IC基板(パッケージ基板)はチップとシステム基板の間にあります。片面でチップのボンディングワイヤやバンプを受け、反対面でBGAボールを介してメイン基板に接続します。線幅、ビア径、反りの要求は通常のPCBやHDIより一桁厳しく、メイン基板の設計感覚はそのまま使えません。
新しいパッケージでは、基板について最初に二つを決めます。
- 接続方式:ワイヤボンディング(WB)か、フリップチップ(FC)か。
- 材料系:ガラス布入りのBT樹脂コアか、ガラス布なしのABFビルドアップフィルムか。
接続方式はチップ側のパッド構造と表面処理を決め、材料系は到達できる線幅と反りの挙動を決めます。積層構成、ビア構造、認定はこの二つの決定から導かれます。HDIとサブストレートライクPCBの工程境界はSLPとHDI:mSAPとサブトラクティブ工法で扱っており、ここでは繰り返しません。
1. 先に接続方式:WBとFC
| 項目 | ワイヤボンディング(WB) | フリップチップ(FC) |
|---|---|---|
| チップ接続 | 金線または銅線でチップパッドから基板のボンディングフィンガーへ | チップのバンプを基板のパッドアレイに直接はんだ接合 |
| I/O位置 | チップ周辺のみ | チップ全面 |
| 基板の重要面 | フィンガーめっきのボンディング性 | バンプパッドの共平面性とリフロー反り |
| 主な用途 | メモリ、センサー、中〜低I/Oパッケージ | CPU、GPU、ASIC、高I/Oパッケージ |
I/O数が多く、チップ周辺にワイヤが収まらない場合はFCしかありません。中〜低I/Oでコストを重視する場合は、WBのほうが成熟した構造です。
2. 次に材料:BTとABF
| 項目 | BT樹脂 | ABFビルドアップフィルム |
|---|---|---|
| 構造 | ガラス布強化BTコアとプリプレグ | ガラス布なしのフィルムを1層ずつ積層 |
| 配線形成 | サブトラクティブまたはmSAP | SAP(セミアディティブ) |
| 最小線幅/線間(公開している量産範囲) | mSAP系:標準25/25 µm、上位20/20 µm | SAP:標準15/15 µm、上位10/10 µm |
| Tg(材料メーカー公開データの代表値) | 約190〜270 °C(グレードにより異なる) | 約155〜175 °C |
| 特徴 | 剛性と寸法安定性が高く、反りを抑えやすい | 最も細い配線、材料と生産能力がひっ迫 |
数値はIC基板の能力ページで公開している代表範囲です。具体的なグレードと積層構成はエンジニアリングレビューで確認します。
ABFはガラス布がないため、レーザー穴あけと微細配線が容易です。剛性はコアと対称なビルドアップに依存するため、反り対策は積層設計の比重が大きくなります。BTはガラス布で支えられ、最細線より寸法安定性を重視するパッケージに向きます。
3. 反りとCTE:パッケージメーカーが基板を個別に認定する理由
シリコンは有機基板よりはるかに膨張しません。リフロー中に両者の伸び縮みが合わず、基板が反ります。FCのバンプはオープンやブリッジを起こし、BGAボールもメイン基板との接触を失うことがあります。
- FC基板:リフロー反りが重要項目で、バンプパッドの共平面性を厳しく管理します。
- WB基板:反りはボンディングとモールドに影響しますが、共平面性の要求はFCより低くなります。
公開している室温反りは対角長の≤0.7%(標準)、≤0.5%(上位)です。リフロー温度プロファイル下の反りデータは、エンジニアリングレビューで別途取り決めます。
4. 選定の目安
| 条件 | 一般的な方向 |
|---|---|
| 高I/O、狭バンプピッチ、プロセッサ系チップ | FC + ABF |
| 中I/O、メモリまたはRFモジュール、寸法安定性が必要 | FCまたはWB + BT |
| 中〜低I/O、コスト重視、成熟した構造 | WB + BT |
| 15 µm未満の線幅が必要 | ABF(SAP) |
これは一般的な傾向で、規則ではありません。層数、ビルドアップ段数、チップサイズで結論が変わることがあります。
5. 見積・レビュー前に確定すべき入力
- 基板タイプ:FC-BGA、FC-CSP、WB-BGA、SLPなど。
- 総層数とビルドアップ構成:コア層数、片面あたりのビルドアップ段数、コアレスの有無。SKPCBのIC基板は標準4〜14層、16〜64層は要相談(レビュー後)。
- 最小線幅/線間クラス:mSAPかSAPかを決めます。
- 基板外形:パネル取り数と反りに影響します。
- バンプまたはボンディングフィンガーのピッチ:公開バンプピッチは標準80 µm、上位40 µm。
- 表面処理:標準はENIG、OSP。上位はENEPIG、電解Ni/Au、はんだバンプ/SOPパッド。WBのフィンガーには通常ボンディング可能な金層が必要です。
- 反り仕様:室温とリフロー条件での測定方法と限度。
最初の4項目で見積が決まり、残りはDFMレビューで補います。
SKPCBの提供体制
SKPCBはIC基板の積層・インピーダンス設計、DFMレビュー、認定管理、納入を担当します。製造は専用の基板ラインと専門の基板メーカーで行い、一般的なプリント基板ラインでは製造しません。詳細はIC基板をご覧ください。メイン基板がHDIの場合はHDI基板を参照してください。お見積りは上記の入力を添えてお見積り依頼からお送りください。
セルフチェック
- 既存記事との分担:HDI/SLPの工程境界はリンクで示し、本記事はBT/ABFとWB/FCの選定のみを扱う。
- 当日brief:slot 2はメタルマスクの保管と版管理、slot 3は衛星用PCB材料で、核心問題は重複しない。
- 事実:数値はすべてIC基板ページからの代表値として明記。層数は
PCB-IC-SUB-LAYERSに従い「要相談」を付記。自社基板ラインは主張していない。 - リンク:
/ja/リンク6本、すべてout/ja/に存在。industriesリンクなし。 - FAQ 5問はすべて本文の章に対応。
- REVIEW_REQUIRED:日本語ネイティブ校閲が必要。
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FAQ
Q:BTとABFはどちらが優れていますか?
A:一概には言えません。ABFは高I/Oのフリップチップ向けに細い配線が可能です。BTは剛性と寸法安定性が高く、メモリ、RFモジュール、ワイヤボンディングのパッケージに向きます。
Q:ワイヤボンディング基板にABFは使えますか?
A:使えますが一般的ではありません。WBの線幅は通常BTで満たせるため、ABFの微細配線能力が活かされず、コストだけが上がります。
Q:なぜ基板の反り要求はPCBより厳しいのですか?
A:シリコンと有機基板のCTE差が大きく、リフロー中の反りがそのままバンプのオープンやブリッジにつながるためです。FC基板が最も敏感です。
Q:見積に最低限必要な情報は何ですか?
A:基板タイプ、ビルドアップ構成を含む総層数、最小線幅/線間クラス、基板外形です。その他のパラメータはDFMレビューで確認します。
Q:SKPCBはIC基板を自社で製造していますか?
A:SKPCBはエンジニアリング、レビュー、認定管理、納入を担当し、製造は専用の基板ラインと専門の基板メーカーで行います。

