FC-BGA封裝基板的專利分析

李巧芬

摘要：隨著5G、云計(jì)算、智能汽車等新結(jié)構(gòu)性增長(zhǎng)，F(xiàn)C-BGA（Flip Chip-Ball Grid Array）封裝基板迎來新的增長(zhǎng)驅(qū)動(dòng)，本文以專利庫(kù)CNABS和DWPI中檢索得到的專利文獻(xiàn)為基礎(chǔ)，分析了FC-BGA封裝基板的發(fā)展情況。

關(guān)鍵詞：FC-BGA;封裝基板;IC載板;PCB

隨著5G、汽車電子、人工智能等下游需求持續(xù)增長(zhǎng)，拉動(dòng)對(duì)上游IC載板等材料的需求增長(zhǎng)。世界從事封裝制造業(yè)的主要生產(chǎn)國(guó)家、地區(qū)在IC載板市場(chǎng)上正展開激烈的競(jìng)爭(zhēng)，而倒裝芯片球柵格陣列（FC-BGA，F(xiàn)lip Chip Ball Grid Array）封裝基板是IC載板中主導(dǎo)的高端產(chǎn)品[1]。FC-BGA優(yōu)勢(shì)在于用小球代替原先采用的針腳來連接處理，能提供最短的對(duì)外連接距離，以及能夠提高I/O的密度[2]。

為了掌握FC-BGA封裝基板的發(fā)展情況，本章以專利審查S系統(tǒng)中CNABS、DWPI數(shù)據(jù)庫(kù)中截止至2021年9月18日已經(jīng)收錄的公開專利數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，分析了FC-BGA封裝基板專利申請(qǐng)的變化趨勢(shì)、專利申請(qǐng)目標(biāo)國(guó)/地區(qū)以及來源國(guó)/地區(qū)、申請(qǐng)人排名。

FC-BGA封裝基板全球?qū)＠暾?qǐng)趨勢(shì)分為萌芽期、爆發(fā)期、高速發(fā)展期以及發(fā)展成熟期。1996年之前，它是FC-BGA封裝基板發(fā)展萌芽期，此階段美國(guó)、日本為申請(qǐng)量最多的兩個(gè)國(guó)家。自1997年開始，全球FC-BGA封裝基板專利申請(qǐng)量爆發(fā)式增長(zhǎng)，美日這一時(shí)期任舊保持領(lǐng)先，中國(guó)臺(tái)灣在2000年左右也開始申請(qǐng)F(tuán)C-BGA封裝基板的專利，原因在于1997年左右中國(guó)臺(tái)灣通過從美國(guó)、日本等國(guó)引進(jìn)技術(shù)而迅速邁入FC-BGA封裝基板的行業(yè)。2002至2007年之間，每年FC-BGA封裝基板領(lǐng)域的全球?qū)＠暾?qǐng)總量均維持在一個(gè)較高的水平，其中美國(guó)、日本、中國(guó)臺(tái)灣的相關(guān)專利申請(qǐng)量持續(xù)增長(zhǎng)，在2003年達(dá)到峰值并于2003年前后，美國(guó)、日本、中國(guó)臺(tái)灣均迎來了FC-BGA封裝基板發(fā)展轉(zhuǎn)折點(diǎn)，在2003年之后美國(guó)、日本、中國(guó)臺(tái)灣均進(jìn)入平穩(wěn)發(fā)展期;這一時(shí)期，韓國(guó)也加入了相關(guān)專利布局的陣營(yíng)，其申請(qǐng)量不是很多，處于起步階段。在2008年之后進(jìn)入發(fā)展成熟期，F(xiàn)C-BGA封裝基板相關(guān)的全球?qū)＠暾?qǐng)總量逐漸降低，具體在美國(guó)、日本、中國(guó)臺(tái)灣國(guó)家地區(qū)專利申請(qǐng)量整體逐漸降低，這從側(cè)面反應(yīng)出FC-BGA封裝基板技術(shù)在美國(guó)、日本、中國(guó)臺(tái)灣地區(qū)發(fā)展日趨成熟。特別是美國(guó)，受08年金融危機(jī)影響，相關(guān)專利申請(qǐng)量略少于日本。在這一時(shí)期，韓國(guó)的相關(guān)專利申請(qǐng)有所增長(zhǎng)，并在正常范圍內(nèi)波動(dòng)，表示韓國(guó)雖然起步較晚，但一直在相關(guān)領(lǐng)域中加入財(cái)力、物力，希望也能在FC-BGA封裝基板領(lǐng)域占據(jù)市場(chǎng)。在2014年至今，全球相關(guān)專利申請(qǐng)量一直很低迷，一方面受貿(mào)易戰(zhàn)影響，另一方面也從側(cè)面反應(yīng)出這些國(guó)家地區(qū)受新冠肺炎影響較大，由于專利申請(qǐng)量?jī)H統(tǒng)計(jì)到在2021年9月18日，由專利申請(qǐng)量曲線走勢(shì)看，后續(xù)FC-BGA封裝基板領(lǐng)域應(yīng)該還會(huì)迎來一波新的增長(zhǎng)。

