FC-BGA封装基板的专利分析

李巧芬

摘要：随着5G、云计算、智能汽车等新结构性增长，FC-BGA（Flip Chip-Ball Grid Array）封装基板迎来新的增长驱动，本文以专利库CNABS和DWPI中检索得到的专利文献为基础，分析了FC-BGA封装基板的发展情况。

关键词：FC-BGA;封装基板;IC载板;PCB

随着5G、汽车电子、人工智能等下游需求持续增长，拉动对上游IC载板等材料的需求增长。世界从事封装制造业的主要生产国家、地区在IC载板市场上正展开激烈的竞争，而倒装芯片球栅格阵列（FC-BGA，Flip Chip Ball Grid Array）封装基板是IC载板中主导的高端产品[1]。FC-BGA优势在于用小球代替原先采用的针脚来连接处理，能提供最短的对外连接距离，以及能够提高I/O的密度[2]。

为了掌握FC-BGA封装基板的发展情况，本章以专利审查S系统中CNABS、DWPI数据库中截止至2021年9月18日已经收录的公开专利数据为基础，分析了FC-BGA封裝基板专利申请的变化趋势、专利申请目标国/地区以及来源国/地区、申请人排名。

FC-BGA封装基板全球专利申请趋势分为萌芽期、爆发期、高速发展期以及发展成熟期。1996年之前，它是FC-BGA封装基板发展萌芽期，此阶段美国、日本为申请量最多的两个国家。自1997年开始，全球FC-BGA封装基板专利申请量爆发式增长，美日这一时期任旧保持领先，中国台湾在2000年左右也开始申请FC-BGA封装基板的专利，原因在于1997年左右中国台湾通过从美国、日本等国引进技术而迅速迈入FC-BGA封装基板的行业。2002至2007年之间，每年FC-BGA封装基板领域的全球专利申请总量均维持在一个较高的水平，其中美国、日本、中国台湾的相关专利申请量持续增长，在2003年达到峰值并于2003年前后，美国、日本、中国台湾均迎来了FC-BGA封装基板发展转折点，在2003年之后美国、日本、中国台湾均进入平稳发展期;这一时期，韩国也加入了相关专利布局的阵营，其申请量不是很多，处于起步阶段。在2008年之后进入发展成熟期，FC-BGA封装基板相关的全球专利申请总量逐渐降低，具体在美国、日本、中国台湾国家地区专利申请量整体逐渐降低，这从侧面反应出FC-BGA封装基板技术在美国、日本、中国台湾地区发展日趋成熟。特别是美国，受08年金融危机影响，相关专利申请量略少于日本。在这一时期，韩国的相关专利申请有所增长，并在正常范围内波动，表示韩国虽然起步较晚，但一直在相关领域中加入财力、物力，希望也能在FC-BGA封装基板领域占据市场。在2014年至今，全球相关专利申请量一直很低迷，一方面受贸易战影响，另一方面也从侧面反应出这些国家地区受新冠肺炎影响较大，由于专利申请量仅统计到在2021年9月18日，由专利申请量曲线走势看，后续FC-BGA封装基板领域应该还会迎来一波新的增长。

FC-BGA封装基板相关专利申请主要的目标国/地区包括美国、日本、中国台湾、中国大陆、韩国、欧洲等地，其中美国、日本、中国台湾排名前三，分别占全球专利申请的46%、21%、9%，即美国、日本、中国台湾成为FC-BGA封装基板技术领域专利布局的重点国家/地区，特别是美国为FC-BGA封装基板相关专利布局的重中之重。FC-BGA封装基板相关专利申请主要来源国家/地区，来自美国的专利申请量最多，占全球专利申请总量的54%，来自日本为27%、中国台湾7%，可见，目前全球范围的FC-BGA封装基板技术输出绝大部分来美国、日本和中国台湾，其中美国和日本两国FC-BGA封装基板专利申请量总和高达81%，掌握了FC-BGA封装基板核心技术，基本达到了技术垄断。并且排名前七的来源国/地区中并没有出现中国大陆的身影，说明中国大陆在相关技术领域几乎没有技术输出，结合专利申请目标国/地区分析，在中国大陆地区专利申请量仅占全球专利申请总量的7%，除了美日、中国台湾，各申请人也同样非常看重中国大陆市场，并且近年来中国政府的政策引导和资本投入，专利布局可替代空间十分巨大。

全球申请量排名前九的申请人情况，依次为美光科技、IBM、台湾积体电路制造股份有限公司、英特尔公司、矽品精密工业股份有限公司、三星电子、日本电气股份有限公司、三井金属矿业株式会社、德州仪器，即目前FC-BGA封装基板专利申请主要是由美国、日本、中国台湾的企业为主导，中国台湾地区的相关技术高度集中于少数优质的半导体企业，而日本相关企业比较多，且发展比较均衡，韩国三星在FC-BGA封装基板技术领域起步较晚，但其专利申请量能在全球申请人申请量排名中排名第六，属于后起之秀。

从FC-BGA封装基板专利技术发展来看，美国、日本、中国台湾掌握了FC-BGA封装基板领域的核心技术，同时致力于FC-BGA封装基板技术领域的全球专利布局，主要集中在美国、日本、中国台湾、中国大陆，以此巩固在全球范围内的国际核心竞争力。中国本土企业对FC-BGA封装基板的专利技术转化也比较滞后，这对我国发展FC-BGA封装基板技术也是非常不利的。FC-BGA封装基板属于IC载板领域，具有较高的技术壁垒，要想谋求更进一步的发展，需要积极引入该领域的技术专家人才，加快工艺制程开发，多申请相关专利进行专利布局。从长远的角度来看，要想打开国际市场，中国内资企业也需要在美国、欧洲、日本、韩国等国家/地区进行专利布局。

参考文献：

[1] 陆飞. FCBGA器件PCB组装应用的若干要点[J]. 电子工艺技术，2006，27（2）：87-90.

[2] 林晓玲. FCBGA封装器件的失效分析与对策[J]. 失效分析与预防，2007，2（4）：55-58.