水浒传哼唱mp3:先进的芯片尺寸封装(CSP)技术

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超声电子 HDI板带动扭转局势
2007年03月16日08:31 [我来说两句] [字号:大中小]

来源:中国证券报
超声电子(000823)主营业务为电子产品生产,产品可分为四大类,分别为PCB、TN/STN LCD、覆铜板与超声电子设备。其中PCB为主要产品,贡献2006年营收与毛利达70%。 凯基证券分析师林振民和魏宏达认为,中国科技股之市盈率将落在2007年27倍与2008年21倍左右,而估计超声电子的营运转折点已于2006下半年出现,2007与2008年业绩成长可望强势。根据2008年市盈率24倍以及2008年稀释EPS预估0.46元,推算出超声目标价为11元,首次给予建议“增持”。
公司为中国主要PCB厂,也是少数有能力生产HDI板者。PCB行业主要的进入障碍包括资本、技术与管理能力。PCB作为一资本密集行业,需要持续的资本注入,而投资金额亦会随着制程线距之精细化而不断扩大。另外,制程技术与管理能力对PCB生产之良率也十分关键,而良率又决定了企业获利性的高低。公司在技术与制程管理上都在中国居于领先,作为中国少数有能力生产HDI者,公司良率约达到95%,高于行业平均的85%-90%。相较于其他区域市场龙头,公司获利性与规模都将随其HDI于去年下半年出货跃增后,可望逐步迎头赶上。
预估公司获利将自2006年第四季开始提升,因为当时公司HDI产能为2003年以来首度满载运转。去年第四季为公司营运转折点,不仅其二厂产能达满产,同时期二阶HDI板也大量出货(超过1万平米),远高于2006年前三季约2千平米。因此预估2007年因产能扩充平均季出货将达1.8万平米,由此公司获利也将同步提升。
先进的芯片尺寸封装(CSP)技术
【来源:《电子工业专用设备》】【作者:杜润】【时间: 2006-11-9 8:59:50】【点击: 526】
1 引言
所谓芯片尺寸封装就是CSP (Chip Size Package或Chip Scale Package)。JEDEC(美国EIA协会联合电子器件工程委员会)的JSTK一012标准规定,LSI芯片封装面积小于或等于LSI芯片面积的120%的产品称之为CSP。CSP技术的出现确保VLSI在高性能、高可靠性的前提下实现芯片的最小尺寸封装(接近裸芯片的尺寸),而相对成本却更低,因此符合电子产品小型化的发展潮流,是极具市场竞争力的高密度封装形式。本文从CSP的特点、类别和制作上艺以及生产和研发等几个方面详细论述这种先进的封装技术,并对我国CSP技术的研发提出几点建议。
2 CSP的特点
CSP实际上是在BGA封装小型化过程中形成的,所以有人也将CSP称之为μBGA(微型球栅阵列,现在仅将它划为CSP的一种形式),因此它自然地具有BGA封装技术的许多优点。
2.1 封装尺寸小
CSP是目前体积最小的VLSI封装之一。一般,CSP封装面积不到0.5 mm,而间距是QFP的1/10,BGA的1/3~l/10。
2.2 可容纳引脚的数最多
在各种相同尺寸的芯片封装中,CSP可容纳的引脚数最多,适宜进行多引脚数封装,甚至可以应用在I/0数超过2000的高性能芯片上。例如,引脚间距为0.5 mm,封装尺寸为40 mm×40 mm的QFP,引脚数最多为304根,若要增加引脚数,只能减小引脚间距,但在传统工艺条件下,OFP难以突破0.3 mm的技术极限;与CSP相提并论的是BGA封装,它的引脚数可达600~1000根,但值得重视的是,在引脚数相同的情况下,CSP的组装远比BGA容易。
