基板技術(shù)是倒裝晶片工藝需要應(yīng)對(duì)的最大挑戰(zhàn)。因?yàn)槌叽绾苄。ㄐ〉脑?，小的球徑，小的球間距，小的貼裝 目標(biāo)），基板的變動(dòng)可能對(duì)制程良率有很大影響：

·密間距貼裝良率極易受限于阻焊膜和焊盤(pán)的尺寸公差；

·由于尺寸通常很小，對(duì)基板的變形非常敏感；

·基板焊盤(pán)的表面處理直接影響焊接性能和可靠性；

·基板的厚度也影響到產(chǎn)品的可靠性；

·由于暴露在周?chē)h(huán)境中，水汽在基板內(nèi)會(huì)導(dǎo)致阻焊膜和碾壓層分層；

·使用前需要烘烤，影響整個(gè)工藝流程；

·儲(chǔ)存環(huán)境需要干燥；

·設(shè)計(jì)師必須在基板成本、制造技術(shù)、產(chǎn)品功能、供應(yīng)商制程能力和良率之間找到平衡點(diǎn)。

基板材料一般為硬質(zhì)板和柔性電路板，還有其他的一些基板材料選擇，如表1所示。較普遍的使用玻纖加強(qiáng)的 FR－4環(huán)氧樹(shù)脂材料，BT樹(shù)脂材料是另外一種選擇，有溴化物添加其中，要考慮對(duì)環(huán)境的影響。

柔性電路板的材料一股為聚酰亞胺，其粘貼在銅線(xiàn)路上。由于制造工藝的問(wèn)題，往往會(huì)有膠水被“擠出”，在 組裝工藝中會(huì)產(chǎn)生大量氣泡的現(xiàn)象，如圖1所示。

（1）阻焊膜

阻焊膜一股以液態(tài)定影技術(shù)獲得（LPI），也可以使用干膜法。典型的LPI材料有TaiyoPSR 4000（Aus303，Aus5……），Enthone DSR3421和Probinmer 65/74/77。不同的獲得方式其厚度會(huì)不太一樣 ，采用“溝槽”方式的厚度0.4～0.7 mil，一般為1～2 mil。SMD方式會(huì)有較厚的阻焊膜，厚的阻焊膜會(huì)減小晶 片下的間隙，從而影響底部填充工藝及可靠性，同時(shí)厚的阻焊膜會(huì)增加“阻焊膜陰影效應(yīng)”，影響裝配良率。

表1 基極材料選擇表

圖1 回流焊接過(guò)程中產(chǎn)生氣泡

阻焊膜的開(kāi)孔設(shè)計(jì)和制造精度對(duì)裝配良率及可靠性有非常大的影響。通常阻焊膜在銅箔上窗口精度為±3 mil＠ 3 slgma，比較好的可以控制在±2 mil，而對(duì)于軟板其精度會(huì)差些，在±4 mil，有時(shí)會(huì)更差。通常，阻焊膜會(huì) 有一定程度的偏移，如圖2所示，會(huì)影響到貼裝的精度。

　圖2 阻焊膜偏移導(dǎo)致貼片干涉及誤差

阻焊膜窗口設(shè)計(jì)時(shí)要考慮以下因素：

·阻焊膜窗口尺寸公差——SMtol；

·阻焊膜位置公差——SMre；

·貼片偏差——PMpe。

不考慮阻焊膜厚度的影響，其窗口尺寸與各偏差之間的關(guān)系如圖3所示。

　圖3 阻焊膜窗口與各偏差之間的關(guān)系

如果考慮阻焊膜的厚度，我們必須要注意阻焊膜“陰影效應(yīng)”。由于它的存在，使得焊球在回流焊接過(guò)程中不 能完全接觸焊盤(pán)而形成完整的“可控坍塌連接”，導(dǎo)致焊點(diǎn)內(nèi)應(yīng)力的或者電氣連接問(wèn)題。

在圖4中，Mt為銅箔上阻焊膜厚度；Bd為焊球直徑；MShadow為陰影區(qū)，焊球不能接觸焊盤(pán)。

圖4 阻焊膜“陰影效應(yīng)”示意圖

為了消除阻焊膜“陰影效應(yīng)”的影響，需要適當(dāng)加大阻焊膜的窗口。

（2）焊盤(pán)的設(shè)計(jì)

較大的焊盤(pán)可以以滿(mǎn)足貼裝設(shè)備精度要求，同時(shí)在回流焊接過(guò)程中，使焊球有足夠的塌陷，讓最小的焊球亦能 接觸焊盤(pán)并焊接完好。但焊盤(pán)太大，會(huì)減小器件和阻焊膜之間的間隙，從而影響底部填充工藝。在設(shè)計(jì)時(shí)需要考 察供應(yīng)商真正的制造能力。倒裝晶片焊盤(pán)設(shè)計(jì)的一般常見(jiàn)的有以下幾種形式。

①四周單排或交錯(cuò)排例，采用NSMD（No Solder Mask Defined）方式，銅線(xiàn)由焊盤(pán)之間引出至導(dǎo)通微孔。這種 方式常見(jiàn)于間距較大的設(shè)計(jì)，而對(duì)于精細(xì)間距的焊盤(pán)設(shè)計(jì)，則應(yīng)用細(xì)導(dǎo)線(xiàn)技術(shù)將銅線(xiàn)引出，如圖5所示。

②單獨(dú)的焊盤(pán)，應(yīng)用在較大的間距設(shè)計(jì)中，采用SMD（Solder Mask Defined）方式。

③阻焊膜“溝槽”，這種設(shè)計(jì)比較常見(jiàn)。所有焊盤(pán)和一部分銅線(xiàn)暴露在阻焊膜窗口內(nèi)，這樣可以降低阻焊膜窗 口偏移的影響，如圖6所示。

圖5 焊盤(pán)設(shè)計(jì)（1） 圖6 焊盤(pán)設(shè)計(jì)（2）

④阻焊窗口直接開(kāi)設(shè)在銅導(dǎo)線(xiàn)上，以暴露在窗口內(nèi)的一部分銅導(dǎo)線(xiàn)作為焊盤(pán)，這也是一種常見(jiàn)的方式，如圖7所示。

焊盤(pán)的制造精度一股為±2mil＠3 slgma，通常會(huì)由于過(guò)蝕而產(chǎn)生系統(tǒng)偏差。下面是我們可以經(jīng)常見(jiàn)到的細(xì)間 距或高密度電路板制造缺陷，主要是銅箔腐蝕及阻焊膜窗口偏差的問(wèn)題，如圖8和圖9所示。

圖8 銅箔腐蝕缺陷圖9 焊盤(pán)度與阻焊膜膜窗口寬設(shè)計(jì)

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