黏度为9000Pa·s/286℃。
\r\r \r\r图2.19 引入大体积效应取代基的热固性PI树脂
\r\r \r\r图2.20 HGPI系列树脂的融体流变曲线
\r\r表2.14比较了HGPI系列树脂固化物的综合力学性能及耐热性能。纯树脂固化物的拉伸强度为58～90MPa，拉伸模量为1.9～2.2GPa，断裂伸长率为4.2%～7.9%，弯曲强度为131～144MPa，弯曲模量为2.7～3.1GPa。其中，HGPI-3树脂的拉伸强度达到78MPa，弯曲强度为136MPa，断裂伸长率为6.8%，Tg达到317℃。
\r\r表2.14 HGPI系列树脂固化物的综合力学性能及耐热性能
\r\r \r\r纯树脂固化物具有优良的耐热性能。HGPI-3树脂的起始热分解温度（Td）为486℃，5%的热失重温度（T5）为509℃。玻璃化转变温度（Tg）是表示分子链中链段开始运动的温度，而分子链的刚性及阻碍分子链旋转的大侧基均会影响树脂的Tg。在分子主链上引入大体积侧基叔丁基，可以提高Tg；将苯基变成联苯结构，Tg提高了16℃；在联苯基团上进一步引入4个甲基后，位阻效应显著增加，限制了醚键的旋转，HGPI-4的Tg更高，为347℃。DMA测试的HGPI树脂的玻璃化转变温度为290～347℃，储能模量在270℃以前没有出现明显的下降，说明树脂具有很好的热机械性能。
\r\rHGPI树脂/玻纤布的B阶段半固化片采用与模塑粉相同的处理工艺，模塑粉的熔体黏度变化可以反映半固化片加工性能的变化。EG/HGPI层压板采用与纯树脂模压件类似的工艺，通过调控加压的时机和大小，得到了高质量的层压板。表2.15是Cu/EG/HGPI覆铜板的主要性能。EG/HGPI-3层压板具有优良的耐热性能，Tg为299℃，T5为474℃，x、y方向的CTE为12×10-6/℃，z方向的CTE为65×10-6/℃。层压板优异的力学性能是基板封装可靠性的保证，优良的综合力学性能不但可减少钻孔带来的力学冲击失效，而且可缓解回流焊带来的热应力。EG/HGPI-3层压板具有优异的力学性能，拉伸强度为313MPa，拉伸模量为12.6GPa，断裂伸长率为4.5%，弯曲强度为604MPa，弯曲模量为18.6GPa，冲击强度为59kJ/m2。
\r\r表2.15 Cu/EG/HGPI覆铜板的主要性能
\r\r \r\rHTPI/EG层压板具有优异的介电性能和电绝缘性能，介电常数为4.2，介电损耗为0.0063，体积电阻率约为1016Ω·cm，表面电阻率约为1016Ω。基板材料耐潮湿性能也是影响基板可靠性的重要参数。若基板材料易吸潮，则在封装过程中可能因为受热而导致“爆玉米花”现象。EG/HGPI-3层压板的吸水率为0.53%。经高压锅蒸煮（PCT）后测得的吸水率为0.79%，比普通的常温吸水率数值更能反映材料对水汽的抵御能力。
\r\r由该EG/HGPI-3层压板制备的覆铜板（Cu/EG/HGPI-3）具有很高的铜箔剥离强度，90°剥离强度为1.38N/mm，高于Cu/EG/HTPI（为1.2N/mm）。
\r\r热分层时间是表征封装基板材料热可靠性的一个很重要的指标，特别是在使用无铅焊料后，焊接对材料耐温等级和耐温时间的要求均有了大幅提高。通常环氧树脂和 树脂表征的项目是T-260和T-288，对于具有更高耐热性的Cu/EG/HGPI-3进行了T-288和T-316的考核试验，发现Cu/EG/HGPI-3覆铜板的热分层时间超过60min，表现出优异的耐热稳定性（见图2.21）。
\r\r \r\r图2.21 Cu/EG/HGPI-3覆铜板的高温热分层时间
\r\r2.2 高密度积层多层基板材料
\r\r积层多层基板（BUM）主要包括两个重要应用领域，即BGA/CSP等IC电路的封装基板和搭载这些封装的母板。BGA/CSP用封装基板要求基材的Tg为180～210℃，IVH直径为60～100μm；搭载BGA/CSP母板的Tg为120～150℃，IVH（内通孔）直径为80～150μm。显然，封装基板比母板具有更高的耐热性能要求。 BUM基板需要三大关键技术，包括绝缘层材料技术、微细通孔技术及层间电气互连技术。微细通孔技术主要包括光致成孔和激光、等离子体等成孔两种。按照微细通孔方式，BUM基板用绝缘材料也分为感光性绝缘材料和非感光性绝缘材料两大类。其中，非感光性绝缘材料包括热固性树脂（液态或干膜）、附树脂铜箔等。
\r\r2.2.1 感光性绝缘树脂
\r\rBUM用感光性树脂必须具有下述特点①具有优异的感光性；②与化学镀铜层（导电层）具有很好的黏结性；③作为层间绝缘层必须具有优良的电绝缘性及介电性能。采用感光性绝缘树脂进行光致法导通孔加工，具有工艺简单、易 微细孔、孔精度高、设备投资少等优点， 的绝缘层厚度每层为40～100μm，导电线路线宽为30～100μm，通孔直径为90～150μm，电镀铜层的厚度为15μm。进一步提高感光性绝缘树脂的光刻分辨率、耐热性、与导电层的黏结性等，对于光致成孔类BUM基板实现更高密度的微细互连具有重要意义。
\r\r感光性绝缘树脂主要有胶液和干膜两种产品形态。干膜在 BUM基板时可简化工艺、改进质量，成为今后发展的主流技术。胶液具有下述优点①涂抹厚度易调易控，可多次涂敷，厚度均匀性好；②对内层电路填埋性好；③可适用于多种涂敷设备；④适合制备多层积层结构；⑤储存期长、性能稳定、价格便宜；⑥适合自动化生产。但它也存在一些缺点①材料使用率低、膜厚精度难以保证；②易产生针孔、气泡，易受污染；③环境条件要求高、工艺胶复杂；④无法两面涂敷。干膜具有下述优点①膜厚均匀性好，膜内气泡少，异物不易混入；②挥发份少，对环境污染小；③形成的绝缘膜表面平滑，简化了 工艺；④生产周期短，生产效率高；⑤易于两面形成绝缘层膜，生产效率高。存在的缺点包括①材料价格高、膜厚选择余地小；②线路间和通孔内的填埋性差；③连续生产成本高。表2.16是几种代表性BUM基板用感光性绝缘树脂，表2.17是感光性绝缘树脂的主要性能。
\r\r表2.16 代表性BUM基板用感光性绝缘树脂
\r\r \r\r续表
\r\r \r\r表2.17 代表性BUM基板用感光性绝缘树脂的主要性能
\r\r \r\r感光性绝缘树脂在光致成孔过程中通常采用两种显影液，包括水性显影液（醇类水溶液、碱性水溶液等）和有机溶剂显影液。感光性绝缘树脂体系的化学组成不同，所需要的显影液也不同。对于水性显影液，感光性树脂需要含有大量羧基、羟基等亲水性基团；对于有机溶剂显影液，感光性树脂需要含有大量疏水性基团。感光性树脂主要含有主体环氧树脂、光聚合引发剂、光敏增感剂、增韧剂、消泡剂、流平剂、溶剂等。常用的环氧树脂包括双酚A型、苯酚醛型、邻甲酚醛型等。其中，由双酚A型环氧树脂、苯酚醛型环氧树脂及酸性环氧-丙烯酸酯树脂所组成的感光性树脂体系，不但具有优良的光刻工艺性，可以在水性显影液中显影，而且具有优良的黏结性、耐热性及绝缘性等，成为一种广泛使用的感光性绝缘树脂。
