先进封装技术综述

微电子技术的不断进步使得电子信息系统朝着多功能化、小型化与低成本的方向全面发展。其中封装工艺正扮演着越来越重要的角色,直接影响着器件和集成电路的电、热、光和机械性能,决定着电子产品的大小、重量、应用方便性、寿命、性能和成本。针对集成电路领域先进封装技术的现状以及未来的发展趋势进行了概述,重点针对现有的先进封装技术,如晶圆级封装、2.5D和3D集成等先进封装技术进行了介绍。此外,还对封装技术未来的发展趋势进行了描述,主要针对三维高密度系统级封装(SiP)进行了介绍,这也是符合未来高性能低功耗的系统集成电子产品的重要技术方案。最后,还对目前国内先进封装行业进行了简要介绍。

新一代层叠封装(PoP)的发展趋势及翘曲控制

便携式移动设备是当今半导体集成电路行业的主要发展动力。其对封装的挑战,除电性能的提高外,还强调了小型化和薄型化。层叠封装(PoP)新的趋势,包括芯片尺寸增大、倒装技术应用、超薄化等,进一步增加了控制封装翘曲的难度。超薄封装的翘曲大小及方向与芯片尺寸、基板和塑封层厚度,以及材料特性密切相关。传统的通用封装方案已不再适用,需要根据芯片设计及应用,对封装设计、材料等因素加以优化,才能满足翘曲控制要求。另外,基板变薄后,来自不同供应商的基板可能出现不同的封装翘曲反应,需要加强对基板设计公差及供应链的管控。

高传热性能封装中θ_(jc)测量的挑战

高功耗封装的传热设计需要精确地测量热由芯片结面传到IC封装外壳的热阻值,即θ_(jc)值,用以设计合适的外接散热器。对于热阻值较小的封装来说,由于难以精确获得封装外壳温度值,θ_(jc)的测量和确定具有相当的挑战性。本文研究了四种封装外壳温度的测量方法,包括光测量,弹簧接触,冷板中嵌入热电偶,和热电偶粘贴到封装外壳等方法。测试结果表明,不准确的封装外壳温度测量会导致较大的θ_(jc)的误差。我们开发了一种温度校正标准装置来比较各种测试方法的误差。结果表明,弹簧接触式和光测试方法在测试封装外壳温度时所需的修正较小。

汽车电子封装趋势,考量及生产的特殊性

汽车电子是半导体行业成长较快的领域。安全、舒适、互联,和个性化是未来十年成长的主要动力。可靠性和性价比优势使支架封装仍占主导,而其它封装,如PBGA、堆叠式芯片尺寸封装(SCSP),和晶圆级封装(WLP)等,也正得到启用。MLF誖(QFN)应用广泛,具有很好的热电性能和设计灵活性。类似凹槽侧面可湿性焊点技术的创新,让MLF誖这种传统封装更具吸引力。更多传感器和MEMS用于汽车应用,封装形式主要为MLF誖,LGA和"凹槽MEMS"。资讯娱乐系统需要采用更多类型的封装形式。汽车电子封装生产所涉及的供应商管理、可靠性测试等因素必须与严格的汽车标准保持一致。

BGA封装中的植球工艺

微电子产品的I/O数增加的同时,也向着轻,薄,小的方向发展,随着微电子技术的发展和便携式电子装置的需求,各种先进封装技术应运而生,如BGA,CSP,WLP等,其中BGA(BaU Grid Array)封装作为一种先进封装形式已经进入中国大陆,在INTEL,MOTORO-

