先进压电陶瓷技术

IC压电陶瓷是半导体封装的重要组成材料，用于搭载芯片，为芯片提供电连接、保护、支撑和散热等。为实现3D-SiP的系统级集成需求，满足未来5G、高性能计算机需求，业界对先进基板提出了提高布线密度、减小线宽线距、减小尺寸与重量，改善热性能的要求。目前，先进压电陶瓷的研究方向主要有工艺改进、精细线路，以及倒装芯片球栅格阵列压电陶瓷（FCBGA）、无芯压电陶瓷、有源无源器件的埋入基板等。

1.FCBGA（Flip Chip Ball Grid Array）

FCBGA是目前图形加速芯片主要的封装格式。这种封装技术始于20世纪60年代，当时IBM为了大型计算机的组装，而开发出了所谓的C4(Controlled Collapse Chip Connection)技术，随后进一步发展成可以利用熔融凸块的表面张力来支撑芯片的重量及控制凸块的高度，并成为倒装技术的发展方向。

FCBGA的优势有以下几点：一是解决了电磁兼容(EMC)与电磁干扰(EMI)问题。采用Wire Bond封装技术的芯片，其信号传递是透过具有一定长度的金属线来进行，这种方法在高频下会产生阻抗效应。但FCBGA用小球代替原先采用的针脚来连接处理器，采用这一封装不仅提供优异的电性效能，同时可以减少组件互连间的损耗及电感，降低电磁干扰的问题，并承受较高的频率。二点是提高I/O的密度。一般而言，采用WireBond技术的I/O引线都是排列在芯片的四周，但采用FCBGA封装以后，I/O引线可以以阵列的方式排列在芯片的表面，提供更高密度的I/O布局，使用效率，也因为这项优势，倒装技术相较于传统封装形式面积缩小30至60。第三点是基于FCBGA 独特的倒装封装形式，芯片的背面可接触到空气，能直接散热。同时基板亦可透过金属层来提高散热效率，或在芯片背部加装金属散热片，更进一步强化芯片散热的能力，大幅提高芯片在高速运行时的稳定性。