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技术前沿

紫宸激光工艺在高阶ABF载板的全链路应用

来源:紫宸激光2026-10-08 我要评论(0 )   

随着 AI 芯片、HBM 高带宽内存、FC-BGA 封装快速迭代,作为核心介质基材的ABF 载板,正朝着更小线宽、超细互连、更高 IO 密度方向演进。传统加工工艺逐渐遇到精度瓶颈,...

随着 AI 芯片、HBM 高带宽内存、FC-BGA 封装快速迭代,作为核心介质基材的 ABF 载板,正朝着更小线宽、超细互连、更高 IO 密度方向演进。传统加工工艺逐渐遇到精度瓶颈,激光精加工与激光植球两项激光工艺协同发力,成为高阶 ABF 载板制造的关键技术路线。

 


一、ABF 载板:高端芯片封装的 “地基”

 

ABF(Ajinomoto Build-up Film,味之素积层膜),是 FC-BGA 载板最主流的积层介质材料。树脂基体搭配精细无机填料,具备低介电损耗、高尺寸稳定性、超薄可压合等优势,是 AI GPU、高性能 CPU、HBM 配套中介层的核心载体。

 

 

 

ABF 载板制造最大难点:要在超薄树脂层上实现微米级微盲孔、精细 RDL 线路,还要完成芯片与载板之间高密度凸点互连。传统钻孔、蚀刻工艺,在 20μm 以下微结构、超细间距场景下,极易出现残胶、热损伤、毛刺、凸点、碳化、一致性差等问题。激光加工凭借非接触、高精度、可控热输入的特点,很好匹配 ABF 材料特性。


 

二、激光精加工:塑造 ABF 载板内部微互连结构

 

激光精加工是 ABF 载板成型阶段的核心工艺,主流分为 355nm 紫外纳秒激光、超快皮秒 / 飞秒激光,不同激光对应不同加工场景。

 

1. 微盲孔激光钻孔(核心工序)

 

微盲孔实现载板上下铜层互连。355nm 紫外纳秒激光是当前量产主力,可直接烧蚀表层铜箔与 ABF 介质,制备 20~50μm 微盲孔;相比 CO₂激光,无需提前铜开窗,热影响更小。

 

面对下一代 HBM 所需<20μm 超微孔,皮秒 / 飞秒超快激光采用冷烧蚀机制,几乎无碳化、孔壁粗糙度更低,规避 ABF 树脂受热分解产生碳渣,避免后续电镀失效。

 

 

 

加工痛点:ABF 树脂热敏感,能量窗口窄。参数不当会造成孔底残胶、孔壁碳化、底层铜箔烧蚀。行业普遍采用多脉冲渐进分层烧蚀,搭配等离子 + 化学除胶渣工艺,保障填孔可靠性。

 

2. 精细图形修形与表面处理

 

激光可对 ABF 介质层做选择性烧蚀,加工 RDL 隔离槽、去除压合溢胶,对短路缺陷做局部修补;也可调控 ABF 表面粗糙度,提升铜种子层附着力。不用于大面积 RDL 量产光刻,更多用于小批量打样、局部缺陷修复。

 

 

 

3. 精密外形与腔体加工

 

替代机械铣切完成单颗载板轮廓、定位孔、芯片腔体加工。无刀具挤压,不会让软性 ABF 树脂产生毛刺、分层,超薄载板变形量更小,适合异形、小尺寸高精度载板。

 

 

 

三、激光植球:ABF 载板微米级凸点互连方案

 

完成载板本体加工后,激光植球负责在 ABF 载板焊盘上制备微米级锡球凸点,建立芯片与载板之间的电气连接,是 FC-BGA 封装的关键后端工艺。

 

1、激光植球原理

 

依靠激光能量瞬时熔化锡球,精准转移并焊接到 ABF 载板的焊盘上;属于单点非接触式植球,无需钢网,规避传统钢网印刷植球的锡膏坍塌、桥连及焊后助焊剂清洗难题。


 

 

2、在 ABF 载板上的核心优势

 

01、适配超细间距焊盘:可支持小直径锡球,满足高阶 ABF 载板高密度 IO 布局,解决窄间距下锡膏桥连的行业痛点。

 

02、热输入可控,保护 ABF 基材:激光能量集中在锡球局部,作用时间极短,不会大面积加热 ABF 树脂,避免载板翘曲、介质层受热分层。

 

03、凸点一致性高,良率可控:单颗锡球独立供给,球径均匀,可单独补球;适合小批量、多品种 ABF 载板打样,也可导入中批量量产。

 

04、兼容多种焊盘表面处理:适配 ENEPIG、沉金等 ABF 载板常见焊盘表面工艺,焊点圆润稳定。

 

 

 

四、激光精加工 + 激光植球:全链路协同价值

 

整套工艺组合覆盖 ABF 载板从内层微结构加工,到外层凸点制备的环节:


01、激光精加工打造可靠的微盲孔与 RDL 线路,保障载板内部层间导通;


02、激光植球完成载板外部高密度凸点制备,实现芯片与载板互连;

03、两套工艺均为非接触加工,热影响可控,共同适配 ABF 热敏树脂材料;


04、特别适合 AI 芯片、HBM 配套高阶 FC-BGA 载板研发打样,逐步向量产落地。

 

 


五、总结

 

AI 算力需求持续拉动 IC 载板技术迭代,ABF 载板向着更小孔径、更密凸点持续演进。激光精加工解决载板介质层微米结构成型难题,激光植球突破高密度凸点互连瓶颈。随着超快激光设备成熟、激光植球设备产能提升,二者结合将成为高阶 ABF 载板封装制造的重要技术方向,支撑下一代高性能芯片落地。


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