\r\r2.2.2 热固性绝缘树脂
\r\r随着激光微细孔加工技术的迅速发展，采用激光 BUM导通孔技术已经成熟，并得到普遍应用，加工精度越来越高。BUM用热固性树脂的用量也越来越大。将热固性树脂涂敷在基板表面，加热固化后形成具有一定厚度的树脂薄膜后，采用激光成孔加工，在固化树脂薄膜上形成微细通孔。与树脂固化前在感光性绝缘树脂上光致成孔的工艺相比，激光成孔可制备孔径更小的通孔。，热固性绝缘树脂比感光性绝缘树脂具有更好的电绝缘性、介电性及综合力学性能，可获得与铜镀层更高、更稳定的剥离强度。
\r\r热固性绝缘树脂包括胶液和干膜两种类型。胶液通常为双组分，在使用前现场混合均匀，必须在24h内使用。干膜由树脂与固化剂混合而成后，经过加热处理形成干态胶膜，室温下也会发生一定程度的固化反应，导致使用过程中熔体黏度有所变化，一般在5℃以下储存，以延长储存期。
\r\r热固性绝缘树脂通常采用环氧树脂为主体树脂。为了提高耐热性，降低介电常数及介电损耗，也可以采用 树脂、PPE树脂、PI树脂、含氟树脂、BCB树脂等。以环氧树脂为主体树脂的BUM用热固性绝缘树脂，还必须加入固化剂、固化促进剂、填料、助剂和溶剂等。所用环氧树脂主要包括双酚A型环氧树脂、酚醛型环氧树脂、多功能团环氧树脂、脂环族环氧树脂等；固化剂和固化促进剂包括双氰胺、酚醛树脂、改性酚醛树脂、咪唑类化合物等；填料包括二氧化硅（SiO2）、氧化铝（Al2O3）、氧化钛等；助剂包括着色剂、触变剂、稳定剂、阻聚剂等；稀释剂包括反应性稀释剂及有机溶剂等。
\r\r表2.18了代表性BUM基板用热固性绝缘树脂的主要性能。
\r\r表2.18 代表性BUM基板用热固性绝缘树脂的主要性能
\r\r \r\r在热固性绝缘树脂体系中，除主体树脂外，填充剂等其他组分也会对绝缘层膜的质量、性能及激光通孔工艺性产生重要影响，需要对填充剂的种类、形态、粒径、组成比例等进行优化选择。，通过对填充材料进行表面处理改性，不但可提高与树脂的界面黏结性，还可提高绝缘层的耐裂纹性。
\r\r2.2.3 附树脂铜箔（RCC）
\r\r在经表面粗化、耐热、防氧化处理的电解铜箔上涂敷一层有机树脂胶液，经加热干燥除去大部分溶剂、低分子挥发物后，使A阶段树脂转化成B阶段树脂，形成黏附着B阶段树脂膜的铜箔，即附树脂铜箔。RCC所用的铜箔为电解铜箔，厚度为12～35μm；是具有高温延伸性（THE）的低轮廓铜箔（Low Profile Copper Foil，LP铜箔）；近年来，还出现了极薄铜箔（3μm或5μm）的RCC产品，主要用于 超精细电路。RCC的附着树脂层厚度（固化前）为50～75μm，有些RCC的附着树脂层包含两层具有不同固化程度的树脂层。这些树脂具有与半固化片相似的性能指标，包括流动度、挥发物、凝胶时间、熔体黏度等。
\r\rRCC用黏附树脂以环氧树脂为主，其他包括 树脂、改性PPE树脂等。目前，市场上RCC产品大约有30多个品种。RCC具有下述特性①RCC在 BUM基板的绝缘层时，可采用多层PCB板的真空压制设备及相似的压制工艺条件；②可采用激光进行微细通孔加工，由于RCC不像半固化片一样含有玻璃纤维布，可以采用激光刻蚀加工形成微细通孔；③以RCC上附着的绝缘树脂层作为载体，易于实现绝缘层的超薄化及高平坦化；④绝缘树脂选择余地大，有利于提高耐热性、耐湿性，降低介电常数及损耗，降低吸水率，提高图形导线的剥离强度；⑤与感光性绝缘树脂比较，RCC 的BUM基板工艺简单，与导电层黏结强度高，有利于降 造成本。
\r\r由于RCC具有上述突出的特点，近年来，在BUM基板制造中获得了广泛应用。表2.19比较了代表性RCC材料的主要性能。目前，大部分RCC采用与FR-4相似的环氧树脂黏附在铜箔表面上形成的EP/Cu复合材料，主要原因在于BUM基板 成型工艺应尽量与FR-4 PCB接近，便于生产厂家掌握加工工艺，在已有设备上易实现BUM基板的 造成本。
\r\r表2.19 代表性RCC材料的主要性能
\r\r \r\r续表
\r\r \r\rRCC树脂体系的B阶段树脂应具有适宜的熔融流动性，固化成型后应具有高耐热性、高电绝缘性、耐化学腐蚀性、阻燃性等特性。RCC树脂层包含两个不同固化程度的树脂层内层树脂（靠近铜箔）具有较高的固化程度，已经固化成C阶段树脂，在加热、加压固化过程中不再熔融流动，以确保RCC绝缘层达到一定的厚度，具有优良的介电性能；外层树脂仍然为B阶段树脂，具有适当的熔融流动性，熔体黏度控制在100～1000Pa·s的范围内，在加热、加压固化过程中，熔体树脂对凸凹起伏的内层电路图形可以完全填埋。进一步提高RCC树脂层的厚度尺寸精度，提高成型工艺性，提高固化树脂绝缘性能是RCC材料需要解决的技术难题。
\r\rBUM 工艺要求厚度为50～80μm的RCC所形成的绝缘树脂层的厚度偏差控制在±2μm，以保证整体BUM基板z方向的尺寸精度，有利于 多层积层电路，提高激光蚀孔的质量和通孔的可靠性，控制多层电路板的特性阻抗精度。由于RCC绝缘树脂层没有玻璃纤维或氧化硅等填料，对提高树脂绝缘层的厚度精度带来工艺技术上的挑战。控制B阶段树脂层的涂层厚度精度、各部位厚度偏差、树脂各层的固化程度等可以有效提高树脂绝缘层的厚度尺寸精度。
\r\rRCC的成型加工过程也影响着固化后树脂层的厚度偏差。控制树脂熔体黏度及熔体流动性是改善RCC压制成型加工性的关键因素。与半固化片相似，树脂熔体流动性主要由B阶段树脂的固化程度决定。当熔体流动性偏小时，树脂不能充分填充内层线路，造成层间孔隙和层间黏结性差；当熔体流动性偏大时，树脂熔体流失量大，可能造成固化树脂层厚度减少，偏差变大，绝缘性能下降。
\r\r随着电子封装技术的快速发展，对RCC材料提出了高耐热性、低热膨胀性、高韧性等要求，尤其是高韧性，对BUM基板用RCC制造技术向更高水平发展提出新的挑战。由于RCC的绝缘树脂为热固性树脂，其中不含任何增强纤维或填料，固化后的树脂耐热性差、模量低、脆性大、热膨胀系数高，导致IC封装在金属丝焊接的高温冲击下出现绝缘树脂层坍塌或崩裂。针对这一问题，日本公司在2000年前后开发出了高Tg、高模量型RCC。所制备的BUM基板的绝缘树脂层膜具有低热膨胀系数（（20～30）×10-6/℃）、高模量（4～6GPa）。该RCC的树脂中添加了具有高纯度、高界面黏结性和高分散性的填料，形成了新的界面相控制体系，使树脂与填料的界面实现了高分散与高黏结，有效防止了填料产生二次聚集现象。表2.20是高Tg、高刚度RCC的主要性能。
