FC-BGA封裝基板的專利分析

李巧芬

摘要：隨著5G、云計算、智能汽車等新結構性增長，F(xiàn)C-BGA（Flip Chip-Ball Grid Array）封裝基板迎來新的增長驅動，本文以專利庫CNABS和DWPI中檢索得到的專利文獻為基礎，分析了FC-BGA封裝基板的發(fā)展情況。

關鍵詞：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，拉動對上游IC載板等材料的需求增長。世界從事封裝制造業(yè)的主要生產國家、地區(qū)在IC載板市場上正展開激烈的競爭，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載板中主導的高端產品[1]。FC-BGA優(yōu)勢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)庫中截止至2021年9月18日已經收錄的公開專利數(shù)據(jù)為基礎，分析了FC-BGA封裝基板專利申請的變化趨勢、專利申請目標國/地區(qū)以及來源國/地區(qū)、申請人排名。

FC-BGA封裝基板全球專利申請趨勢分為萌芽期、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、日本為申請量最多的兩個國家。自1997年開始，全球FC-BGA封裝基板專利申請量爆發(fā)式增長，美日這一時期任舊保持領先，中國臺灣在2000年左右也開始申請FC-BGA封裝基板的專利，原因在于1997年左右中國臺灣通過從美國、日本等國引進技術而迅速邁入FC-BGA封裝基板的行業(yè)。2002至2007年之間，每年FC-BGA封裝基板領域的全球專利申請總量均維持在一個較高的水平，其中美國、日本、中國臺灣的相關專利申請量持續(xù)增長，在2003年達到峰值并于2003年前后，美國、日本、中國臺灣均迎來了FC-BGA封裝基板發(fā)展轉折點，在2003年之后美國、日本、中國臺灣均進入平穩(wěn)發(fā)展期;這一時期，韓國也加入了相關專利布局的陣營，其申請量不是很多，處于起步階段。在2008年之后進入發(fā)展成熟期，F(xiàn)C-BGA封裝基板相關的全球專利申請總量逐漸降低，具體在美國、日本、中國臺灣國家地區(qū)專利申請量整體逐漸降低，這從側面反應出FC-BGA封裝基板技術在美國、日本、中國臺灣地區(qū)發(fā)展日趨成熟。特別是美國，受08年金融危機影響，相關專利申請量略少于日本。在這一時期，韓國的相關專利申請有所增長，并在正常范圍內波動，表示韓國雖然起步較晚，但一直在相關領域中加入財力、物力，希望也能在FC-BGA封裝基板領域占據(jù)市場。在2014年至今，全球相關專利申請量一直很低迷，一方面受貿易戰(zhàn)影響，另一方面也從側面反應出這些國家地區(qū)受新冠肺炎影響較大，由于專利申請量僅統(tǒng)計到在2021年9月18日，由專利申請量曲線走勢看，后續(xù)FC-BGA封裝基板領域應該還會迎來一波新的增長。

FC-BGA封裝基板相關專利申請主要的目標國/地區(qū)包括美國、日本、中國臺灣、中國大陸、韓國、歐洲等地，其中美國、日本、中國臺灣排名前三，分別占全球專利申請的46%、21%、9%，即美國、日本、中國臺灣成為FC-BGA封裝基板技術領域專利布局的重點國家/地區(qū)，特別是美國為FC-BGA封裝基板相關專利布局的重中之重。FC-BGA封裝基板相關專利申請主要來源國家/地區(qū)，來自美國的專利申請量最多，占全球專利申請總量的54%，來自日本為27%、中國臺灣7%，可見，目前全球范圍的FC-BGA封裝基板技術輸出絕大部分來美國、日本和中國臺灣，其中美國和日本兩國FC-BGA封裝基板專利申請量總和高達81%，掌握了FC-BGA封裝基板核心技術，基本達到了技術壟斷。并且排名前七的來源國/地區(qū)中并沒有出現(xiàn)中國大陸的身影，說明中國大陸在相關技術領域幾乎沒有技術輸出，結合專利申請目標國/地區(qū)分析，在中國大陸地區(qū)專利申請量僅占全球專利申請總量的7%，除了美日、中國臺灣，各申請人也同樣非?？粗刂袊箨懯袌?，并且近年來中國政府的政策引導和資本投入，專利布局可替代空間十分巨大。

全球申請量排名前九的申請人情況，依次為美光科技、IBM、臺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)株式會社、德州儀器，即目前FC-BGA封裝基板專利申請主要是由美國、日本、中國臺灣的企業(yè)為主導，中國臺灣地區(qū)的相關技術高度集中于少數(shù)優(yōu)質的半導體企業(yè)，而日本相關企業(yè)比較多，且發(fā)展比較均衡，韓國三星在FC-BGA封裝基板技術領域起步較晚，但其專利申請量能在全球申請人申請量排名中排名第六，屬于后起之秀。

從FC-BGA封裝基板專利技術發(fā)展來看，美國、日本、中國臺灣掌握了FC-BGA封裝基板領域的核心技術，同時致力于FC-BGA封裝基板技術領域的全球專利布局，主要集中在美國、日本、中國臺灣、中國大陸，以此鞏固在全球范圍內的國際核心競爭力。中國本土企業(yè)對FC-BGA封裝基板的專利技術轉化也比較滯后，這對我國發(fā)展FC-BGA封裝基板技術也是非常不利的。FC-BGA封裝基板屬于IC載板領域，具有較高的技術壁壘，要想謀求更進一步的發(fā)展，需要積極引入該領域的技術專家人才，加快工藝制程開發(fā)，多申請相關專利進行專利布局。從長遠的角度來看，要想打開國際市場，中國內資企業(yè)也需要在美國、歐洲、日本、韓國等國家/地區(qū)進行專利布局。

參考文獻：

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

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