2.3 电性能优良
CSP的内部布线长度(仅为0.8~1.O mm)比QFP或BGA的布线长度短得多,寄生引线电容、引线电阻及引线电感均很小,从而使信号传输延迟大为缩短。CSP的存取时间比QFP或BGA短1/5~1/6左右,同时CSP的抗噪能力强,开关噪声只有DIP(双列直插式封装)的1/2。这些主要电学性能指标已经接近裸芯片的水平,在时钟频率己超过双G的高速通信领域,LSI芯片的CSP将是十分理想的选择。
2.4 测试、筛选、老化操作容易实现
MCM技术是当今最高效、最先进的高密度封装之一,其技术核心是采用裸芯片安装,优点是无内部芯片封装延迟及大幅度提高了组件封装密度,因此未来市场令人乐观。但它的裸芯片测试、筛选、老化问题至今尚未解决,合格裸芯片的获得比较困难,导致成品率相当低,制造成本很高;而CSP则可进行全面老化、筛选、测试,并且操作、修整方便,能获得真正的KGD芯片,在目前情况下用CSP替代裸:芯片安装势在必行。
2.5 散热性能优良
CSP封装通过焊球与PCB连接,由于接触面积大,所以芯片在运行时所产生的热量可以很容易地传导到PCB上并散发出去;而传统的TSOP(薄型小外形封装)方式中,芯片是通过引脚焊在PCB上,焊点和PCB板的接触面积小,使芯片向PCB板散热相对困难。测试结果表明,通过传导方式的散热量可占到80%以上。同时,CSP芯片正面向下安装,可以从背面散热,且散热效果良好。例如松下电子开发的10 mm×10mm CSP的热阻为35℃/W,而TSOP、QFP的热阻则可达40℃/W。若通过散热片强制冷却,CSP的热阻可降低到4.2℃/W,而QFP的则为11.8℃/W。
2.6 封装内无需填料
大多数CSP封装中凸点和热塑性粘合剂的弹性很好,不会因晶片与基底热膨胀系数不同而造成应力,因此也就不必在底部填料,省去了填料时间和填料费用,这在传统的SMT封装中是不可能的。
2.7 制造工艺、设备的兼容性好
CSP与现有的SMT工艺和基础设备的兼容性好,而且它的引脚间距完全符合当前使用的SMT标准(0.5~1 mm),无需对PCB进行专门设计,而且组装容易,因此完全可以利用现有的半导体工艺设备、组装技术组织生产。
3 CSP的分类
目前全球有50多家IC厂商生产各种结构的CSP产品。根据目前各厂商的开发情况,可将CSP封装分为下列主要类别:
(1)柔性基板封装CSP。柔性基板封装CSP是由日本的NEC公司利用TAB技术研制开发出来的一种窄间距的BGA,因此也可以称之为FPBGA。这类CSP封装的基本结构如图1所示,截面结构如图2所示。主要由IC芯片、载带(柔性体)、粘接层、凸点(铜/镍)等构成。载带是用聚酰亚胺和制箔组成。采用共晶焊料(63%Sn一37%Pb)作外部互连电极材料。

其主要特点是结构简单,可靠性高,安装方便,可利用传统的TAB(Tape Automated Bonding)焊接机进行焊接。
(2)刚性基板CSP。刚性基板CSP是由日本的Toshiba公司开发的一种陶瓷基板超薄型封装,因此又可称之为陶瓷基板薄形封装CSTP(Ceramic Substrate Thin Package)。其基本结构见图3。它主要由芯片、氧化铝(Al2O3)基板、铜(Au)凸点和树脂构成。通过倒装焊、树脂填充和打印3个步骤完成。它的封装效率(芯片与基板面积之比)可达到75%,是相同尺寸的TQFP的2.5倍。

(3)引线框架式CSP。引线框架式CSP是由日本的Fujitsu公司研制开发的一种芯片上引线的封装形式,因此也被称之为LOC(Lead On Chip)形CSP。通常情况下分为Tape-LOC型和MF- LOC型(Mul-ti-frame-LOC)两种形式,其基本结构如图4所示。

