一、高密度軟板定義：

  一般是從細(xì)線與微孔的制程能力來定義高密度軟板，線間距（Pitch）小于150μm，微孔孔徑小于150μm（IPC之定義）都可說是高密度軟板，而超高密度軟板，則是進(jìn)一步縮小　。應(yīng)用高密度軟板可區(qū)分幾個(gè)領(lǐng)域：

  A.IC載板：如CSP、BGA等

  B.資訊產(chǎn)品：如硬碟（Hard Disk）、噴墨印表機(jī)（Ink Jet Printer）

  C.消費(fèi)性產(chǎn)品：如照相機(jī)（Camera）、行動(dòng)電話（Mobile Phone）

  D.辦公室自動(dòng)化產(chǎn)品：如傳真機(jī)（Facsimile Machine）

  E.醫(yī)療產(chǎn)品：如助聽器（Hearingaid）、電擊器（Defibrillator）

  F.LCD模組

　近兩年高密度軟板需求成長較傳統(tǒng)FPC要高很多，本文針對幾種需求量較大的高密度軟板做一整理介紹。

  二、應(yīng)用

  1.　TBGA（Tape Ball Grid Array）

  IC構(gòu)裝一直朝輕量化發(fā)展，許多公司設(shè)計(jì)使用軟板當(dāng)做IC載板，除了高密度外，優(yōu)異的熱傳及電性也是考慮使用的主因。

  TBGA是使用軟板當(dāng)做IC的載體，具有細(xì)線及薄型效果，目前應(yīng)用以一層金屬銅較多，二層金屬的使用也逐漸增加，見圖3~5。TBGA量產(chǎn)的尺寸由11mm×11mm至42.5mm×42.5mm，腳數(shù)由100到768，圖6是SONY公司以軟板為構(gòu)裝載板的TBGA。最大量的TBGA構(gòu)裝應(yīng)是256及352腳數(shù)，35mm×35mm的構(gòu)裝。應(yīng)用TBGA構(gòu)裝的產(chǎn)品主要是微處理器、晶片組、記憶體、DSP、ASIC及PC網(wǎng)路系統(tǒng)等。

  2.Chip Scale Package，CSP晶片級尺寸構(gòu)裝CSP的構(gòu)裝強(qiáng)調(diào)晶片尺寸的構(gòu)裝體積，目前有四種主要的型式，分別為硬質(zhì)基板（Rigid Substrate）、導(dǎo)線架（Lead Frame）、軟質(zhì)基板（Flex Interposer）及晶圓型（Wafer Level），其中軟質(zhì)基板即是采用高密度軟板當(dāng)做IC承載基板，它跟TBGA最大的不同是在構(gòu)裝完成后的尺寸，因TBGA是采Fan-out方式構(gòu)裝，構(gòu)裝實(shí)體較IC大很多，而CSP采用Fan-in方式構(gòu)裝，實(shí)際構(gòu)裝實(shí)體不超過IC的1.2倍，所以有晶片級構(gòu)裝之稱，使用的構(gòu)裝IC有Flash記憶體、SILM、ASIC及數(shù)位訊號處理器（DSP）等，用途則是在數(shù)位相機(jī)、攝錄影機(jī)、行動(dòng)電話、記憶卡等產(chǎn)品。一般使用Wire Bonding方式做IC與軟性載板的連接，但近來逐漸使用Flip Chip方式的連接方法。至于與PCB的連接，主要還是以錫球陣列（BGA）方式的為主。CSP整個(gè)構(gòu)裝實(shí)體尺寸視IC大小而定，一般尺寸由6m×6mm到17m×17mm，構(gòu)裝間距則由0.5mm到1.0mm，　是典型的軟板型CSP構(gòu)裝代表之一。Tessera的μBGA則是CSP的鼻祖，國內(nèi)有幾家由其授權(quán)生產(chǎn)。

  3.LCD驅(qū)動(dòng)IC構(gòu)裝

  過去LCD驅(qū)動(dòng)IC大部分是以高密度軟板的TAB（Tape Automatic Bonding）的方式進(jìn)行構(gòu)裝，藉由異方性導(dǎo)電膠（ACF）將TAB外接腳（內(nèi)接腳與IC Bonding,見圖9）與LCD面板的ITO電極做導(dǎo)通連接，最小pitch可達(dá)50μm。所采用的TAB Tape寬幅為48mm與7mm較多，典型的1/0數(shù)目為380，主要的應(yīng)用產(chǎn)品是行動(dòng)電話、攝錄影機(jī)、筆記型電腦等。不過以TAB方式進(jìn)行LCD驅(qū)動(dòng)IC的構(gòu)裝，只單純對驅(qū)動(dòng)IC進(jìn)行構(gòu)裝，其它的被動(dòng)元件還是必須靠另一PCB來承載，如此將造成整個(gè)LCD構(gòu)裝尺寸無法再有效縮小，于是有人開始使用不同于TAB方式但同屬高密度軟板構(gòu)裝的COF（Chip on Flex）方式來做LCD驅(qū)動(dòng)IC的構(gòu)裝，COF方式構(gòu)裝除了可置放驅(qū)勸IC外，一些電阻、電容被動(dòng)元件亦可以表面黏著方式置于其上，解決了再使用比PCB所造成構(gòu)裝體復(fù)雜及過大的問題，這是目前熱門的LCD構(gòu)裝方式，非常具有潛在的市場，但細(xì)線、薄型、及材料附著的議題，將是軟板制造（線寬150μm）、設(shè)備研發(fā)（50μm以下厚度的傳輸）及材料提供（無膠及銅附著）者的挑戰(zhàn)?！?/p>

