一般刚性基板材料的重要品 种是覆铜板。 它是用增强材料(Reinforeing Material)，浸以树脂胶黏剂，通过烘干、裁剪、叠合成坯料，然后覆上铜箔，用钢板作为模具，在热压机中经高温高压成形加工而制成的。 一般的多层板用的半固化片，则是覆铜板在制作过程中的半成品(多为玻璃布浸以树脂，经干燥加工而成)。 在刚性PCB中，基板材料通常是FR-4。 但是，在Flex PCB中，常用的基材材料是聚酰亚胺（PI）膜和PET（聚酯）膜，除此之外，还可以使用聚合物膜，例如PEN（聚邻苯二甲酸乙二酯），PTFE和芳纶等。
一般按板的增强材料不同，可划分为：纸基、玻璃纤维布基、复合基(CEM系列)、积层多层板基和特殊材料基(陶瓷、金属芯基等)五大类。若按板所采用的树脂胶黏剂不同进行分类，常见的纸基CCI。有：酚醛树脂(XPc、XxxPC、FR一1、FR一2等)、环氧树脂(FE一3)、聚酯树脂等各种类型。常见的玻璃纤维布基CCL有环氧树脂(FR一4、FR一5)，它是目前最广泛使用的玻璃纤维布基类型。另外还有其他特殊性树脂(以玻璃纤维布、聚基酰胺纤维、无纺布等为增加材料)：双马来酰亚胺改性三嗪树脂(BT)、聚酰亚胺树脂(PI)、二亚苯基醚树脂(PPO)、马来酸酐亚胺——苯乙烯树脂(MS)、聚氰酸酯树脂、聚烯烃树脂等。
按CCL的阻燃性能分类，可分为阻燃型(UL94一VO、UL94一V1级)和非阻燃型(UL94一HB级)两类板。近一二年，随着对环保问题更加重视，在阻燃型CCL中又分出一种新型不含溴类物的CCL品种，可称为“绿色型阻燃cCL”。随着电子产品技术的高速发展，对cCL有更高的性能要求。因此，从CCL的性能分类，又分为一般性能CCL、低介电常数CCL、高耐热性的CCL(一般板的L在150℃以上)、低热膨胀系数的CCL(一般用于封装基板上)等类型。
1.树脂 Resin -5大类：
目前已使用于线路板之树脂类别很多,如酚醛树脂（ Phenolic ）、环氧树脂（ Epoxy ）、聚亚酰胺树脂（ Polyimide ）、聚四氟乙烯（Polytetrafluorethylene，简称PTFE或称TEFLON），B一三氮 树脂（Bismaleimide Triazine 简称 BT ）等皆为热固型的树脂（Thermosetted Plastic Resin）
（1） 酚醛树脂 Phenolic Resin
是人类最早开发成功而又商业化的聚合物。是由液态的酚（phenol）及液态的甲醛（ Formaldehyde 俗称Formalin ）两种便宜的化学品， 在酸性或碱性的催化条件下发生立体架桥（ Crosslinkage ）的连续反应而硬化成为固态的合成材料。其反应化学式见图二
是目前印刷线路板业用途最广的底材。在液态时称为清漆或称凡立水（Varnish) 或称为 A-stage， 玻璃布在浸胶半干成胶片后再经高温软化液化而呈现黏着性而用于双面基板制作或多层板之压合用称 B-stage prepreg ,经此压合再硬化而无法回复之最终状态称为 C-stage。 用于基板之环氧树脂之单体一向都是Bisphenol A 及Epichlorohydrin 用 dicy 做为架桥剂所形成的聚合物。为了通过燃性试验(Flammability test), 将上述仍在液态的树脂再与Tetrabromo-Bisphenol A 反应而成为最熟知FR-4 传统环氧树脂。现将产品之主要成份列于后: 单体 --Bisphenol A, Epichlorohydrin 架桥剂(即硬化剂) -双氰 Dicyandiamide简称Dicy 速化剂 (Accelerator)--Benzyl-Dimethylamine ( BDMA ) 及 2- Methylimidazole ( 2-MI ) 溶剂 --Ethylene glycol monomethyl ether( EGMME ) Dimethyl formamide (DMF) 及稀释剂 Acetone ,MEK。 