由图可知,这两种形式的LOC形CSP都是将LSI芯片安装在引线框架上,芯片面朝下,芯片下面的引线框架仍然作为外引脚暴露在封装结构的外面。因此,不需要制作工艺复杂的焊料凸点,可实现芯片与外部的互连,并且其内部布线很短,仅为0.1 mm左右。
(4)焊区阵列CSP。焊区阵列CSP是由日本的Panasonic公司研制开发的一种新型封装形式,也被称之为LGA(Land Grid Array)型CSP,主要由LSI芯片、陶瓷载体、填充用环氧树脂和导电粘结剂等组成。这种封装的制作工艺是先用金丝打球法在芯片的焊接区上形成Au凸点,然后在倒装焊时,在基板的焊区上印制导电胶,之后对事先做好的凸点加压,同时固化导电胶,这就完成了芯片与基板的连接。导电胶由Pd-Ag与特殊的环氧树脂组成,固化后保持一定弹性,因此,即使承受一定的应力,也不易受损。表1示出了其材料结构与一些基本参数。

(5)微小模塑型CSP。微小模塑型CSP是由日本三菱电机公司研制开发出来的一种新型封装形式。它主要由IC芯片、模塑的树脂和凸点等构成。芯片上的焊区通过在芯片上的金属布线与凸点实现互连,整个芯片浇铸在树脂上,只留下外部触点。这种结构可实现很高的引脚数,有利于提高芯片的电学性能、减少封装尺寸、提高可靠性,完全可以满足储存器、高频器件和逻辑器件的高I/O数需求。同时由于它无引线框架和焊丝等,体积特别小,提高了封装效率。基本结构如图5所示,凸点断面图形如图6所示。

微小模塑型CSP的制作工艺:首先在LSI芯片上制作连接焊区和外引脚的金属布线图形,制出Pb-Sn焊料浸润性良好的底层金属,制出聚酰亚胺缓冲层,在聚酰亚胺开口区域采用蒸发光刻方法形成Pb-Sn层;然后,将上述经过再布线的芯片到装焊在易于移植金凸点的框架上,使之于芯片焊区一一对应,加热加压,Pb-Sn熔化后就使框架上的金属凸点(一般为Cu)移植到芯片上;最后,模塑封装,脱模去除毛刺,形成外电极焊球。 (6)圆片级CSP。圆片级CSP封装(Wafer一Level Package)由ChipScale公司开发的此类封装见图5。它是在圆片前道工序完成后,直接对圆片利用半导体工艺进行后续组件封装,利用划片槽构造周边互连,再切割分离成单个器件。WLP主要包括两项关键技术即再分布技术和凸焊点制作技术。它有以下特点:①相当于裸片大小的小型组件(在最后工序切割分片);②以圆片为单位的加工成本(圆片成本率同步成本);③加工精度高(由于圆片的平坦性、精度的稳定性)。圆片级CSP的局部结构示意图如图7所示。

与其他各类CSP相比,圆片级CSP只是在IC工艺线上增加了重布线和凸点制作两部分,并使用了两层BCB和PI作为介质和保护层,所使用的工艺仍是传统的金属淀积、光刻、蚀刻技术,最后也无需模塑或底部下填充其他材料。圆片级CSP从晶圆片开始到做出器件,整个工艺流程一起完成,并可利用现有的标准SMT设备,生产计划和生产的组织可以做到最优化;硅加工工艺和封装测试可以在硅片生产线上进行而不必把晶圆送到别的地方去进行封装测试;测试可以在切割CSP封装产品之前一次完成,因而节省了测试的开支。总之,WLP成为未来CSP的主流已是大势所驱。
除以上列举的几类封装结构外,还有许多符合CSP定义的封装结构形式这里就不再赘述。
4 开发CSP产品需要解决的技术问题
4.1 CSP产品的标准化问题