用芯片嵌入技术创新移动应用中的2D和3D封装结构

智能移动装置的高速发展正在驱动更先进芯片封装技术的开发,以满足多功能集成和小型化的要求。传统的解决方案,如多芯片模块,可能无法同时满足高密度和小型化需求。而先进的2.5D硅基板TSV解决方案成本太高,特别是,在对成本敏感的消费类市场中不能使用。在这两者之间,芯片嵌入式封装可能是一个理想的解决方案,它不但有较高互联密度,较小封装尺寸,也可以实现多芯片集成。本文着重讨论了主动芯片的嵌入技术:二维扇出封装和三维封装叠加。二维结构包括扇出晶圆级封装和多层板中芯片嵌入,前者基于晶圆形式,后者基于型板形式。不同流程的选择造成成本和成品率的差异,也造成芯片放置时间的先后。本文讨论了"Die-First"、"Die-Mid"和"Die-Last"流程的优劣势。主动(有源)芯片嵌入的三维叠加有着与二维芯片嵌入类似的优势,只是主动芯片嵌入封装体的上端可以另外叠加封装体,以实现真正的SiP结构。本文还讨论了芯片嵌入技术的发展、未来增长、可能的封装形式和将来的路线图。

实施系统封装方案以提高系统整体功能和性能

系统集成是实现电子产品高性能,小型化和低成本目标的重要手段。与同芯片上的系统集成(SoC)相比,封装层次上的系统集成(SiP)的开发具有成本低、周期短和灵活性高等优势。本文以典型的无线电子系统为例,提出了有效的系统分割设计方法,介绍了一些用于子系统模块封装的方法,并强调了系统公司与封装、基板及其它主被动元件供应商之间协调合作对成功的模块式电子系统开发的重要性。

安靠-用创新、品质、合作成就未来

1简介 加强综合能力，提高战略眼光，安靠（Amkor Technology）正不断强化其在电子封测技术领域里的领导地位。

NAND闪存芯片封装技术综述

阐述存储器的发展与分类,NAND闪存芯片封装技术和封装的技术发展趋势,叠层芯片封装工艺包括先切后磨(DBG)工艺、芯片粘接技术、金线键合工艺。

各种倒装凸点结构的电迁移可靠性及电流承载能力

随着倒装凸点中的无铅化,以及I/O密度不断提高,凸点间距和大小不断减小,倒装凸点由于电迁移引起的失效越来越成为一个主要的可靠性问题。本文论述了对铜柱(Cu Pillar),高铅(high Pb),锡铅(SnPb),无铅(SnAg)等倒装凸点的电迁移研究结果。我们设计了一个特别的测试样品用于直接比较各种不同的凸点结构,并在三种不同的电流量和温度下测试,数据用于推导Black公式中的参数。已完成的19000小时的测试数据表明铜柱的可靠性在4种结构中最好,随后依次为SnAg,SnPb,High Pb。本文详述了测试数据,失效分析,以及在某些结构中Black公式中参数的估算。本文也提供了一个在实际使用条件下假定寿命和特定失效率时,预算倒装凸点的电流承载能力的方法。

集成两路射频SiP发射器的设计和研究

随着移动通信和其它电子应用领域的不断进步,系统集成需求日益紧迫。除了可以应对系统性能、功能、成本和小型化的更高要求,系统级封装(SiP)在降低开发成本、实施灵活设计、缩短开发周期,和集成异质芯片上也有突出优势。这篇文章介绍了一个可用于手机基站系统的双通路发射系统SiP模块的开发。我们用计算模拟方法辅助优化设计,并成功制造和验证了SiP模块。SiP为内嵌电磁干扰屏蔽罩的12mmx12mmx1.9mm的多层栅格阵列封装(LGA)。各种射频信号性能均通过测试,包括严格的隔离度要求。电磁屏蔽测试和计算模拟结果高度吻合。最后,文章介绍了一种高效的计算模拟方法,极大地缩短了计算模拟的时间,并对未来射频SiP开发将提供有力帮助。

用2.5D TSV实现多处理器SiP功能

本项目由Open-Silicon,GLOBALFOUNDRI ES和Amkor三家公司合作完成。两颗28nm的ARM处理器芯片,通过2.5D硅转接板实现集成。芯片的高性能集成通常由晶体管制程提高来实现,应用2.5D技术的Si P正成为传统芯片系统集成的有效替代。Open-Silicon负责芯片和硅转接板的设计,重点在于性能优化和成本降低。GLOBALFOUNDRI ES采用28nm超低能耗芯片工艺制造处理器芯片,而用65nm技术制造2.5D硅转接板。包括功耗优化和功能界面有效管理等概念得到验证。硅基板的高密度布线提供大量平行I/O,以实现高性能存储,并保持较低功耗。所开发的EDA设计参考流程可以用于优化2.5D设计。本文展示了如何将大颗芯片重新设计成较小的几颗芯片,通过2.5D硅转接板实现Si P系统集成,以降低成本,提高良率,增加设计灵活性和重复使用性,并减少开发风险。

