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微電子封裝技術(shù)論文范文

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微電子封裝技術(shù)論文范文

  微電子封裝技術(shù)是90年代以來在半導(dǎo)體集成電路技術(shù)、混合集成電路技術(shù)和表面組裝技術(shù)(SMT)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的新一代電子組裝技術(shù)。下面是由學(xué)習(xí)啦小編整理的微電子封裝技術(shù)論文范文,謝謝你的閱讀。

  微電子封裝技術(shù)論文范文篇一

  微電子封裝技術(shù)的發(fā)展趨勢

  【摘 要】本文論述了微電子封裝技術(shù)的發(fā)展歷程,發(fā)展現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢,主要介紹了幾種重要的微電子封裝技術(shù),包括:BGA 封裝技術(shù)、CSP封裝技術(shù)、SIP封裝技術(shù)、3D封裝技術(shù)、MCM封裝技術(shù)等。

  【關(guān)鍵詞】微電子技術(shù);封裝

  1.微電子封裝的發(fā)展歷程

  IC 封裝的引線和安裝類型有很多種,按封裝安裝到電路板上的方式可分為通孔插入式(TH)和表面安裝式(SM),或按引線在封裝上的具體排列分為成列、四邊引出或面陣排列。微電子封裝的發(fā)展歷程可分為三個(gè)階段:

  第一階段:上世紀(jì)70 年代以插裝型封裝為主,70 年代末期發(fā)展起來的雙列直插封裝技術(shù)(DIP)。

  第二階段:上世紀(jì)80 年代早期引入了表面安裝(SM)封裝。比較成熟的類型有模塑封裝的小外形(SO)和PLCC 型封裝、模壓陶瓷中的CERQUAD、層壓陶瓷中的無引線式載體(LLCC)和有引線片式載體(LDCC)。PLCC,CERQUAD,LLCC和LDCC都是四周排列類封裝, 其引線排列在封裝的所有四邊。

  第三階段:上世紀(jì)90 年代, 隨著集成技術(shù)的進(jìn)步、設(shè)備的改進(jìn)和深亞微米技術(shù)的使用,LSI,VLSI,ULSI相繼出現(xiàn), 對集成電路封裝要求更加嚴(yán)格,I/O引腳數(shù)急劇增加, 功耗也隨之增大, 因此, 集成電路封裝從四邊引線型向平面陣列型發(fā)展,出現(xiàn)了球柵陣列封裝(BGA),并很快成為主流產(chǎn)品。

  2.新型微電子封裝技術(shù)

  2.1焊球陣列封裝(BGA)

  陣列封裝(BGA)是世界上九十年代初發(fā)展起來的一種新型封裝。BGA封裝的I/O端子以圓形或柱狀焊點(diǎn)按陣列形式分布在封裝下面,BGA技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是:I/O引腳數(shù)雖然增加了,但引腳間距并沒有減小反而增加了,從而提高了組裝成品率;雖然它的功耗增加,但BGA能用可控塌陷芯片法焊接,從而可以改善它的電熱性能;厚度和重量都較以前的封裝技術(shù)有所減少;寄生參數(shù)減小,信號傳輸延遲小,使用頻率大大提高;組裝可用共面焊接,可靠性高。

  這種BGA的突出的優(yōu)點(diǎn):①電性能更好:BGA用焊球代替引線,引出路徑短,減少了引腳延遲、電阻、電容和電感;②封裝密度更高;由于焊球是整個(gè)平面排列,因此對于同樣面積,引腳數(shù)更高。例如邊長為31mm的BGA,當(dāng)焊球節(jié)距為1mm時(shí)有900只引腳,相比之下,邊長為32mm,引腳節(jié)距為0.5mm的QFP只有208只引腳;③BGA的節(jié)距為1.5mm、1.27mm、1.0mm、0.8mm、0.65mm和0.5mm,與現(xiàn)有的表面安裝工藝和設(shè)備完全相容,安裝更可靠;④由于焊料熔化時(shí)的表面張力具有"自對準(zhǔn)"效應(yīng),避免了傳統(tǒng)封裝引線變形的損失,大大提高了組裝成品率;⑤BGA引腳牢固,轉(zhuǎn)運(yùn)方便;⑥焊球引出形式同樣適用于多芯片組件和系統(tǒng)封裝。因此,BGA得到爆炸性的發(fā)展。BGA因基板材料不同而有塑料焊球陣列封裝(PBGA),陶瓷焊球陣列封裝(CBGA),載帶焊球陣列封裝(TBGA),帶散熱器焊球陣列封裝(EBGA),金屬焊球陣列封裝(MBGA),還有倒裝芯片焊球陣列封裝(FCBGA)。PQFP可應(yīng)用于表面安裝,這是它的主要優(yōu)點(diǎn)。但是當(dāng)PQFP的引線節(jié)距達(dá)到0.5mm時(shí),它的組裝技術(shù)的復(fù)雜性將會增加。在引線數(shù)大于200條以上和封裝體尺寸超過28mm見方的應(yīng)用中,BGA封裝取代PQFP是必然的。在以上幾類BGA封裝中,F(xiàn)CBGA最有希望成為發(fā)展最快的BGA封裝。FCBGA除了具有BGA的所有優(yōu)點(diǎn)以外,還具有:①熱性能優(yōu)良,芯片背面可安裝散熱器;②可靠性高,由于芯片下填料的作用,使FCBGA抗疲勞壽命大大增強(qiáng);③可返修性強(qiáng)。