FC-BGA封裝基板相關(guān)專利申請(qǐng)主要的目標(biāo)國(guó)/地區(qū)包括美國(guó)、日本、中國(guó)臺(tái)灣、中國(guó)大陸、韓國(guó)、歐洲等地，其中美國(guó)、日本、中國(guó)臺(tái)灣排名前三，分別占全球?qū)＠暾?qǐng)的46%、21%、9%，即美國(guó)、日本、中國(guó)臺(tái)灣成為FC-BGA封裝基板技術(shù)領(lǐng)域?qū)＠季值闹攸c(diǎn)國(guó)家/地區(qū)，特別是美國(guó)為FC-BGA封裝基板相關(guān)專利布局的重中之重。FC-BGA封裝基板相關(guān)專利申請(qǐng)主要來源國(guó)家/地區(qū)，來自美國(guó)的專利申請(qǐng)量最多，占全球?qū)＠暾?qǐng)總量的54%，來自日本為27%、中國(guó)臺(tái)灣7%，可見，目前全球范圍的FC-BGA封裝基板技術(shù)輸出絕大部分來美國(guó)、日本和中國(guó)臺(tái)灣，其中美國(guó)和日本兩國(guó)FC-BGA封裝基板專利申請(qǐng)量總和高達(dá)81%，掌握了FC-BGA封裝基板核心技術(shù)，基本達(dá)到了技術(shù)壟斷。并且排名前七的來源國(guó)/地區(qū)中并沒有出現(xiàn)中國(guó)大陸的身影，說明中國(guó)大陸在相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域幾乎沒有技術(shù)輸出，結(jié)合專利申請(qǐng)目標(biāo)國(guó)/地區(qū)分析，在中國(guó)大陸地區(qū)專利申請(qǐng)量?jī)H占全球?qū)＠暾?qǐng)總量的7%，除了美日、中國(guó)臺(tái)灣，各申請(qǐng)人也同樣非?？粗刂袊?guó)大陸市場(chǎng)，并且近年來中國(guó)政府的政策引導(dǎo)和資本投入，專利布局可替代空間十分巨大。

全球申請(qǐng)量排名前九的申請(qǐng)人情況，依次為美光科技、IBM、臺(tái)灣積體電路制造股份有限公司、英特爾公司、矽品精密工業(yè)股份有限公司、三星電子、日本電氣股份有限公司、三井金屬礦業(yè)株式會(huì)社、德州儀器，即目前FC-BGA封裝基板專利申請(qǐng)主要是由美國(guó)、日本、中國(guó)臺(tái)灣的企業(yè)為主導(dǎo)，中國(guó)臺(tái)灣地區(qū)的相關(guān)技術(shù)高度集中于少數(shù)優(yōu)質(zhì)的半導(dǎo)體企業(yè)，而日本相關(guān)企業(yè)比較多，且發(fā)展比較均衡，韓國(guó)三星在FC-BGA封裝基板技術(shù)領(lǐng)域起步較晚，但其專利申請(qǐng)量能在全球申請(qǐng)人申請(qǐng)量排名中排名第六，屬于后起之秀。

從FC-BGA封裝基板專利技術(shù)發(fā)展來看，美國(guó)、日本、中國(guó)臺(tái)灣掌握了FC-BGA封裝基板領(lǐng)域的核心技術(shù)，同時(shí)致力于FC-BGA封裝基板技術(shù)領(lǐng)域的全球?qū)＠季郑饕性诿绹?guó)、日本、中國(guó)臺(tái)灣、中國(guó)大陸，以此鞏固在全球范圍內(nèi)的國(guó)際核心競(jìng)爭(zhēng)力。中國(guó)本土企業(yè)對(duì)FC-BGA封裝基板的專利技術(shù)轉(zhuǎn)化也比較滯后，這對(duì)我國(guó)發(fā)展FC-BGA封裝基板技術(shù)也是非常不利的。FC-BGA封裝基板屬于IC載板領(lǐng)域，具有較高的技術(shù)壁壘，要想謀求更進(jìn)一步的發(fā)展，需要積極引入該領(lǐng)域的技術(shù)專家人才，加快工藝制程開發(fā)，多申請(qǐng)相關(guān)專利進(jìn)行專利布局。從長(zhǎng)遠(yuǎn)的角度來看，要想打開國(guó)際市場(chǎng)，中國(guó)內(nèi)資企業(yè)也需要在美國(guó)、歐洲、日本、韓國(guó)等國(guó)家/地區(qū)進(jìn)行專利布局。

參考文獻(xiàn)：

[1] 陸飛. FCBGA器件PCB組裝應(yīng)用的若干要點(diǎn)[J]. 電子工藝技術(shù)，2006，27（2）：87-90.

[2] 林曉玲. FCBGA封裝器件的失效分析與對(duì)策[J]. 失效分析與預(yù)防，2007，2（4）：55-58.