CSP是近几年才出现的一种集成电路的封装形式,目前已有上百种CSP产品,并且还在不断出现一些新的品种。尽管如此,CSP技术还是处于发展的初期阶段,因此还没有形成统一的标准。不同的厂家生产不同的CSP产品。一些公司在推出自己的产品时,也推出了自己的产品标准。这些都严重的制约了CSP研发及市场推广。目前,我国乃至全球CSP产品迫切需要在外型尺寸、电特性参数和引脚面积等方面标准化,有了统一的标准,设计人员不必进行个体设计,大大缩短产品推向市场的时间,节约了成本。
4.2 CSP产品的封装技术问题
在CSP中,集成电路芯片焊盘与封装基片焊盘的连接方式主要有3种:倒装片键合、TAB键合、引线键合,因此,开发CSP产品需要开发的封装技术就可以分为3类。
4.2.1 开发倒装片键合CSP产品需要开发的封装技术
(1)二次布线技术。二次布线,就是把IC的周边焊盘再分布成间距为200 um米左右的阵列焊盘。在对芯片焊盘进行再分布时,同时也形成了再分布焊盘的电镀通道。
(2)凸点形成(电镀金凸点或焊料凸点)技术。在再分布的芯片焊盘上形成凸点。
(3)倒装片键合技术。把带有凸点的芯片面朝下键合在基片上。
(4)包封技术。包封时,由于包封的材料厚度薄,空洞、裂纹的存在会更严重地影响电路的可靠性。因此,在包封时要减少甚至避免孔洞、裂纹的出现。另外,还要提高材料的抗水汽渗透能力。因此,在CSP产品的包封中,不仅要提高包封技术,还要使用性能更好的包封材料。
(5)焊球安装技术。在基片下面安装焊球。
4.2.2 开发引线键合CSP产品需要开发的封装技术
目前,有不少的CSP产品(40%左右)是使用引线键合技术来实现芯片焊盘和封装外壳引出焊盘间的连接的。开发引线键合CSP产品需要开发如下一些封装技术。
(a)短引线键合技术。在基片封装CSP中,封装基片比芯片尺寸稍大(大l mm左右);在引线框架CSP中,引线框架的键合焊盘伸到了芯片上面,在键合时,键合线都很短,而且弧线很低。而在键合引线很短时,键合引线的弧线控制很困难。
(b)包封技术。在引线键合CSP的包封中,不仅要解决倒装片CSP包封中的有关技术问题,还要解决包封的冲丝问题。
(c)焊球安装技术。
4.2.3 开发TAB键合CSP产品需要开发的封装技术
(a)TAB键合技术;
(b)包封技术;
(c)焊球安装技术。
4.2.4 开发圆片级CSP产品需要开发的新技术
(a)二次布线技术;
(b)焊球制作技术;
(c)包封技术;
(d)圆片级测试和筛选技术;
(e)圆片划片技术。
4.3 与CSP产品相关的材料问题
4.3.1 CSP产品的封装基片
在CSP产品的封装中,需要使用高密度多层布线的柔性基片、层压树脂基片、陶瓷基片。这些基片的制造难度相当大。要生产这类基片,需要开发相关的技术。同时,为了保证CSP产品的长期可靠性,在选择材料或开发新材料时,还要考虑到这些材料的热膨胀系数应与硅片的相匹配。
4.3.2 包封材料
由于CSP产品的尺寸小,在产品中,包封材料在各处的厚度都小。为了避免在恶劣环境下失效,包封材料的气密性或与被包封的各种材料的黏附性必须良好;有好的抗潮气穿透能力,与硅片的热膨胀匹配;以及一些其它的相关性能。
4.4 CSP的价格问题
CSP产品的价格也是一个重要的问题。目前,CSP产品的价格都比较贵,是一般产品的1倍以上。为了降低价格,需要开发一些新工艺、新技术、新材料,以降低制造成本,从而降低CSP的价格。
4.5 组装CSP产品的印制板问题
组装CSP产品的印制板,其制造难度是相当大的,它不仅需要技术,而且需要经验,还要使用新材料。目前,世界上只有为数不多的几个厂家可以制造这类印制板。主要困难在于:布线的线条窄,间距窄,还要制作一定数量的通孔,表面的平整性要求也较高。在选择材料时还要考虑到热膨胀性能。