为中国集成电路发展做出应有贡献

1984年,本科毕业于西安交通大学,又在骊山微电子研究所攻读研究生,在读研期间,深切感受到我国半导体行业与世界先进水平的差距。我仍清晰地记得,当时我们为量产出了中国第一颗4 K的SRAM而欢欣鼓舞的场面。

对有核与无核多层基板的供电网络分析

由于具有高密度布线能力和相对合理的成本,在特殊用途集成电路(ASI Cs)的倒装封装中使用叠积层式(bui l d-up)有机基板非常受欢迎。典型的叠积层式基板包括核层和其双侧的高密度布线层(叠积层)。核层为封装提供所需刚度,其厚度可以是400μm,600μm,或800μm。新兴的无核基板技术去除了核层,可以提高布线密度,减薄封装,和获得更好的电气性能。本文比较了8层有核与无核基板在31mm和900锡球封装中的核心供电网络(PDN)的性能。在50MHz到2GHz频域内,我们用矢量网络分析仪测得两路高频S参数以分析相应的PDN。测量与模拟结果十分吻合。另外,我们还在时域内模拟计算了PDN对瞬变电流的响应。

用面对面叠加法实现芯片的3D集成

面对面芯片叠加使一颗芯片置于另一颗芯片的倒装凸块阵列中,从而极大减小了封装厚度。POSSUMTM封装是指两颗或多颗芯片用面对面的方式叠加,其中较小的芯片置于较大芯片上没有互联倒装凸块的区域。较小的芯片在薄化后通过铜柱微块组装到较大的芯片上。因此,薄化了的较小芯片和它的铜柱微块的总体高度就比其附着的较大芯片的倒装凸块经回流后的高度要低很多。一旦组装完毕,较小芯片就被有效地夹在上面的较大芯片和下面的基板中,同时被一环或多环倒装锡凸块包围。底部填充剂的使用同时保证了铜柱和无铅锡凸块在测试和使用中的可靠性要求。因为信号在两颗芯片的表面运行,所以互连线极短,可以实现近距离信号匹配,和小电感的信号传输。这种面对面芯片叠加方式保证了很好的芯片间信号传输的完整性,是穿硅孔(TSV)封装技术的低成本的有效替代。

论企业的智能化制造和MES设计和研究

MES在企业信息化的过程中扮演着重要的角色。本文通过对小批量个性化的MES系统应用实例介绍,初步探讨MES在现在智能制造中的主要特点和发展方向。

分布式半导体激光在线气体分析仪在安全生产中的应用

近年来激光技术的民用化发展,使半导体激光气体检测技术在高温、高粉尘、易燃易爆等等复杂工业现场中实现的在线气体检测,以其先进性、可靠性、方便性、实用性和经济性的特点。正逐渐为人们认识和采用。

机械工程中机电设备安装与调试常见问题和对策分析

本文从电气系统荷载运行压力过大导致的松脱型故障、检查结果准确率低引发的电气工程运行风险问题、机电设备连接紧密性不够造成的技术问题以及机电设备调试期间的电流值选取造成的短路等问题入手,对机电设备常见的安装问题与调试问题展开分析。在此基础上,针对机电设备安装与调试常见问题提出具体的解决对策,希望可以为相关工作的开展提供参考。

基于SQL的动静态数据库运行维护研究

SQL Server作为数据库的主要工具之一被大多数人所知,但在真正运行和维护SQL Server数据库时却有着很多问题,如数据库的安全问题、运行稳定性等。在真正运行SQL Server时的使用工具,查询方式,类型选择都需要我们小心细致。另外基于SQL Server的数据库维护更值得我们去研究,其中事务日志的维护尤为重要。