\r\r表2.20 高Tg、高刚度RCC的主要性能
\r\r \r\r续表
\r\r \r\r2.3 高密度封装基板制造
\r\r高密度封装基板制造 主要包括①半固化片制备；②覆铜板压制成型；③多层互连芯板制造；④积层多层基板制造等［26］。
\r\r2.3.1 半固化片制备
\r\r将树脂胶液均匀涂敷在增强纤维布表面，经过适当加热处理后除去部分溶剂，使树脂发生部分化学反应，形成具有一定黏性的半固化树脂/纤维布胶布（或带）。将具有一定固体含量及溶液黏度的树脂胶液注入立式浸胶机的胶槽中，均匀浸渍在纤维布的表面上，经过加热烘干，得到具有一定黏性的预浸布；将预浸布两个胶面覆盖隔离膜后，裁切成一定的尺寸，叠层后冷藏保存。
\r\r树脂基体胶液主要包括环氧树脂胶液、 树脂胶液、PPE树脂胶液等。制备过程为将树脂与固化剂、催化剂、流平剂、助黏剂、溶剂等在反应釜中搅拌溶解形成均相液态胶液，调节固体含量、黏度至合适的范围待用。控制技术指标包括在一定温度下测定黏度、固体含量、密度、折光指数、凝胶时间、凝胶温度等。
\r\r树脂胶液在纤维布表面浸渍加工过程的实施是浸渍树脂溶液与增强纤维布中的空气相互交换的过程。在此过程中，树脂胶液通过上胶机的底涂辊（单方向进入树脂胶液）或挤压辊（双方向进入树脂胶液）涂敷在纤维布表面，通过控制树脂的黏度和固体含量，确保树脂在纤维布表面及纤维间的浸胶浸透性、挂胶量及膜厚均匀性。上胶机的结构、精度及控制水平是保证纤维浸胶均匀性的重要条件。尤其是挤出辊制造的精度、转速均匀性等，以及增强纤维布浸胶速度及张力控制的一致性、设备整体运行的质量等，都对半固化片的质量具有重要影响。
\r\r在浸胶过程中，尽可能使树脂胶液渗透增强纤维布的纤维内部，使树脂充满纤维的所有间隙，是封装基板具有高耐湿热性、高耐金属离子迁移性、高平整性的重要保证。对于树脂胶液来讲，分子量大小及其分布、固体含量、黏度、密度、储存稳定性及浸胶温度等都是重要影响因素；对于增强纤维布来讲，纤维布的纱捻数、经纬密度、结构参数（空隙面积、平行纱面积占比、重叠纱面积占比等）、厚度、偶联剂种类及偶联效果等都会影响半固化片的质量。
\r\r为了提高浸胶过程中树脂的浸透性和半固化片树脂层的厚度精度，还可以采用下述措施①在增强纤维布浸入胶液前，进行幅宽方向的展平、前烘；②浸渍过程采用真空浸渍工艺；③进入干燥前，精确控制湿态上胶布的“空温渗透”时间等。
\r\r浸胶后的湿态上胶布在干燥过程中发生两种变化一种是物理变化，即溶剂、水分子和低分子量挥发份的蒸发；另一种是化学变化，树脂由A阶段向B阶段转化，实现部分固化。在这种干燥过程中，需要精确控制干燥箱各段的温度和上胶布通过干燥箱的时间。干燥完成后，半固化片内只允许残留很少质量的挥发份，保证树脂胶膜具有适宜的黏性及熔融流动性，以满足后续层压板或覆铜板的压制成型工艺要求。
\r\r干燥过程中，浸渍在纤维布上的树脂在加热作用下发生化学反应，由A阶段树脂转化为B阶段树脂，达到预固化的目的。A阶段树脂是为了能够有效浸润增强纤维布形成高品质预浸料而设计的，含有一定的低沸点溶剂，易于溶解树脂形成高固含量、低黏度的树脂溶液，对纤维表面具有很好的浸渍性；当树脂浸渍完成后，在加热作用下，易于挥发，脱离树脂体系。B阶段树脂是为了能够通过模压成型形成多层玻璃布层压板及覆铜板而设计的。树脂必须具有较好的熔融流动性及熔体黏度稳定性。在加热及适当压力作用下，树脂熔体中的所有小分子挥发物，包括残留的空气、吸附的湿气及反应产生的小分子副产物等必须能够排出树脂体系，以避免在层压板内部形成缺陷或空洞。
\r\r，需要严格控制B阶段树脂在干燥过程中的交联固化程度。如果交联固化程度太高，在加热压制成型加工中树脂熔体黏度大、流动性差，压制成的层压板外观、内部质量和性能都会下降。如果交联固化程度太低，在加热压制成型加工中树脂熔体黏度太小、流动性太大，熔体树脂被大量挤出，需要排出大量的挥发份，压制成的层压板会出现贫胶、力学性能下降等问题。通过精确控制各个干燥阶段的温度可以有效控制树脂的交联固化程度。在干燥箱各阶段温度设计上，应制定温度制度，确定各个阶段的温度及时间。通常在较低温度（100～130℃）条件下，除去大部分溶剂，并使树脂发生部分交联固化反应，增加树脂熔体黏度，使树脂熔体充分浸渍纤维表面，排出所有空气及水分后，进一步提高温度，使树脂在纤维的内芯到外表都达到均匀分布状态。，采用具有一定温度梯度的干燥过程，使得溶剂、水及低分子挥发份能够分阶段脱除，有利于制备性能优异的半固化片。
\r\r半固化片的主要性能包括①含胶量（Resin content，RC，也称树脂含量）；②树脂流动度（Resin Flow，RF，也称流动度）；③凝胶时间（Gel Time，GT）；④挥发份含量（Volatile Content，VC）；⑤单张质量；⑥比例流动度（Scaled Flow Thickness）；⑦固化百分比（Cure Percent）等。对于半固化片主要质量标准的测定 ，主要有IPC-TM-650、MIL-S-13949H、JIS-G-6512等。
\r\r对于多层基板用半固化片，要求树脂能够填充满PCB导线间的空隙、尽可能降低叠层间的空气和低分子挥发物的残留、具有多层板加工时所必需的树脂/纤维布比例等。，层压板厚度、尺寸及其精度、布线密度、层数、压制加工方式和工艺条件等多种因素也对多层板的性能影响很大。，半固化片需要具有良好的储存稳定性，在不同的温度、湿度条件下要保持稳定，避免吸潮后引起凝胶时间下降、流动度增加等性能变化。具体要求为在储存温度小于20℃、相对湿度小于50%时，储存期不低于3个月；在5℃以下干燥的条件下，储存期可达到6个月。
\r\r为了满足高密度、高精细度多层封装基板的使用需求，近年来市场上出现了许多高性能的半固化片品种，主要包括①高耐热性半固化片，如 树脂半固化片、BMI树脂半固化片等；②低介电常数半固化片、改性PPE树脂半固化片等；③低热膨胀系数半固化片，如 树脂/芳纶纤维半固化片等；④薄型化多层基板用半固化片；⑤高耐金属离子迁移性半固化片；⑥高尺寸稳定性半固化片；⑦无卤阻燃性半固化片；⑧无气泡性半固化片；⑨低落粉性半固化片；⑩高厚度精度半固化片；?“一层化”半固化片；?多层基板用特种半固化片，包括芳纶纤维无纺布半固化片和无增强材料的附树脂铜箔的半固化片等。