4.6 CSP产品的市场问题
CSP技术刚形成时产量很小,1998年才进入批量生产,但近两年的发展势头则今非昔比,2002年的销售收入已达10.95亿美元,占到IC市场的5%左右。国外权威机构"Electronic Trend Publications"预测,全球CSP的市场需求量2003年为64.81亿枚,2004年为88.7l亿枚,2005年突破了百亿枚大关,达103.73亿枚,2006年更可望增加到126.71亿枚。尤其在存储器方面应用更快,预计年增长幅度将高达54.9%。目前,国内的CSP市场完全被外国公司和外资企业控制,国内企业产品要进入这个市场也是相当困难的。要进入CSP市场,首先是要开发出适销对路的产品,其次是要提高和保持产品的质量,还须供货及时,且价格要低。
5 关于开发我国CSP技术的几点建议
CSP技术是为产品的更新换代提出来的,该技术一开发成功,即用于产品中。经过短短几年,已成为集成电路重要的封装技术之一。而且,该技术还在迅速发展。近几年,CSP产品的产量增长很快,预计在今后的几年,还将高速增长。目前的PC市场容量达1000亿只,CSP产品仅占IC市场的1/20。随着CSP技术的进一步开发,会越来越多地取代其它产品而占领更多的市场份额。
在我国,CSP的市场(手机、掌上电脑、薄型电脑等等)很大。但是,这个市场目前完全被外资公司占据。随着CSP产品应用范围的进一步扩大,市场还将增大。因此急需开发我们自己的CSP技术,以便在该市场上占有一席之地。但是,开发CSP技术,困难很多,它涉及的范围广、技术难度大。因此,要开发CSP技术,需要有多家单位协同作战,同时须获得多方面资金的支持。为此,作者有如下几点建议:
(1)充分发挥行业协会的作用
CSP技术是一项系统技术,涉及封装材料、封装工艺、应用材料、应用工艺等,为了完成CSP技术的开发,需要材料研究、材料制造、封装研究、CSP产品应用、印制板制造等相关机构的协同努力。为了协调这些机构的开发研究工作,需要充分发挥行业协会领导、推动、协调、督查的作用,以期加快CSP的开发研究和推广应用,使我国CSP产品的生产质量和能力得到迅速提高,从而可生产出高质量、高可靠性的CSP产品,满足国内市场及军事方面的应用。
(2)建立CSP技术重点研究室
为了开发CSP技术,可建立一定数量的CSP技术研究室,如:模塑包封材料研究室、柔性基片材料研究室、高密度树脂基片研究室、高密度多层布线陶瓷基片研究室、CSP产品封装研究室、高密度印制板研究室、CSP产品组装研究室、CSP标准化研究室、CSP产品可靠性研究室等。而且,一种类型的研究室应有两个以上,以使研究室之间互相竞争和互相促进,从而可保证和加快CSP技术的开发和应用。
(3)需要国家投入足够的资金
CSP技术,是一项具有一定难度的高新技术。其中部分技术我们已有,但需要提高;而有些技术我们目前还没有,需要开发。要实现这些技术的开发,需购买先进的设备,而这些设备价格均较高,且在开发中,需要投入一定的人力和物力;根据国情,如将所有资金均由开发单位承担,目前还不现实,因此需要国家投入专项资金,以扶持CSP技术的开发。
(4)选择合适的CSP研究品种
由于CSP的封装种类多、工艺也多,每一种封装工艺都开发现在还不可能,也没有必要。要选择 由易到难且具有代表性的品种逐步渐进地开发。
6 结束语
我国的集成电路封装,从上世纪60年代末期到现在,经历了金属圆管壳→扁平陶瓷管壳→双列陶瓷管壳、双列塑封→陶瓷QFP管壳、塑料QFP→陶瓷、塑料LCC→陶瓷PGA管壳的封装,目前正在进入BGA、U BGA、CSP的封装阶段。从集成电路的金属圆管壳封装技术的开发和应用开始,我国的封装技术人员就付出了辛勤的劳动,使我国的封装技术达到了目前的水平。但是封装技术的进步,除了封装技术人员的努力外,更需要国家在各方面的大力支持。
