邁向新世紀的微電子封裝技術(shù)論文

1、邁向新世紀的微電子封裝技術(shù)論文摘 要：隨著經(jīng)濟的發(fā)展和計算機技術(shù)的普及， 微電子封裝技術(shù)越來越普及，基于此，本文論述了微電子封裝技術(shù)的當下發(fā)展狀況以及未來的發(fā)展趨向。在跨世紀的時代背景下，微電子封裝在 IC 的帶動下，正在蓬勃發(fā)展之中， 裸芯片以及 FC正成為 IC 封裝產(chǎn)業(yè)的發(fā)展方向，目前各大產(chǎn)能也正在大力發(fā)展 FC的工藝技術(shù)以及相關材料，并且，微電子封裝從二維向三維立體封裝發(fā)展， 相信，在不久的將來，微電子封裝技術(shù)在各個產(chǎn)業(yè)中的應用會變得越來越廣泛。關鍵詞：新世紀；微電子；封裝技術(shù)： TN6；TG454 ： A ： 1673-1069 （xx）05-171-2 0 引言隨著計算機技術(shù)的普及

2、， 到 1975 年世界上第一只晶體管的誕生，特別是近年來封裝技術(shù)的發(fā)展， 微電子封裝技術(shù)在國民經(jīng)濟中的作用越來越突出，甚至，微電子封裝技術(shù)越來越成為衡量國民經(jīng)濟發(fā)展的一項重要指標， 在這樣的時代背景之下， 對于微電子封裝技術(shù)的研究變得尤為重要。1 微電子封裝技術(shù)的世紀回顧微電子封裝技術(shù)有著悠久的歷史淵源，其起源、發(fā)展、革新都是伴隨著 IC 產(chǎn)業(yè)的發(fā)展而不斷變化的?？梢哉f，有一種IC 的出現(xiàn)，就會伴隨著一代微電子封裝技術(shù)的發(fā)展。最早的微電子封裝技術(shù)出現(xiàn)在 60 年代、 70 年代，這一時期是比較小規(guī)模的微電子封裝技術(shù)。隨后，在 80 時年代，出現(xiàn)了 SMT，這一技術(shù)的發(fā)展極大的推動了計算機封裝

3、技術(shù)的發(fā)展。 基于微電子封裝技術(shù)的不斷革新，經(jīng)過微電子技術(shù)行業(yè)專業(yè)人員歷時多年的研究，開發(fā)出了 QFP、FP等，不但解決了較高 I/O LSI 的技術(shù)封裝問題，而且與其他的技術(shù)合作，使得 QFP、FP成為微電子封裝的主導型技術(shù)。近年來，微電子封裝技術(shù)又有了新的發(fā)展，新的微電子封裝技術(shù)， 不僅僅具有傳統(tǒng)裸芯片的全部優(yōu)良性能，而且這種新型的微電子封裝技術(shù)， 突破了傳統(tǒng)的微電子封裝技術(shù)的阻礙，使得 IC 達到了“最終封裝”的境界，是微電子封裝領域的一大發(fā)展。隨著科學技術(shù)的不斷發(fā)展，微電子封裝行業(yè)也在進行著前所未有的變革，為了增加微電子產(chǎn)品的功能， 達到提高電子產(chǎn)品的性能和可靠性以及降低成本的需求，

4、現(xiàn)正在各類先進封裝技術(shù)的基礎上， 進一步向 3D封裝技術(shù)發(fā)展，特別是近年來，微電子封裝領域的專家學者們，正在研究由原來的三層封裝模式向一層封裝的簡潔模式過渡。在不久的將來， 隨著科學技術(shù)的進一步發(fā)展， 微電子封裝技術(shù)還將繼續(xù)在新的領域并借助高科技的助力向更加多元與開闊的方向發(fā)展。2 IC的進展及對微電子封裝技術(shù)提出的新要求隨著時代的進步和科學技術(shù)的發(fā)展，各行各業(yè)對于電子產(chǎn)品的技術(shù)要求更高，在目前的領域之中，無論是信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)，還是汽車行業(yè)及交通運輸行業(yè)，以及關系到*的軍事、航空航天行業(yè)，都對微電子封裝技術(shù)提出了更高水平的要求。特別是當下PC機以及通訊信息產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展， 對于微電子封裝技術(shù)的要

5、求越來越高。為了滿足這些關系國計民生的行業(yè)的要求，微電子封裝技術(shù)領域的革新變得* 。因此，基于以上的時代背景，美國半導體工業(yè)協(xié)會于 1997 年制定并且發(fā)表了幫奧體技術(shù)未來發(fā)展的宏偉藍圖， 為我們探索半導體行業(yè)指明了方向，鋪墊了新的里程。微電子封裝技術(shù)的發(fā)展是伴隨著 IC 技術(shù)的發(fā)展而不斷革新的，這就要求在微電子封裝領域的技術(shù)革新時要考慮芯片的問題， 因為一塊芯片的質(zhì)量、體積、直接關乎微電子封裝技術(shù)的成敗。因此，對于芯片的特征尺寸問題要格外留心， 努力增加芯片的晶體管數(shù)以及集成度，保證芯片的性能達到最優(yōu)化。 在設計開發(fā)微電子封裝技術(shù)的時候，要將芯片的開發(fā)與微電子封裝技術(shù)的研究作為一個整體的有機