\r\r2.3.2 覆铜板压制成型
\r\r根据设计，将多个半固化片叠层，在顶层或底层覆盖导电铜箔，铜箔粗糙面与半固化片相对放置后，在铜箔外面放置吸胶薄膜、铝箔、应力吸收薄膜等。上下各放置钢板后，置入普通压机或真空压机中，加热、加压，进行覆铜板压制成型。在覆铜板压制成型过程中，通过加热、加压使半固化片上的树脂熔融流动，进一步渗透至增强纤维间隙中，并使树脂从B阶段转化成C阶段，形成热固性树脂/纤维布层压复合材料（层压板），将铜箔黏结在层压板的上或下表面上，形成双或单面覆铜板。
\r\r采用真空压机比普通压机具有明显优势。在真空压机中压制覆铜板，可使树脂熔体在真空作用下充分填充在纤维布的间隙中，并可通过真空将小分子挥发份及包裹在树脂和纤维布内部的空气完全排除体系之外，使覆铜板的各个部位在压合时均匀受力，成品厚度均匀，并且拥有良好的精度。，由于真空压制过程中所需要施加的压力比普通压机小，覆铜板受到的应力相对较小，成品平整度更高，，对铜箔的高温氧化作用也小。在真空压制过程中，温度、压力、时间是层压过程中的3个重要工艺参数，通常可分为3个阶段预热、热压和冷却。
\r\r预热阶段是整个层压过程中最关键的阶段，也是需要精确调控各工艺参数的阶段。根据压力、温度控制方式不同，预热阶段的加热、加压可采用多种方式。其中“两步升温、两步加压”法是最普遍采用的，即在施加较小压力（一次加压）时升温至一定温度（一次升温），加压至一定压力（二次加压）时保温一定时间后，再升温至更高温度（二次升温），保温保压一定时间后，降低温度至一定程度，释放所有压力。
\r\r在预热阶段，通过加热使半固化片的树脂熔融且具有适当流动性，在压力作用下使树脂熔体润湿纤维表面的黏结面及铜箔表面的黏结面，充分填充纤维间隙，驱逐全部挥发份。随着温度的不断升高，树脂熔体流动性逐渐提高。在热压阶段，将温度进一步升高，在升温及压力作用下，半固化片的树脂由B阶段逐渐转变为C阶段，完成热固化过程。
\r\r2.3.3 多层互连芯板制造
\r\r多层互连芯板的制造 为，在单面或双面覆铜板上，经印制刻蚀法 印制电路板，再根据预先设计好的多层结构进行定位叠层，在印制电路板的上下两面分别叠放半固化片、铜箔等，在铜箔外面放置吸胶薄膜、铝箔、应力吸收薄膜、钢板等；将叠层结构放入真空压机中通过加热、加压进行多层黏结，形成含有多层印制线路的单面或双面覆铜板；将覆铜板再印制刻蚀、通孔电镀等制成电镀通孔多层互连芯板。为了保证覆铜板上的高密度布线，增加立体布线层数是最有效的 。
\r\r2.3.4 积层多层基板制造
\r\r积层多层封装基板技术是在电镀通孔多层互连基板的基础上发展出来的。积层多层基板是以多层互连基板作为芯板，在其单面或双面上将绝缘层与导电线路层进行逐步积层，构成更高密度的多层立体布线结构。20世纪90年代后期，这种技术达到了实用化水平。为了实现良好的立体电气连接，积层多层基板不再采用机械方式 通孔，取而代之的是诸如光刻、等离子、激光和喷砂等新技术。这些新的制孔技术可以在每一层线路上 大量致密的微细孔，为实现高密度层间互连打下良好的基础。积层布线法根据设计要求，可合理安排电路各层互连孔的位置，实现更佳立体互连，布线自由度高，非常适合高密度布线。
\r\r积层多层基板可以分为两部分，包括中间的芯板部分和上下的积层部分。芯板作为积层的载体和支撑，本身就是高密度互连电路板，可采用双面通孔印制电路板、多层印制电路板等 。积层部分通过绝缘层和导体层交替堆叠积层来 。为了提高层与层之间的黏结强度，每层积层前都需要进行表面处理。积层布线法按照材料、积层方式及制孔 不同，主要有3种工艺 ①附树脂铜箔 ；②热固性树脂 ；③感光性树脂 （见图2.22）［27］。
\r\r \r\r图2.22 3种积层多层基板制造工艺 比较
\r\r1）附树脂铜箔
\r\r采用附树脂铜箔进行积层时，主要通过热压、辊压等方式将其黏附在双面或多层芯板上，电镀通孔中需要填充树脂或导电浆料。为了增强表面与树脂的黏结性，需要对铜箔进行粗化，主要是对铜线路图形的表面进行电镀或刻蚀处理后，在表面黏结附树脂铜箔。一般情况下，可以采用较为传统的真空积层热压法，完成积层 ，再以此铜箔作为激光打孔的掩模进行激光打孔。化学镀铜既可以采用全板电镀法，也可以采用图形电镀法。全板电镀法是在铜箔的整个表面沉积一层铜。这样做的问题是，在 表面线路图形时，既需要刻蚀去除电镀铜层，也需要刻蚀去掉铜箔，刻蚀量较大， 难度也大。在完成一层导电线路层 后，如果需要进一步 另一层积层导电线路层，则可以在该层上再贴敷一层附树脂铜箔，再按上述过程重复即可。
\r\r2）热固性树脂
\r\r将液态热固性树脂或干膜状热固性树脂胶膜作为绝缘层涂敷或黏压在双层或多层高密度芯板表面上形成绝缘层膜后，通过激光蚀孔、表面粗化、化学电镀、刻蚀线路图形等形成一层导电线路层。在完成一层导电线路层 后，如果需要进一步 另一层积层导电线路层，则可再贴热固性树脂，重复上述过程即可。
\r\r3）感光性树脂
\r\r将液态感光性树脂或干膜状感光性树脂胶膜作为绝缘层涂敷或黏压在双层或多层高密度芯板表面上形成绝缘层膜后，通过光刻蚀孔、表面粗化、化学电镀、刻蚀线路图形等形成一层导电线路层。在完成一层导电线路层 后，如果需要进一步 另一层积层导电线路层，则可再涂敷感光性树脂或黏压感光性树脂胶膜，重复上述过程即可（见图2.23）。
\r\r \r\r图2.23 采用感光性树脂制备积层多层基板过程
\r\r2.4 高密度封装基板结构与性能
\r\r根据封装基板的布线电路层数，有机封装基板可分为单面封装基板、双面封装基板和多层封装基板。单面封装基板是封装基板中最基本的一种，电子元件一般设置在电路板的同一侧，一侧放置连接导线，由于导线都位于一面，故称为单面封装基板，在其使用过程中会受到很多工艺或者性能上的严格限制，具体应用存在一定局限性。双面封装基板则在两面都布置有导电线路。由于基板两面的电子线路需要相互连接，故需要在基板上通过设置通孔实现两面布线电路的电气连接。由于两面都有电路，故双面封装基板的使用面积几乎比单面基板扩大了一倍，能够搭载更加复杂的IC电路，实现更多功能，但也让电路布线更加复杂。多层封装基板在双面基板基础上应用更多双面布线技术，并于每层间加入绝缘胶膜进行压合而成。多层基板的层数代表着独立布线电路的层数。层数一般都是偶数，并且包括最外面的两层。目前，多层封装基板以4～8层的布线电路结构居多。虽然在技术水平上可以达到将近100层，但实用性并不高［28］。
