微電子封裝的關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用前景論文

Word第第頁(yè)微電子封裝的關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用前景論文1.微電子封裝的概述

1.1微電子封裝的概念

微電子封裝是指利用膜技術(shù)及微細(xì)加工技術(shù)，將芯片及其他要素在框架或基板上布置、粘貼固定及連接，引出連線端子并通過可塑性絕緣介質(zhì)灌封固定，構(gòu)成整體立體結(jié)構(gòu)的工藝。在更廣的意義上講，是指將封裝體與基板連接固定，裝配成完好的系統(tǒng)或電子設(shè)備，并確定整個(gè)系統(tǒng)綜合性能的工程【1】。

1.2微電子封裝的目的

微電子封裝的目的在于愛護(hù)芯片不受或少受外界環(huán)境的影響，并為之供應(yīng)一個(gè)良好的工作條件，以使電路具有穩(wěn)定、正常的功能。

1.3微電子封裝的技術(shù)領(lǐng)域

微電子封裝技術(shù)涵蓋的技術(shù)面積廣，屬于冗雜的.系統(tǒng)工程。它涉及物理、化學(xué)、化工、材料、機(jī)械、電氣與自動(dòng)化等各門學(xué)科，也使用金屬、陶瓷、玻璃、高分子等各種各樣的材料，因此微電子封裝是一門跨學(xué)科學(xué)問整合的科學(xué)，整合了產(chǎn)品的電氣特性、熱傳導(dǎo)特性、牢靠性、材料與工藝技術(shù)的應(yīng)用以及本錢價(jià)格等因素。

2微電子封裝領(lǐng)域中的關(guān)鍵技術(shù)

目前，在微電子封裝領(lǐng)域中，所能夠采納的工藝技術(shù)有多種。主要包括了柵陣列封裝〔BGA〕、倒裝芯片技術(shù)〔FC〕、芯片規(guī)模封裝〔CSP〕、系統(tǒng)級(jí)封裝〔SIP〕、三維〔3D〕封裝等〔以下用簡(jiǎn)稱代替〕【2】。下面對(duì)這些微電子封裝關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行一一介紹，詳細(xì)如下：

2.1柵陣列封裝

BGA是目前微電子封裝的主流技術(shù)，應(yīng)用范圍大多以主板芯片組和CPU等大規(guī)模集成電路封裝為主。BGA的特點(diǎn)在于引線長(zhǎng)度比較短，但是引線與引線之間的間距比較大，可有效避開精細(xì)間距器件中常常會(huì)遇到的翹曲和共面度問題。相比其他封裝方式，BGA的優(yōu)勢(shì)在于引線見巨大，可容納更多I/0；牢靠性高，焊點(diǎn)堅(jiān)固，不會(huì)損傷引腳；有較好的點(diǎn)特性，頻率特性好；能與貼裝工藝和設(shè)備良好兼容等。

2.2倒裝芯片關(guān)鍵技術(shù)

倒裝芯片技術(shù)，即：FCW。其工藝實(shí)現(xiàn)流程就是將電路基板芯片上的有源區(qū)采納相對(duì)的方式，將襯底和芯片通過芯片上的焊料凸點(diǎn)進(jìn)行連接，需要說明的是，這些凸點(diǎn)是呈陣列的方式排列。采納這種封裝的方式，其最大的特點(diǎn)就在于具有比較高的I/O密度。而其相對(duì)于其他微電子封裝技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在于：第一，具備良好散熱性能；其次，形狀尺寸減小；第三，壽命提升，牢靠性良好；第四，具備較高密度的I/O；第五，裸芯片的具備可測(cè)試性。