填充剂(Additive) --碳酸钙、硅化物、 及氢氧化铝 或 化物等增加难燃效果。填充剂可调整其Tg. 主要由Bismaleimide 及Methylene Dianiline 反应而成的聚合物,见下图： PCB电路板对温度的要求会愈来愈重要，某些特殊高温用途的板子，已非环氧树脂所能胜任，传统式 FR4 的 Tg 约 120℃ 左右，即使高功能的 FR4 也只到达 180-190 ℃，比起聚亚酰胺的 260 ℃ 还有一大段距离. PI在高温下所表现的良好性质,如良好的挠性、铜箔抗撕强度、抗化性、介电性、尺寸安定性皆远优于 FR4。钻孔时不容易产生胶渣，对内层与孔壁之接通性自然比 FR4 好。而且由于耐热性良好，其尺寸之变化甚少，以X 及 Y方向之变化而言，对细线路更为有利，不致因膨胀太大而降低了与铜皮之间的附着力。 a.不易进行溴化反应，不易达到 UL94 V-0 的难燃要求。 b.此种树脂本身层与层之间，或与铜箔之间的黏着力较差，不如环氧树脂那么强，而且挠性也较差。 c.常温时却表现不佳，有吸湿性 (Hygroscopic), 而黏着性、延性又都很差。 d.其凡立水(Varnish,又称生胶水,液态树脂称之)中所使用的溶剂之沸点较高，不易赶完，容易产生高温下分层的现象。而且流动性不好,压合不易填 满死角 。 e.目前价格仍然非常昂贵约为 FR4 的 2-3倍，故只有军用板或 Rigid- Flex 板才用的起。 在美军规范MIL-P-13949H中, 聚亚酰胺树脂基板代号为GI。 全名为 Polyterafluoroethylene ,分子式见图3.7. 以之抽丝作PTFE纤维的商品名为 Teflon 铁弗龙 ,其最大的特点是阻抗很高 (Impedance) 对高频微波 (microwave) 通信用途上是无法取代的，美军规范赋与 "GT"、"GX"、及 "GY" 三种材料代字,皆为玻纤补强type，其商用基板是由3M 公司所制，分子式如下： A. PTFE 树脂与玻璃纤维间的附着力问题；此树脂很难渗入玻璃束中，因其抗化性特强，许多湿式制程中都无法使其反应及活化，在做镀通孔时所得之铜孔壁无法固着在底材上，很难通过 MILP-55110E 中 4.8.4.4 之固着强度试验。由于玻璃束未能被树脂填满，很容易在做镀通孔时造成玻璃中渗铜 (Wicking) 的出现，影响板子的可信赖度。 B. 此四氟乙烯材料分子结构，非常强劲无法用一般机械或化学法加以攻击， 做蚀回时只有用电浆法. C. Tg 很低只有 19 度 c, 故在常温时呈可挠性， 也使线路的附着力及尺寸安定性不好。 BT树脂也是一种热固型树脂，是日本三菱瓦斯化成公司(Mitsubishi Gas Chemical Co.)在1980年研制成功。是由Bismaleimide及Trigzine Resin monomer二者反应聚合而成。其反应式见图3.8。BT树脂通常和环氧树脂混合而制成基板。 a. Tg点高达180℃，耐热性非常好，BT作成之板材，铜箔的抗撕强度(peel Strength)，挠性强度亦非常理想鉆孔后的胶渣(Smear)甚少 c. 介质常数及散逸因子小，因此对于高频及高速传输的电路板非常有利。 a. COB设计的电路板 由于wire bonding过程的高温，会使板子表面变软而致打线失败。BT/EPOXY高性能板材可克服此点。 b. BGA ,PGA, MCM-Ls等半导体封装载板 半导体封装测试中，有两个很重要的常见问题，一是漏电现象，或称 CAF(Conductive Anodic Filament),一是爆米花现象(受湿气及高温冲 击)。