\r\r随着芯片尺寸和I/O计数的不断增加，IC封装的应力管理成为一大挑战。随着表面贴装技术（ T）的快速发展，硬而短的微型焊球取代了柔长的引线插脚，大幅缩短了电气连接的长度。，IC封装技术面临的挑战也已经转化为基板之间相互作用的挑战，尤其对于大尺寸IC封装，当中心点距离（DNP，基板的中心到角落的距离）变得太大时，基板与PCB的CTE不匹配会导致焊球产生局部裂纹。相对于陶瓷封装基板，有机封装基板面临的挑战更严峻。对于FC-BGA封装，通过底部填充材料可以加固焊球，但也会发生显著的应力松弛现象，材料性能成为封装可靠性的关键保障。聚合物的性能与温度密切相关，在玻璃化转变温度（Tg）附近，材料性能可发生明显变化，由此更加剧了封装的复杂性。
\r\r2.4.1 单/双面封装基板
\r\r图2.24是代表性单面封装基板的截面结构图［29］。单面封装基板在封装基板的一面放置电子元件，在另一面对元件进行焊接，适用于电子元件较少的电子电路［30］。随着移动电子产品性能的不断更新和电子元件的不断小型化，封装基板的面积尺寸不断变小，制造成本不断降低。目前，在封装基板厚度减薄方面取得了很大进展，总厚度为110μm的封装基板可使用两层厚度为50μm的电介质材料进行生产。采用减法技术的细线线宽和空间间距已被提高到40μm；采用改性半加性技术，可以使电子线路的线宽和间距达到25μm。通常，单面封装基板必须具有足够的厚度，以减少由于铜布线平面的不平衡所引起的基板弯曲。
\r\r \r\r图2.24 单面封装基板的截面示意图
\r\r单面封装基板的制造 为，在单面覆铜板（1L-CCL）上，通过机械钻孔或激光烧蚀 形成用于焊球焊盘的开口；然后，按照标准光刻制图 在铜箔上涂敷光刻胶，经曝光、显影后形成设计的电子电路；，采用Ni/Au选择性地进行电镀形成球形焊盘。如果需要，则可以在电子线路图案上涂敷阻焊剂（或采用选择性的Au电镀掩模）。通过引线键合对芯片进行组装，焊球黏结均可采用通常的组装工艺过程进行。单面封装基板几乎不会发生翘曲，不需要进行任何特殊处理。
\r\r图2.25是一个典型aS3单面封装基板搭载倒装芯片后的横截面结构。该基板通过环氧塑封形成一个可靠的IC封装。
\r\r \r\r图2.25 搭载倒装芯片的单面封装基板的横截面结构
\r\r如果 的布线被完全覆盖且没有空隙，就可以使用裸芯片附着膜或环氧树脂将裸芯片直接黏附在 的封装基板上。单面封装基板的球垫开口是直径非常大的盲孔（可达300μm）。对于如此大的孔，采用激光钻孔将是一个相当缓慢和耗时的过程，成本很高。由于封装基板的制造总成本取决于每个基板表面的焊盘大小和数量，激光加工只有在大球道和小垫块的情况下才有成本效益，而采用机械钻孔+电镀通孔的 则是适宜的。在机械钻孔过程中，在焊盘位置镀铜柱，在半固化片上相同的位置进行机械钻孔；将带预钻孔的半固化片的开孔位置与铜柱位置对准，在层压过程中使半固化片固化，铜柱可在电镀后或层压后刨平，去除铜柱顶部的所有残留树脂碎屑；对铜箔面 单面电路图案，形成单面封装基板。另一种工艺是基于双图案镀覆工艺，对金属化基板进行之一图案镀覆过程，以形成布线图案，在第二图案镀覆过程中镀覆Cu柱，将预钻孔的半固化片层压在图案和铜柱上后，按照标准的工艺流程进行精加工，得到单面封装基板。
\r\r2.4.2 多层封装基板
\r\r多层封装基板的 过程是先将多层印制电路芯板、半固化片与铜箔等通过加热压制成含芯板的单面或双面覆铜板，然后通过机械通孔、电镀、刻蚀线路等工序得到多层封装基板［28］。较早且最成熟的将IC芯片与基板实现电气连接的技术是引线键合（WB）法，通过金属引线将一端焊接在芯片表面，另一端从芯片上面连接到基板的端子上。新的连接技术是倒装焊（FC）键合技术，将表面带凸点的芯片面朝下直接焊接在基板表面的焊盘上，对准的焊球或凸点与焊盘通过波峰焊使两者实现熔接互连。倒装焊键合技术的一种形式是金属柱焊接，通过回流或热压 将铜柱（CuP）与焊盘焊接在一起。由于铜柱直接镀在晶片上，并且在组装过程中不会塌陷成球形，提供了迄今为止最小的互连间距及可控的芯片间距。通过调整基板尺寸（如187mm×40mm与390mm×490mm）、面板有效区域内的引线布局及基板本身的线路布局（如6个单元与12个单元，27mm×27mm），可以实现明显的成本优化。
\r\r通过倒装焊键合连接的封装基板（FC-BGA基板）通常具有较高的I/O数及良好的布线空间。FC-BGA基板的可焊表面光洁度不含金或含金量低，确保了焊点的可靠性。I/O数低于500个的小型IC封装也可以组装在PC-BGA基板上，I/O端子密度较低时可以通过层压技术实现。近年来，FC-CSP基板技术也得到了快速发展。高密度封装基板（HDI）仅用于非常高端或高密度的设计，有力支撑了系统级封装（SiP）的爆炸性增长。
\r\r通过电镀通孔（PTH）实现层间互连的多层封装基板，包括两层（2L）、四层（4L）和六层（6L）等不同的层数。其中电镀通孔包括过孔（BV）、盲孔和掩埋PTH等。多层封装基板是将环氧树脂/玻璃纤维布层压覆铜板经过机械钻孔、电镀通孔后，对铜箔进行光刻、显影形成布线电路， 焊盘得到封装基板。为了实现覆铜板的薄型化，可以减少玻璃纤维布的层数，目前最薄的覆铜板只有一层玻璃布。铜箔一般使用厚度为12μm的电解铜箔。为了达到RoHS法案中环氧树脂无卤化和绿色化的要求，环氧树脂已经实现了绿色替代。代表性的两种无卤阻燃性环氧树脂包括日本三菱公司的MCL-E679系列环氧树脂产品和日立化学公司的HL832系列环氧树脂产品（见表2.21）。
\r\r表2.21 最常见的电介质CCL材料的性能
\r\r \r\r为了避免封装基板在热冲击下发生变形等问题，采用具有低热膨胀系数（CTE）的S-玻璃纤维布（S-Glass）代替E-玻璃纤维布（E-Glass），通过液晶聚合物链段及弹性体链段对环氧树脂进行改性，并通过添加特殊填料等 ，低热膨胀系数的BGA封装基板被成功研制，其CTE降至1.5～5×10-6/℃，Tg达到260～270℃。
\r\r多层封装基板的厚度已经从200μm降低至150μm和100μm，甚至更薄。需要注意的是，人的发丝直径约为100μm。目前，应用的最薄介电核心材料厚度约为40μm和25μm，其中40μm厚度的核心材料在总厚度为100μm的成品封装基板中已占据了相当大的比例。下一个目标是使封装基板的最终厚度达到80μm。