2.3芯片規(guī)模封裝

CSP是與BGA處于同一個(gè)時(shí)代的封裝技術(shù)。CSP在實(shí)際運(yùn)用中，采納了很多BGA的形式。一般行業(yè)中在對(duì)二者進(jìn)行區(qū)分時(shí)，主要是以焊球節(jié)距作為參考標(biāo)準(zhǔn)。一般焊球節(jié)距作小于1mm便是CSP，而高于1mm便是BGA。相對(duì)于BGA，CSP具有許多突出的優(yōu)勢(shì)，如：具備優(yōu)良的電、熱性；具備高封裝密度；超小型封裝；易于焊接、更換和修正；簡(jiǎn)單測(cè)定和老化；操作簡(jiǎn)便等。主要有適用于儲(chǔ)存器的少引腳CSP和適用于ASCI的多引腳CSP。

2.4三維〔3D〕封裝

三維封裝，即是向空間進(jìn)展的微電子組裝的高密度化。它不但使用組裝密度更高，也使其功能更多、傳輸速度更高、功耗更低、性能及牢靠性更好等。

2.5多芯片模式

多芯片模式〔MCM〕，是指多個(gè)半導(dǎo)體裸芯片外表安裝在同一塊布線基板上。按基板材料不同，分為MCM-L、MCM-C、MCM-D三大類。

①M(fèi)CM-L是指用通常玻璃、環(huán)氧樹脂制作多層印刷電路基板的模式。布線密度高而價(jià)格較低。

②MCM-C通過厚膜技術(shù)形成多層布線陶瓷，濱海高以此作為基板。布線密度比MCM-L高。

③MCM-D通過薄膜技術(shù)形成多層布線陶瓷或者直接采納Si、Al作為基板，布線密度最高，價(jià)格也高。

2.6系統(tǒng)級(jí)封裝

SIP是將多種功能芯片，包括處理器、存儲(chǔ)器等功能芯片集成在一個(gè)封裝內(nèi)，從而實(shí)現(xiàn)一個(gè)基本完好的功能。與SOC〔SystemOnaChip系統(tǒng)級(jí)芯片〕相對(duì)應(yīng)。不同的是系統(tǒng)級(jí)封裝是采納不同芯片進(jìn)行并排或疊加的封裝方式，而SOC則是高度集成的芯片產(chǎn)品。

3.微電子封裝領(lǐng)域的應(yīng)用前景

21世紀(jì)的微電子封裝概念已從傳統(tǒng)的面對(duì)器件轉(zhuǎn)為面對(duì)系統(tǒng)，即在封裝的信號(hào)傳遞、支持載體、熱傳導(dǎo)、芯片愛護(hù)等傳統(tǒng)功能的基礎(chǔ)上進(jìn)一步擴(kuò)展，利用薄膜、厚膜工藝以及嵌入工藝將系統(tǒng)的信號(hào)傳輸電路及大部分有源、無源元件進(jìn)行集成，并與芯片的高密度封裝和元器件外貼工藝相結(jié)合，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的封裝集成，到達(dá)最高密度的封裝。

在近期內(nèi)，BGA技術(shù)將以其性能和價(jià)格的優(yōu)勢(shì)以最快增長(zhǎng)速度作為封裝的主流技術(shù)連續(xù)向前進(jìn)展；CSP技術(shù)有著很好的前景，隨著其本錢的逐步降低將廣泛用于快速存儲(chǔ)器、規(guī)律電路和ASIC等器件在各類產(chǎn)品中的封裝；在今后不斷的封裝中，F(xiàn)CT技術(shù)將作為一種基本的主流封裝技術(shù)滲透于各種不同的封裝形式中；隨著便攜式電子設(shè)備市場(chǎng)的快速擴(kuò)大，適用于高速、高性能的MCM進(jìn)展速度相當(dāng)驚人；三維封裝是進(jìn)展前景最正確的封裝技術(shù)，隨著其工藝的進(jìn)一步成熟，它將成為應(yīng)用最廣泛的封裝技術(shù)【3】。

結(jié)束語

關(guān)鍵性封裝技術(shù)在推動(dòng)更高性能、更低功耗、更低本錢和更小樣子因