6、系統(tǒng)去考量，只有這樣，我們才能在開發(fā)芯片的過程中充分考慮到微電子封裝技術(shù)，又能夠在研究微電子封裝技術(shù)的同時， 對于芯片的要求提出更加準確細致的描述，從而能夠提升工作效率。同時，也要注重對于新的技術(shù)的應用，比如現(xiàn)在較為流行的 3D技術(shù)，就可以應用于芯片的制作和微電子封裝技術(shù)的開發(fā)之中， 從而能夠更加靈活的安排各個零件的功能單元，優(yōu)化連線布局，使得芯片的性能更加優(yōu)良，使得微電子封裝技術(shù)的發(fā)展邁上一個新的臺階。3微電子封裝技術(shù)幾個值得注意的發(fā)展方向回顧微電子封裝技術(shù)的發(fā)展，我們可以看到微電子封裝技術(shù)在* 潮流之中隨著時代的發(fā)展不斷革新， 并對當下國民經(jīng)濟的發(fā)展產(chǎn)生了越來越重要 * 。在裸芯片以及 F

7、C正成為 IC 封裝產(chǎn)業(yè)的發(fā)展方向的當下情景之中，大力發(fā)展 FC的工藝技術(shù)以及相關的材料，促進微電子封裝技術(shù)從二維向三維方向發(fā)展，是當下微電子封裝技術(shù)應該值得注意的發(fā)展方向。3.1裸芯片及 FC正成為 IC 封裝產(chǎn)業(yè)的發(fā)展方向裸芯片以及 FC在未來的十年內(nèi)將成為一個工業(yè)標準， 微電子封裝技術(shù)在這種科技的助力之下， 將從有封裝、 少封裝向無封裝的方向發(fā)展。并且，在當下的科技環(huán)境之中，利用 SMT技術(shù)，可以將裸芯片以及 FC直接復制到多層基板上，這樣不但芯片的基板面積小，而且制作成本也很小， 對于微電子封裝技術(shù)來說， 在科技領域無疑是一大進步。但是，在目前的科技領域之中，裸芯片以及 FC仍然有很多

8、的缺陷，比如 FC裸芯片在很大的程度上還沒有解決測試以及老化篩選等問題，在目前的科技方面，還難以解決一些技術(shù)上的疑難問題，還難以達到真正 KGD芯片的標準。但是，隨著科學技術(shù)的發(fā)展，一些新的技術(shù)應運而生，比如 CSP芯片，不僅僅具有封裝芯片的一切優(yōu)點，而且又具有 FC裸芯片的所有長處，所以， CSP芯片可以較為全面的進行優(yōu)化與篩選，能夠成為真正意義上的 KGD芯片。3.2大力發(fā)展 FC的工藝技術(shù)及相關材料微電子封裝技術(shù)要想能夠在未來的科技發(fā)展領域之中占有一席之地，大力發(fā)展 FC芯片的工藝技術(shù)變得*。在當下的科技領域之中，F(xiàn)C的工藝技術(shù)主要包括了芯片凸點的形成技術(shù)以及FCB互聯(lián)焊接技術(shù)和芯片下的

9、填充技術(shù)等等。 芯片凸點技術(shù)主要是在原有芯片的基礎上形成的，形成這一芯片的技術(shù)需要重新在焊接區(qū)域內(nèi)進行布局，形成一個又一個的凸點。 其中，形成凸點的方法主要有物理和化學兩種。物理方法包括電鍍法、 模板焊接法以及熱力注射焊接法， 而化學的凸點形成法相對來說就比較單一， 在當下的微電子封裝領域的應用還不是那么廣泛。 FC互聯(lián)焊接法也是在當下的微電子封裝領域應用比較廣泛的一種方法，具體的操作方法較為復雜，一般來說，是將 Au 通過打球而形成的釘頭凸點涂抹到基層金屬焊接區(qū)域之中， 這種金屬焊接區(qū)域之中，往往會涂油導電膠狀物， 我們再通過加熱的辦法對這些膠狀物進行凝固處理， 從未能夠使得這些凸點和基板金

10、屬焊接區(qū)域能夠粘貼緊密，形成牢固的連接。這種方法制作成本比較低廉，在熟悉了制作流程之中，制作的過程也比較簡單，因此，這一工藝在微電子封裝領域的應用較為廣泛。 此外，芯片下填充技術(shù)作為微電子封裝產(chǎn)業(yè)的一大組成部分，在技術(shù)的研發(fā)層面也面臨著巨大的挑戰(zhàn)。3.3微電子封裝從二維向三維立體封裝發(fā)展3D技術(shù)的發(fā)展與普及，帶給了微電子封裝技術(shù)以極大的革新，在 3D技術(shù)的助力之中，微電子封裝技術(shù)從二維空間向三維空間邁進，使得微電子封裝技術(shù)產(chǎn)品的密度更高、 性能更加優(yōu)良， 信號的傳輸更加方便快捷，可靠性更高，但是，微電子封裝技術(shù)從二維走向三維，卻使得微電子封裝技術(shù)的成本節(jié)省了不少。 在當下的微電子封裝技術(shù)領域之中，實現(xiàn) 3D微電子封裝的途徑大體上來說，主要有以下幾種類型：埋置型 3D結(jié)構(gòu)、源基板型 3D結(jié)構(gòu)，疊裝型 3D結(jié)構(gòu)。這三種3D微電子封裝技術(shù)在當下的科技微電子封裝領域之中已經(jīng)開始廣泛應用并且作用于經(jīng)濟領域之中，相信，在不久的將來，3D微電子封裝技術(shù)將成為封裝領域的一大趨勢。4 結(jié)語IC的發(fā)展促進了微電子封裝技術(shù)的不斷革新，同時，微電子封裝技術(shù)領域的創(chuàng)新性研究也作用于IC 產(chǎn)業(yè)，促進了它的變革與發(fā)展。相信，在不久的將來，微電子封裝技術(shù)在新的技術(shù)的推動下，還會取得一系列的更加顯著的成績， 但是如何將新型技術(shù)與微電子封裝技術(shù)實現(xiàn)完美融合，以及微電子封裝技