\r\r为了进一步减少封装基板厚度，必须减小并严格控制布线电路上的阻焊剂厚度。典型的阻焊层厚度平均为15～30μm，而实际的工业标准阻焊剂是液态、可光成像的油墨，通过丝网印刷，采用幕涂或辊涂方式施涂。施加油墨后，表面立即变平，成为相对平坦的表面。，在干燥期间，油墨将开始在迹线和空间上形成共形的形貌，即在布线之间蒸发的溶剂总量远大于迹线上蒸发的。，油墨就会在基板表面上形成山峰和山谷交替的波浪形状。在阻焊剂的固化过程中，由于固化收缩通常使形貌恶化——阻焊层中的两个反应性部分，用于光反应性的丙烯酸酯及用于热反应性和化学电阻率的环氧树脂，通常在聚合固化过程中都发生大量的收缩。针对这种情况，可以采用下述几种措施使形状变化最小化。①在曝光前仔细控制干燥轮廓。随着溶剂的蒸发，黏度增加，流平速度减慢，黏度的增加可以通过提高温度来抵消，蒸发速度也会增加。高温下还可导致结皮效应，其中表面蒸发速度快于溶剂的整体扩散速度。，最有效的温度控制曲线可能是阶梯状曲线。②加入不同沸点的溶剂有助于有效地管理黏度分布，但需要大量的试验来确定更佳的溶剂混合比例和浓度。③将阻焊层在一定温度和压力下干燥（或-B阶段）后，通过PET覆盖膜（聚乙烯对苯二甲酸酯）的层压可以提供一定程度的流平性能。使用PET薄膜的更大好处是提高了图像分辨率丙烯酸酯的光反应通常受到氧气的阻碍，即使在真空曝光系统中也存在氧气，导致分辨率降低。PET薄膜可更大限度地减少在曝光过程中氧气向阻焊膜中的再扩散，从而产生更清晰的图像和分辨率。④干膜（DF）阻焊层。干膜阻焊层是减少形貌变化和减小厚度最有效和最简单的 。本质上，它是一种与DF光刻胶相同形式的阻焊层。该阻焊层被涂覆在PET载体膜上。该PET载体膜可保护阻焊层在暴露过程中免受污染、接触和氧气的污染，并用PE（聚乙烯）隔离片将阻焊层卷起来。DF阻焊层需要真空层压（真空、压力和高温），以完全密封走线而不会残留空气。对于基板制造商来说，其确实有很大的优势，而材料涂层的清洁度要求由材料供应商来处理，而不是由基板制造商来处理。
\r\r近年来，市场上出现了几种阻焊剂新产品，具有较低的CTE和较高的Tg。表2.22比较了典型阻焊层材料的性能。
\r\r表2.22 典型阻焊层材料的性能
\r\r \r\r续表
\r\r \r\r（1）四层封装基板（4L-BGA）。最简单的4层BGA基板是将双面覆铜板经过机械钻孔、电镀通孔后，再对铜箔进行曝光、光刻，形成布线电路后， 焊盘得到双面互连芯板；在芯板两面与半固化片和铜箔压制得到含双面互连芯板的覆铜板，再对该覆铜板进行机械钻孔及电镀通孔，对铜箔进行曝光及光刻后形成布线电路， BGA焊盘，得到四层BGA封装基板。
\r\r更复杂的四层BGA封装基板可以埋置PTH以提高引线可焊性，其工艺流程基本遵循两层基板到阻焊层的过程。通常，用于PTH连接的内部平面尺寸会增加，以确保PTH被内部平面完全包围，并避免任何孔洞破裂。配准更精确的 是使用X射线钻机使用X射线照相机，确定内部配准基准，并相应地放置用于后续PTH钻进的新工具孔。近年来，工业上已经引入了对PTH的激光钻孔，不是单次钻孔，而是分两次钻孔，从面板的每一侧钻孔一次，从而形成一个X形通孔（X-via），孔的定位精度得到了显著提高，可 更小尺寸的焊盘和具有更好的布置能力。
\r\r（2）六层封装基板（6L-BGA）。随着基板层数的增加，制造工艺更加复杂，制造成本急剧上升。当其他参数保持不变时，在两层基板基础上每增加一对层，成本增加约50%。对于最简单的6L-BGA封装基板，只要通过 层间互连的PTH，就可按顺序构建。 顺序从 两层芯板开始，在其两面通过压制半固化片与铜箔层形成四层覆铜板，将其进行通孔、布线形成四层芯板，再将四层芯板两面通过压制半固化片与铜箔层形成六层覆铜板，将其通孔、布线形成6L-BGA封装基板。一种变形是在两层芯板上形成掩埋通孔（BPTH），将四层埋孔芯板与半固化片和铜箔经研制形成六层覆铜板，再对通孔互连、刻蚀铜箔形成布线，形成6L-BGA封装基板。
\r\r，还可采用平行处理方式，通过采用两个具有不同图案的芯板形成6L-BGA基板。采用同样的 工艺，也可以在一个或两个芯板中使用埋孔，得到含有盲孔的6L-BGA封装基板。该基板可允许更复杂的布线，而不会带来太多的制造复杂性。平行处理方式具有许多优点①可缩短循环时间，可以构建四层结构；②一次层压可以代替两次；③可提高成品率，可分别检查和标记芯板。，平行处理需要指定一种钉扎方案，以确保层压过程中的层间位置对准，确保每个PTH的叠层焊盘都不会打孔。根据设计要求和成本优化，盲孔可放置在四层和六层基板的任意层面上。
\r\r2.4.3 有芯积层基板（BUM）
\r\r随着激光钻孔技术的出现，制造可控深度的盲孔（BV）成为可能。目前，CO2激光和紫外线（UV）激光钻头技术占据主导地位，而准分子激光技术也可以使用，但数量有限。CO2激光可以穿透玻璃和有机物，会被Cu阻挡，目前的孔径限制为60μm或更大。因为不能钻穿铜层，所以需要通过常规光刻工艺形成所需的铜孔图案，即采用典型的曝光—显影刻蚀—剥离（DES）技术对铜箔进行刻蚀形成通孔后，采用CO2激光对树脂绝缘层进行烧蚀。
\r\r紫外线激光可以烧蚀铜及半固化片，但对两者的烧蚀速度不同，烧蚀至捕获垫处停止。如果顶部没有铜箔，则烧蚀成孔速度较快。UV激光的孔径通常为50μm或更小，可以实现更佳的生产效率。，CO2激光器的通量高，在市场上占据主导地位［29］。在完成激光钻孔后，形成的埋孔（BV）需要像标准PTH一样进行清洗和电镀。这在实际生产过程中遇到了许多挑战，主要包括①由于流体动力学的局限性，溶液流动受到限制，会引起表面润湿性、扩散限制和气泡截留等问题；②在生产过程中，埋孔的典型长宽比（深度与直径之比）从0.7增加到1甚至更高，如何能够实现高质量的铜孔填充，即以最小的凹痕形成电镀埋孔是一个技术挑战。与通孔（PTH）的电镀一样，应保证电镀液向通孔中间流动，电镀发生在孔洞内而不是仅电镀在孔洞表面。
\r\r（1）两层过孔基板除钻孔过程不同外，两层过孔（ViP）基板的工艺流程与标准两层基板相同。在单侧（晶片一侧）形成的定型掩模，通过CO2激光实现通孔。芯板厚度低至80μm，顶部的埋孔直径也小至80μm。埋孔的可靠性是一个更大的技术挑战，通常要求通孔能够承受1000次以上-65～150℃的热循环而不会开裂。为此，设计了电阻变化测试考核，将数百个互连成环形链的埋孔进行热循环并定期进行电阻测试，只有当电阻变化低于百分之几时才能达到设计要求。经验表明，电阻变化主要取决于裂纹的形成，而裂纹的形成对通孔底部的清洁度、化学镀铜质量及底部的通孔形状都非常敏感。热循环测试考核也可以基于埋孔的热阻抗特性测试，可大幅缩短测试时间，主要原因是BGA焊盘可被用作埋孔的捕获焊盘。在过孔设计中，BGA焊盘旁边需要 一个PTH焊盘，看起来像一块“狗骨头”，以提供更多空间。在激光钻孔过程中，每个面板都是一个接一个地钻孔，严重限制了产品的生产效率。，“狗骨式”设计具有很高的生产率，因为在机械钻孔过程中会堆叠两个或更多的核心，也可以使用没有“狗骨头”的PTH，PTH必须填充环氧树脂和镀帽，填充过程需要后填充研磨，以去除多余的环氧树脂。这个过程需要仔细控制磨削压力，以避免芯棒拉伸和撕裂。激光钻孔速度的提高促进了X通孔的引入。这些X通孔在电镀过程中很容易被铜填充。X通孔提供了更小的捕获板，从而提供了更高的布线密度。
