一、高密度软板定义:
一般是从细线与微孔的制程能力来定义高密度软板,线间距(pitch)小于150μm,微孔孔径小于150μm(ipc之定义)都可说是高密度软板,而超高密度软板,则是进一步缩小 。应用高密度软板可区分几个领域:
a. ic载板:如csp、bga等
b. 资讯产品:如硬碟(harddisk)、喷墨印表机(inkjetprinter)
c. 消费性产品:如照相机(camera)、行动电话(mobilephone)
d. 办公室自动化产品:如传真机(facsimilemachine)
e. 医疗产品:如助听器(hearingaid)、电击器(defibrillator)
f. lcd模组
近两年高密度软板需求成长较传统fpc要高很多,本文针对几种需求量较大的高密度软板做一整理介绍。
二、应用
1. tbga(tapeballgridarray)
ic构装一直朝轻量化发展,许多公司设计使用软板当做ic载板,除了高密度外,优异的热传及电性也是考虑使用的主因。
tbga是使用软板当做ic的载体,具有细线及薄型效果,目前应用以一层金属铜较多,二层金属的使用也逐渐增加,见图3~5。tbga量产的尺寸由11mm×11mm至42.5mm×42.5mm,脚数由100到768,图6是sony公司以软板为构装载板的tbga。最大量的tbga构装应是256及352脚数,35mm×35mm的构装。应用tbga构装的产品主要是微处理器、晶片组、记忆体、dsp、asic及pc网路系统等。
2. chipscalepackage,csp晶片级尺寸构装csp的构装强调晶片尺寸的构装体积,目前有四种主要的型式,分别为硬质基板(rigidsubstrate)、导线架(leadframe)、软质基板(flexinterposer)及晶圆型(waferlevel),其中软质基板即是采用高密度软板当做ic承载基板,它跟tbga最大的不同是在构装完成后的尺寸,因tbga是采fan-out方式构装,构装实体较ic大很多,而csp采用fan-in方式构装,实际构装实体不超过ic的1.2倍,所以有晶片级构装之称,使用的构装ic有flash记忆体、silm、asic及数位讯号处理器(dsp)等,用途则是在数位相机、摄录影机、行动电话、记忆卡等产品。一般使用wirebonding方式做ic与软性载板的连接,但近来逐渐使用flipchip方式的连接方法。至于与pcb的连接,主要还是以锡球阵列(bga)方式的为主。csp整个构装实体尺寸视ic大小而定,一般尺寸由6m×6mm到17m×17mm,构装间距则由0.5mm到1.0mm, 是典型的软板型csp构装代表之一。tessera的μbga则是csp的鼻祖,国内有几家由其授权生产。
3. lcd驱动ic构装
过去lcd驱动ic大部分是以高密度软板的tab(tapeautomaticbonding)的方式进行构装,藉由异方性导电胶(acf)将tab外接脚(内接脚与icbonding,见图9)与lcd面板的ito电极做导通连接,最小pitch可达50μm。所采用的tabtape宽幅为48mm与7mm较多,典型的1/0数目为380,主要的应用产品是行动电话、摄录影机、笔记型电脑等。不过以tab方式进行lcd驱动ic的构装,只单纯对驱动ic进行构装,其它的被动元件还是必须靠另一pcb来承载,如此将造成整个lcd构装尺寸无法再有效缩小,于是有人开始使用不同于tab方式但同属高密度软板构装的cof(chiponflex)方式来做lcd驱动ic的构装,cof方式构装除了可置放驱劝ic外,一些电阻、电容被动元件亦可以表面黏著方式置于其上,解决了再使用比pcb所造成构装体复杂及过大的问题,这是目前热门的lcd构装方式,非常具有潜在的市场,但细线、薄型、及材料附著的议题,将是软板制造(线宽150μm)、设备研发(50μm以下厚度的传输)及材料提供(无胶及铜附著)者的挑战。
4. 喷墨印表机喷墨头
喷墨印表机的喷墨头驱动构装也是采用高密度的软板,目前采用无接著剂型软板,解析间距中150μm左右,但有逐渐向下发展的趋势,使用软板的宽辐以24mm为最普遍,目前这种高密度软板几乎由3m公司所垄断。图11是lexmark喷墨头的驱动软板结构。
5. 硬碟机(hdd)读取头
由于资料储存设备随资讯、网际网路、数位影像的迅速发展,在储存容量及存取速度呈现快速成长。不仅仅pc、notebook的硬碟机的需求而已,汽车用电脑、gps系统、数位相机与数位摄录影机的大容量记忆装置等,都需要用到所谓的r/wfpc—读写头使用的软板。不仅是高密度结构的设计,对于操作温度可能高到80℃,以及需要高速动态的震动而不使导线有断裂的情形,信赖度要求的严苛可见一般。
三.发展趋势与技术要求
6. 1finelinesµvia
例如cof的pitch将减小到25μm~50μm,这将挑战基材(铜接著力、厚度)、线路制程(感光解析度、蚀刻控制、设备传动)等。而孔径小到50μm,甚至更小;也有盲、埋孔的需求,势必带动如雷射等非机钻制程。
6.2microvias
当孔径小至50μm时,传统机