  4.噴墨印表機(jī)噴墨頭

  噴墨印表機(jī)的噴墨頭驅(qū)動(dòng)構(gòu)裝也是采用高密度的軟板，目前采用無接著劑型軟板，解析間距中150μm左右，但有逐漸向下發(fā)展的趨勢，使用軟板的寬輻以24mm為最普遍，目前這種高密度軟板幾乎由3M公司所壟斷。圖11是Lexmark噴墨頭的驅(qū)動(dòng)軟板結(jié)構(gòu)。

  5.硬碟機(jī)（HDD）讀取頭

  由于資料儲存設(shè)備隨資訊、網(wǎng)際網(wǎng)路、數(shù)位影像的迅速發(fā)展，在儲存容量及存取速度呈現(xiàn)快速成長。不僅僅PC、Notebook的硬碟機(jī)的需求而已，汽車用電腦、GPS系統(tǒng)、數(shù)位相機(jī)與數(shù)位攝錄影機(jī)的大容量記憶裝置等，都需要用到所謂的R/WFPC—讀寫頭使用的軟板。不僅是高密度結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，對于操作溫度可能高到80℃，以及需要高速動(dòng)態(tài)的震動(dòng)而不使導(dǎo)線有斷裂的情形，信賴度要求的嚴(yán)苛可見一般。

  三、發(fā)展趨勢與技術(shù)要求

  1.　1Fine Lines&Microvia

  例如COF的PITCH將減小到25μm~50μm，這將挑戰(zhàn)基材（銅接著力、厚度）、線路制程（感光解析度、蝕刻控制、設(shè)備傳動(dòng)）等。而孔徑小到50μm，甚至更??；也有盲、埋孔的需求，勢必帶動(dòng)如雷射等非機(jī)鉆制程。

  2.Microvias

  當(dāng)孔徑小至50μm時(shí)，傳統(tǒng)機(jī)鉆已無法應(yīng)付，必須仰賴?yán)咨錈?，直接蝕刻PI膜，這在IC Substrate如CSP、TAB等最常應(yīng)用。

  3.Flying Leads

  有些特殊結(jié)構(gòu)的高密度軟板，可以乾式或濕式方法PI膜蝕除，而留下所謂的飛腳（Flying Leads），可以直接和硬板已熱壓或和焊接連接，見圖13。

  4.Small Coverlay Openings

  由于Coverlay Opening解析將達(dá)50μm以下，且開口數(shù)量大增，傳統(tǒng)沖孔方式已無法做到，因此PIC（Photoimageble Coverlayer）被發(fā)展出來，以應(yīng)付未來需求。

  5.Surface Finish

  使用于硬板的如化鎳金、電鍍軟硬鎳金、純錫等無鉛制程將是可預(yù)期的主流。

  6.Microbump Array

  CSP、Flip Chip等的信賴度及密集化的要求，MBA勢必是軟板制作的一大挑戰(zhàn)?！?/p>

  7.Dimensional Control

  細(xì)小化的結(jié)果就是精密度亦需大大提高，對于材料選擇、排版設(shè)計(jì)、設(shè)備考量、各制程控制及補(bǔ)嘗值設(shè)計(jì)等，都是要面臨的極大挑戰(zhàn)。

  8.Inspection AOI與非接觸電性測試的搭配檢驗(yàn)，是未來解決高密度軟板出貨前檢驗(yàn)的一參考方向。

  四、結(jié)語

  軟性基板為了維持高成長率及利潤，勢必朝向高刻度的應(yīng)用發(fā)展，這時(shí)必須在材料上同時(shí)做改良及突破，其中無接著劑型基材及感光型保護(hù)膜二項(xiàng)材料將扮演傳統(tǒng)軟板走入高密度軟板的重要角色。國內(nèi)在IC及LCD構(gòu)裝上已有良好基楚，而且在軟板制造能力及規(guī)模上也有一定水準(zhǔn)，如能搭配國內(nèi)早已深耕的IC及LCD面板制造能力，在創(chuàng)造新構(gòu)裝產(chǎn)品及技術(shù)上應(yīng)該有很大的先機(jī)及利基。但是別忘了新材料開發(fā)是掌握利潤及成本的重要關(guān)鍵，如何在上游軟板新材料的研發(fā)與制作同步進(jìn)行，才能確保此一優(yōu)勢。

  根據(jù)TechSearch預(yù)估傳統(tǒng)板在1999至2004年的年平均成長率為9.8%，HDI軟板的年平均成長率則接近40%，成長幅度為傳統(tǒng)軟板的4倍以上，預(yù)估HDI軟板將是未來軟板市場需求的趨勢。而根據(jù)Prismark資料顯示，2000年IC Substrate產(chǎn)出為3125000m2，其中軟式PI基材占了約8%，預(yù)估2005年，總IC Substrate需求約為9587000m2，成長3倍多，軟式PI基材所占比例提升到11%　。所以未來FPC需求的成長是可樂觀期待的。

ps:部分圖片來源于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)，請聯(lián)系我們刪除