\r\r（2）1+2+1四层基板是一系列依次构建的高密度基板中的之一个。最简单的形式是将带有PTH、常规PTH或X通孔的两层布线图形的芯板与半固化片和铜箔等通过层压形成四层空白芯板。激光通孔的形成和基板的完成工艺与两层ViP基板相同。将激光 的埋孔放置在捕获板内部，要求激光器必须能够接近用于形成捕获垫的基准。理想情况下，电镀后使用相同的基准来显示图案。1+2+1基板也包含连接顶层和底层的PTH。需要对埋孔进行激光钻孔后再钻孔。需要修改电镀参数才能实现BV和PTH的电镀。BPTH呈“甜甜圈”状，即中心未被Cu覆盖，PTH在下一层的层压过程中充满了热固性树脂。为了增加布线密度，PTH可以采用Cu覆盖，需要额外处理在对核心进行钻孔和电镀后，必须重新填充并电镀PTH。目前，脉冲电镀和改进的电镀化学工艺可以直接填充这些较浅的PTH，从而大大简化了工艺。BV可以位于PTH盖的顶部，在内核中使用X通孔可简化处理。
\r\r传统上，PTH封堵是通过在PTH中填充环氧树脂后，固化并研磨去除任何突出Cu表面的树脂残留物。研磨过程必须小心控制压力，否则芯棒将以不受控制的方式拉伸，从而导致较高的配准公差。，过度研磨也会使铜的厚度不均匀。堵孔用的环氧树脂通常填充陶瓷或二氧化硅颗粒，以减小热膨胀。在后续加工过程中，环氧树脂的高热膨胀会在铜帽上施加大量应力，并导致应力开裂。为了避免这种情况，可采用具有高玻璃化转变温度（Tg）和高填料含量的环氧树脂，以更大限度地降低热膨胀系数（CTE）。目前，批量生产的最薄1+2+1基板的厚度为180～220μm。
\r\r（3）1+4+1六层基板采用的四层芯板上带有PTH，每个PTH都有盖帽，BV则是VoP形式。除四层芯板外，其 过程与相应的1+2+1基板基本相同。这种类型基板的应用范围有限，主要用于具有严格电源分配和屏蔽要求的情况。
\r\r（4）2+2+2六层基板从第二次层压开始，在1+2+1芯板上 埋孔，以构建第二个积层布线层，其中埋孔为交错式BV。在电镀过程中，用铜堵住通孔，通过适当配准，实现通孔堆叠，实现进一步致密化。最终的设计是将埋孔堆叠在有盖PTH的顶部，通常PTH不存在从之一到第六层间的连接。除先进基板设计外，这种结构正成为模块和无线应用的一个非常普遍的设计。
\r\r2.4.4 无芯积层基板
\r\r无芯积层基板是指采用ALIVH和B2it等技术 的积层多层基板。其更大的特点是不用芯板、通孔及电镀来实现层间电气互连，即无须采用常规 生产具有较低层间互连密度的多层芯板，而采用超高密度的层间互连技术直接制造BUM基板。
\r\r（1）ALIVH BUM基板在结构上没有芯板部分和积层部分的区别，可以在所有布线之间的任意位置形成内连导通孔（IVH），故整个基板具有相同的层间互连密度，可达到更高密度的互连等级，具有厚度更薄、尺寸更小等特点，大大缩短了各元器件间的信号传输距离，有利于封装基板向着更小型化、更高密度及更高可靠性方向发展。
\r\r图2.26是四层ALIVH BUM基板的IVH剖面结构。其中芳纶纤维无纺布（Aramide）/环氧树脂（EP）复合材料（Ar/EP）介质层的厚度为0.10mm，铜箔厚度为18μm，线宽/间距达到60μm/90μm，所 的四层基板厚度为350μm，六层基板厚度为550μm（0.55mm）。由Ar/EP半固化片加热固化形成的Ar/EP层压板具有很低的CTE，可在6～10×10-6/℃范围内调控，与芯片的CTE很接近。所制备的ALIVH BUM基板质量更轻、热膨胀系数较低、介电常数较小、平滑性好（见表2.23），可取代陶瓷基板应用于CSP、SiP等先进封装领域。
\r\r \r\r图2.26 四层ALIVH BUM基板的IVH剖面结构
\r\r表2.23 芳纶/环氧（Ar/EP）层压板的主要性能
\r\r \r\r续表
\r\r \r\rALIVH BUM基板制造关键技术，主要包括半固化片材料 、激光蚀孔操作/填充导电胶及对位层压等。图2.27是四层ALIVH BUM基板的制造过程。①按照结构设计，先采用CO2激光在Ar/EP半固化层压板上打孔加工，然后在孔洞中填充环氧树脂导电胶，形成Ar/EP半固化片；②通过热压工艺，将Ar/EP半固化片的上下两面与铜箔压合形成Ar/EP覆铜板，继而将铜箔光刻形成带布线图案的芯板（IVH）；③将芯板的上下两面分别叠合Ar/EP半固化片和铜箔，形成铜箔/半固化片/芯板/半固化片/铜箔叠层结构，通过热压固化形成含两层线路芯板的双面覆铜板，继而将两面的铜箔进行光刻形成四层ALIVH BUM基板。
\r\r \r\r图2.27 四层ALIVH BUM基板的制造过程
\r\rALIVH BUM基板采用芳酰胺纤维无纺布而不是玻璃纤维布作为增强材料，浸渍热固性环氧树脂后，经加热、加压部分固化形成Ar/EP半固化片，再使用CO2激光钻孔机对固化片进行红外激光（波长9.6μm）蚀孔。芳酰胺和环氧树脂都是碳氢有机聚合物，在红外区的吸收率很高，能将绝大部分高能量的红外光吸收并转化为热能，引起树脂熔化甚至燃烧形成CO2、H2O和NO2等小分子挥发份，形成微孔。如果采用玻璃纤维布/环氧树脂半固化片，则必须采用UV激光蚀孔。近年来，随着紫外激光蚀孔技术的快速发展，采用UV激光（193～308nm）、尤其是固态Nd:YAG紫外激光，对玻璃布/环氧树脂层压板进行刻蚀，可形成孔壁光洁的“冷”孔，比CO2红外激光蚀孔技术具有明显的优势。
\r\rALIVH BUM基板制造过程中由激光刻蚀形成的微小通孔，采用导电胶来填充以实现电气互连，导电胶的主要成分包括铜粉（或含少量银粉等）、环氧树脂及固化剂等。通常采用不锈钢模板刮印 将具有适当流动性的导电胶液刮压入激光刻蚀的微孔中后，在其上下两个表面黏贴粗化的铜箔（18μm），在180～200℃下进行真空层压，使半固化片与导电胶固化，形成双面覆铜板，并按照常规的图形转移或直接成像技术 所需的布线图形，形成两层互连的基板。如果以该两层互连基板作为芯板，在其上下两侧面各加一个由激光蚀孔和导电胶填充的半固化片及粗化铜箔，经过真空层压和常规图形转移或直接成像形成导电线路，则可得到四层互连基板。如果采用两个双层互连基板作为芯板，四层半固化片分别加以隔开，再在上下两面分别加覆一层粗化铜箔，便可制成六层互连基板。根据同样的方式可 层数更多的基板。