这两点也是BT/EPOXY板材可以避免的。 BT基板又称为铝基板 铝基板是一种具有良好散热功能的金属基覆铜板，一般单面板由三层结构所组成，分别是电路层（铜箔）、绝缘层和金属基层。常见于LED照明产品。有正反两面，白色的一面是焊接LED引脚的，另一面呈现铝本色，一般会涂抹导热凝浆后与导热部分接触。目前还有陶瓷基板等等。pcb板与铝基板在设计上都是按照pcb板的要求来设计的，目前在市场的铝基pcb板一般情况都是单面的铝基板，pcb板是一个大的种类，铝基板只是pcb板的一个种类而已，是铝基金属板，因其具备良好的导热性能，一般运用在LED行业。 pcb板一般而言就是铜基板，其也分为单面板 与双面板，两者之间使用的材料是有很明显的区别的，铝基板的主要的材料是铝板，而pcb板主要的材料是铜。铝基板因其PP材料特殊。散热比较好。价格也比较贵 两者在散热方面的比较，铝基板在散热方面的性能是要更加优越与pcb板的，其导热性能也是不一样铝基板是PCB的一种，价格铝基板比较贵。 什么是ABF载板？所谓ABF载板是IC载板中的一种，而IC载板又是一种介于IC半导体及PCB之间的产品，作为芯片与电路板之间连接的桥梁，可以保护电路完整，同时建立有效的散热途径。 根据基材的不同，IC载板可以分为BT 载板和ABF载板，相较于BT载板，ABF材质可做线路较细、适合高脚数高讯息传输的IC，具有较高的运算性能，主要用于CPU、GPU、FPGA、ASIC等高运算性能芯片。 上文提到，先进封装是为延续摩尔定律而生，原因在于先进封装能协助芯片整合在面积不变下，促成更高的效率，透过chiplet封装技术 ，将来自不同制程、不同材料的个别芯片设计置于中介层基板之上的异质整合技术，要将这些芯片整合在一起，就是需要更大的ABF载板来放置。换言之，ABF载板耗用的面积将随chiplet技术而变大，而载板的面积越大，ABF的良率就会越低，ABF载板需求也会进一步提高。 目前，先进封装技术包括FC BGA、FC QFN、2.5D/3D、WLCSP、Fan-Out等多种形式，其中，FCBGA凭借内部采FC、外部采BGA的封装方式，成为目前主流的封装技术。作为ABF载板应用较多的封装技术，FCBGA I/O数量达到32~48，因而拥有非常优异的性能与成本优势。此外，2.5D封装的I/O数量也相当高，是2D FC封装的数倍以上，在显著提升高阶芯片效能的同时，所需的 ABF载板也变得更为复杂。 以台积电的CoWoS技术为例，从2012年首度推出至今，根据Interposer的不同，这项封装技术已经可分为 CoWoS-S、CoWoS-R和CoWoS-L三种，目前第五代CoWoS-S已进入量产，预计于 2023年量产第六代CoWoS-S。作为先进封装技术之一，CoWoS采用了大量高阶ABF，不论面积、层数都高于FCBGA，良率也远低于FCBGA，从这方面来看，未来势必将消耗大量ABF产能。 除台积电外，Intel在2014年发布的嵌入式多芯片互连桥接(Embedded Multi-die Interconnect Bridge, EMIB)技术，其I/O数高达250~1000，提高芯片互连密度，并且将硅中介层内嵌于ABF，节省掉大面积的硅中介层。此举虽然降低了成本，但却增加了ABF的面积、层数与制作难度，将消耗更多ABF产能。据了解，Eagle Stream新平台的Sapphire Rapids将是首款具备EMIB + Chiplet的Intel Xeon数据中心产品，推估ABF消耗面量将是Whitley平台1.4倍以上。 由此可见，先进封装技术的出现毫无疑问成为了推动ABF载板需求的大功臣。
来源：夸父企营小杨，半导体封测圈
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