微電子封裝的關鍵技術及應用前景論文

Word第第頁微電子封裝的關鍵技術及應用前景論文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及微細加工技術，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灌封固定，構成整體立體結構的工藝。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)或電子設備，并確定整個系統(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芯片不受或少受外界環(huán)境的影響，并為之供應一個良好的工作條件，以使電路具有穩(wěn)定、正常的功能。

1.3微電子封裝的技術領域

微電子封裝技術涵蓋的技術面積廣，屬于冗雜的.系統(tǒng)工程。它涉及物理、化學、化工、材料、機械、電氣與自動化等各門學科，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科學問整合的科學，整合了產品的電氣特性、熱傳導特性、牢靠性、材料與工藝技術的應用以及本錢價格等因素。

2微電子封裝領域中的關鍵技術

目前，在微電子封裝領域中，所能夠采納的工藝技術有多種。主要包括了柵陣列封裝〔BGA〕、倒裝芯片技術〔FC〕、芯片規(guī)模封裝〔CSP〕、系統(tǒng)級封裝〔SIP〕、三維〔3D〕封裝等〔以下用簡稱代替〕【2】。下面對這些微電子封裝關鍵技術進行一一介紹，詳細如下：

2.1柵陣列封裝

BGA是目前微電子封裝的主流技術，應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的特點在于引線長度比較短，但是引線與引線之間的間距比較大，可有效避開精細間距器件中常常會遇到的翹曲和共面度問題。相比其他封裝方式，BGA的優(yōu)勢在于引線見巨大，可容納更多I/0；牢靠性高，焊點堅固，不會損傷引腳；有較好的點特性，頻率特性好；能與貼裝工藝和設備良好兼容等。

2.2倒裝芯片關鍵技術

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

2.3芯片規(guī)模封裝

CSP是與BGA處于同一個時代的封裝技術。CSP在實際運用中，采納了很多BGA的形式。一般行業(yè)中在對二者進行區(qū)分時，主要是以焊球節(jié)距作為參考標準。一般焊球節(jié)距作小于1mm便是CSP，而高于1mm便是BGA。相對于BGA，CSP具有許多突出的優(yōu)勢，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；簡單測定和老化；操作簡便等。主要有適用于儲存器的少引腳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〕，是指多個半導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。

①MCM-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。布線密度高而價格較低。

②MCM-C通過厚膜技術形成多層布線陶瓷，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，價格也高。

2.6系統(tǒng)級封裝

SIP是將多種功能芯片，包括處理器、存儲器等功能芯片集成在一個封裝內，從而實現一個基本完好的功能。與SOC〔SystemOnaChip系統(tǒng)級芯片〕相對應。不同的是系統(tǒng)級封裝是采納不同芯片進行并排或疊加的封裝方式，而SOC則是高度集成的芯片產品。

3.微電子封裝領域的應用前景

21世紀的微電子封裝概念已從傳統(tǒng)的面對器件轉為面對系統(tǒng)，即在封裝的信號傳遞、支持載體、熱傳導、芯片愛護等傳統(tǒng)功能的基礎上進一步擴展，利用薄膜、厚膜工藝以及嵌入工藝將系統(tǒng)的信號傳輸電路及大部分有源、無源元件進行集成，并與芯片的高密度封裝和元器件外貼工藝相結合，從而實現對系統(tǒng)的封裝集成，到達最高密度的封裝。

在近期內，BGA技術將以其性能和價格的優(yōu)勢以最快增長速度作為封裝的主流技術連續(xù)向前進展；CSP技術有著很好的前景，隨著其本錢的逐步降低將廣泛用于快速存儲器、規(guī)律電路和ASIC等器件在各類產品中的封裝；在今后不斷的封裝中，FCT技術將作為一種基本的主流封裝技術滲透于各種不同的封裝形式中；隨著便攜式電子設備市場的快速擴大，適用于高速、高性能的MCM進展速度相當驚人；三維封裝是進展前景最正確的封裝技術，隨著其工藝的進一步成熟，它將成為應用最廣泛的封裝技術【3】。

結束語

關鍵性封裝技術在推動更高性能、更低功耗、更低本錢和更小樣子因