  2.2 芯片尺寸封裝(CSP)

  CSP(Chip Scale Package)封裝,是芯片級封裝的意思。CSP封裝最新一代的內(nèi)存芯片封裝技術(shù),其技術(shù)性能又有了新的提升。CSP封CSP封裝裝可以讓芯片面積與封裝面積之比超過1:1.14,已經(jīng)相當(dāng)接近1:1的理想情況,絕對尺寸也僅有32平方毫米,約為普通的BGA的1/3,僅僅相當(dāng)于TSOP內(nèi)存芯片面積的1/6。與BGA封裝相比,同等空間下CSP封裝可以將存儲容量提高三倍。

  芯片尺寸封裝(CSP)和BGA是同一時(shí)代的產(chǎn)物,是整機(jī)小型化、便攜化的結(jié)果。美國JEDEC給CSP的定義是:LSI芯片封裝面積小于或等于LSI芯片面積120%的封裝稱為CSP。由于許多CSP采用BGA的形式,所以最近兩年封裝界權(quán)威人士認(rèn)為,焊球節(jié)距大于等于lmm的為BGA,小于lmm的為CSP。由于CSP具有更突出的優(yōu)點(diǎn):①近似芯片尺寸的超小型封裝;②保護(hù)裸芯片;③電、熱性優(yōu)良;④封裝密度高;⑤便于測試和老化;⑥便于焊接、安裝和修整更換。

  一般地CSP,都是將圓片切割成單個(gè)IC芯片后再實(shí)施后道封裝的,而WLCSP則不同,它的全部或大部分工藝步驟是在已完成前工序的硅圓片上完成的,最后將圓片直接切割成分離的獨(dú)立器件。CSP封裝內(nèi)存芯片的中心引腳形式有效地縮短了信號的傳導(dǎo)距離,其衰減隨之減少,芯片的抗干擾、抗噪性能也能得到大幅提升。CSP技術(shù)是在電子產(chǎn)品的更新?lián)Q代時(shí)提出來的,它的目的是在使用大芯片(芯片功能更多,性能更好,芯片更復(fù)雜)替代以前的小芯片時(shí),其封裝體占用印刷板的面積保持不變或更小。

  WLCSP所涉及的關(guān)鍵技術(shù)除了前工序所必須的金屬淀積技術(shù)、光刻技術(shù)、蝕刻技術(shù)等以外,還包括重新布線(RDL)技術(shù)和凸點(diǎn)制作技術(shù)。通常芯片上的引出端焊盤是排到在管芯周邊的方形鋁層,為了使WLP適應(yīng)了SMT二級封裝較寬的焊盤節(jié)距,需將這些焊盤重新分布,使這些焊盤由芯片周邊排列改為芯片有源面上陣列排布,這就需要重新布線(RDL)技術(shù)。

  3.微電子封裝技術(shù)的發(fā)展趨勢

  微電子封裝技術(shù)是90年代以來在半導(dǎo)體集成電路技術(shù)、混合集成電路技術(shù)和表面組裝技術(shù)(SMT)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的新一代電子組裝技術(shù)。多芯片組件(MCM)就是當(dāng)前微組裝技術(shù)的代表產(chǎn)品。它將多個(gè)集成電路芯片和其他片式元器件組裝在一塊高密度多層互連基板上,然后封裝在外殼內(nèi),是電路組件功能實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)級的基礎(chǔ)。CSP的出現(xiàn)解決了KGD問題,CSP不但具有裸芯片的優(yōu)點(diǎn),還可象普通芯片一樣進(jìn)行測試?yán)匣Y選,使MCM 的成品率才有保證,大大促進(jìn)了MCM的發(fā)展和推廣應(yīng)用。目前MCM已經(jīng)成功地用于大型通用計(jì)算機(jī)和超級巨型機(jī)中,今后將用于工作站、個(gè)人計(jì)算機(jī)、醫(yī)用電子設(shè)備和汽車電子設(shè)備等領(lǐng)域。

  4.結(jié)束語

  從以上介紹可以看出,微電子封裝,特別是BGA、CSP、SIP、3D、MCM 等先進(jìn)封裝對SMT的影響是積極的,當(dāng)前更有利于SMT的發(fā)展,將來也會隨著基板技術(shù)的提高,新工藝、新材料、新技術(shù)、新方法的不斷出現(xiàn),促進(jìn)SMT向更高水平發(fā)展?!科]

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