\r\r，芳酰胺纤维具有负的CTE，而浸渍的环氧树脂具有正的CTE，通过调控两者的组成比例可以有效调节Ar/EP层压板的CTE（5～7×10-6/℃），使之接近芯片的CTE，以降低焊接过程中尺寸随温度变化过大而引起的内应力，有效提高甚高密度互连（VHDI）的可靠性，大大提高各种通信设备的可靠性和使用寿命。
\r\r由于ALIVH BUM基板的层间电气互连是通过铜粉/环氧树脂导电胶实现的，而不是通过通常的孔金属化，其导电胶的层间电气连接电阻小于1mΩ，层间连接呈现很好的黏结力和导电性。经过低温和高温老化试验、高温高湿试验、PCT试验，基板电阻变化率都低于10%，具有十分稳定的导电性，即使经过200℃的高温冲击试验，也不会发生断路等问题，显示出很高的抗热冲击性能（见表2.24）。
\r\r表2.24 ALIVH BUM基板使用导电胶的层间连接可靠性
\r\r \r\r续表
\r\r \r\r采用ALIVH工艺 BUM基板，尤其是采用导电胶取代传统的打孔、电镀工艺来优化层间连接工艺技术，大大简化了工艺流程，降低了 成本，达到了更高的布线密度。与有芯板的BUM相比，ALIVH BUM基板具有更高的密度、更简单的工艺、更优的性能、更低的成本等优点，已经成功应用于手机、笔记本电脑等领域。表2.25了三种不同类型的ALIVH BUM基板的主要性能。
\r\r表2.25 不同类型ALIVH BUM基板的主要性能。
\r\r \r\r（2）B2it积层基板（BUM）技术是将PCB制造技术与厚膜制造技术结合而成的新型甚高密度互连布线技术，将预先在铜箔表面上使用导电胶 的导电凸块穿透熔融态的半固化片使两面的铜箔连接在一起，从而实现层间互连。不需要孔加工、电镀铜等工艺，比ALIVH技术具有更显著的优点，是高密度基板制造技术的一个重大技术突破。
\r\r在B2it BUM基板 过程中，将导电胶（含铜粉或少量银粉）刮印在铜箔表面，加热固化后，形成圆锥形状的导电凸块，其直径为0.2～0.3mm。如果 两层B2it BUM基板，则将带有导电凸块的铜箔、半固化片、铜箔上下依次叠合后放入加热，加热至半固化片完全熔融后，加压使圆锥状凸块能顺利穿透熔融态的半固化片，并与另一面的铜箔表面接触，实现熔融黏结，形成层间电气互连。对于四层B2it BUM基板，以上述 的两层B2it BUM基板为芯板，在其上下两面分别叠合半固化片、带导电凸块铜箔，形成带导电凸块铜箔/半固化片/两层B2it BUM芯板/半固化片/带导电凸块铜箔的叠合结构后，放入压机中加热，加热至半固化片完全熔融后，加压使铜凸块能顺利穿透熔融态的半固化片，并与另一面的铜箔表面接触，实现熔融黏结，形成四层电气互连的B2it BUM基板。
\r\r导电胶由导电铜粉（银粉或含少量银粉的铜粉等）、高Tg热固性树脂（如环氧树脂、 树脂等）和固化剂等组成，不能含有挥发性物质，如溶剂等。导电胶固化形成的柱状导电凸块应具有较强的耐热性，其玻璃化转变温度（Tg1）应该要比半固化片树脂的玻璃化转变温度（Tg2）高30～50℃。在层压过程中，加热使半固化片的树脂熔融处于流动状态时，导电凸块还处于固体未软化状态，就可以顺利穿透半固化片的熔融流动态树脂，与另一面的铜箔黏结而实现层间电气连接。导电胶的导电颗粒粒径应尽量小，以利于穿透增强纤维无纺布的孔径。采用对导电胶进行印刷的不锈钢模板的漏印窗口，应具有高的孔壁垂直度及光洁度，以保证能够漏印出更佳的导电凸块形状。
\r\r在通过加热、加压的层压 实现铜箔的层间互连的过程中，层压温度、压力、导电凸块外形等都需要精准调控，才能保证导电凸块能够穿透或滑进半固化片的纤维层并显露出尖端与另一面铜箔接触，再设置所需的层压条件进行层压，从而固化成型。
\r\r将层压覆铜板 完成后，按常规 表面电路图形，得到双面布线的基板或芯板，依此类推，在此双面芯板的两面上各依次叠加半固化片和带导电凸块的铜箔，再经过层压、图像转移加工可得到4层B2it BUM基板。以4层B2it BUM基板整体作为芯板，可 8层B2it BUM基板。由这种 的基板也叫全B2it BUM基板。将B2it基板技术与传统PCB技术结合起来，也可以 混合式B2it BUM基板。，B2it BUM基板共包括4种类型①双面B2it BUM基板；②多面B2it BUM基板；③混合式6层B2it BUM基板，由两个双面B2it BUM芯板和一个传统双面基板组成；④混合式10层B2it BUM基板，由四层双面B2it BUM芯板和一个传统双面芯板组成。图2.28是4种类型B2it BUM基板的剖面结构图。
\r\r混合式B2it BUM基板的 过程是先分别 双面或4层B2it BUM芯板及PCB板，再根据具体需要对位层压而成。相比纯粹的B2it BUM基板，这些多种多样的混合式B2it BUM基板具有特殊的贯通孔结构，有助于改善基板的散热性。相比传统的多层互连基板，混合式基板具有更高的布线密度和布置内部导通孔等优点。 B2it BUM基板的关键技术是导电胶性能调控、导电胶凸块印制和层间互连层压工艺的精确控制。为了实现导电凸块的穿透，需要采用单层结构与合适厚度的半固化片。为了满足高速元器件的实装要求，需要采用低介电常数的树脂，如改性双马树脂、改性 树脂、改性PPE树脂等，合理地利用这些材料技术可使B2it BUM基板满足高频、高速电路的各种实装要求。
\r\r \r\r图2.28 四种类型B2it BUM基板的剖面结构图
\r\r与展望刚性高密度封装基板是在PCB技术基础上，为了满足高密度IC封装的需求而发展起来的新型基板技术，目前已经成为国家微电子产业的核心技术。随着IC电路封装朝着高速化、高性能化、小型化、薄型化、低成本化等方向的快速发展，高密度封装基板需要承担的责任越来越重要，承载的功能越来越多，要求封装基板及其材料制造技术必须朝着更高水平快速发展。高密度封装基板制造技术由多层互连芯板及关键材料制造技术与积层多层板及其关键制造技术共同构成，主要用于BGA、CSP、WLP、SiP等高密度封装，大力发展刚性封装基板材料技术对于推动微电子产业的快速发展具有至关重要的作用。
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