超级CSP封装技术(一)
【来源:《电子工业专用设备》】【作者:杨建生】【时间: 2006-10-14 8:29:40】【点击: 352】
1 引言
富士通公司已开发的商标为超级CSP的芯片尺寸封装,提供了优于传统封装的很多优点。超级CSP采用传递模塑技术工艺,把晶圆片表面完全密封在密封剂中,然而,该封装工艺允许工程师装配芯片上任意部位暴露的电极。超级CSP封装技术,实现了具有与那些封装芯片实质上同样的外部尺寸的CSP封装装配技术。
2 超级CSP结构与封装工艺过程
图1示出了超级CSP的封装的照片,该封装具有48个焊球,焊球间距为0.75mm,体尺寸为6.8mm×6.9mm,最大高度为1.0mm,图2示出了该封装的断面图和层结构。在制作超级CSP封装中涉及到的工艺过程如图3所示。晶圆片上的周边焊盘在光平板印刷电镀后,真正的阵列图案要重新安置。接着,在晶圆上制作大约100μm高的金属端子。采用新的密封方法把整个晶圆表面密封后,使用晶圆级封装技术制作与芯片同样尺寸的封装,此方法涉及到通过标准的划片工艺把晶圆分为单个的半导体封装。



2.1 再分布轨迹与金属端子成形
端子成形和焊盘重新配置的第一步,就是在器件晶圆上聚酰亚胺涂层膜的成形。此涂层是防止模塑压力和应力缓冲区,这也提高了晶圆与密封剂间的黏附特性。
下一步,使用溅射把薄金属安装到晶圆表面上,此膜是由黏附金属层和导电层(通常为铜)构成,这些薄金属膜是改线工艺和金属端子成型工艺中采用的电镀基体。在薄型金属膜表面上形成图案阻挡层。通过电解镀制作再分布轨迹。完成这些工艺后,再形成阻挡层,并利用电解镀形成端子,把溅射膜进行蚀刻并完成后成形工艺。
2.2 密封晶圆片
把模塑模分为两部分,上薄和下膜。如图4所示,下模有内外模组成,把这些模塑模加热到近似于175℃,并通过真空板临时膜紧贴到上模。把其上形成端子的晶圆片置于下模的内模上,并把密封剂压板放在有金属端子晶圆片的中心部位,临时膜具有3种功能,即:

防止密封剂与上模接触,把模塑压力分配到整个晶圆片的表面上;在下一阶段使所有端子顶部露出。
当夹紧模塑模时,通过提供热和压力使密封剂压力熔化。密封剂分布于整个晶圆片表面,并通过向内拉紧模塑模而硬化,即使密封剂脱离脱模剂并具有极高的黏附力,能容易地使密封的晶圆片脱模,这是因为只有模塑模的周边部分与密封剂接触,这样就得到了有临时膜的密封晶圆片。
2.3 剥去临时膜
在此工艺中把临时膜从密封的晶圆片上剥去。偶尔,密封工艺阶段在端子的顶部与临时膜间的界面处,存在密封剂薄膜,焊球装配工艺后,采用规则的划片技术把密封的晶圆片分离。使用这些工艺过程。制造出与保护的芯片一样大小的超级CSP产品。
3 超级CSP封装密封剂及密封工艺
通常,密封剂是由具有优良的塑流特性的联二苯环氧树脂组成,这样的密封剂在1989年作为制造4MbitDRAM而引入,自此,随着高密度填充物添加技术的先进性,人们研发了含有大约90%质量的硅填充物,具有高度可填充和塑流性材料,含有大约90%质量的硅填充物密封剂的CTE接近于硅的状况,这使得在此密封剂中使用弹性体、柔性增强剂是不必要的。直到对此有要求。因此,由于使用的有机元素绝对量的减少,密封剂易燃性较低,那么,抗易燃性元素的采用显得不必要,而在过去是必要的,BGA超级模塑面阵列封装(SMAAP)的出现,能够使制造者改进密封工艺方法,采用超级模塑阵列封装,消除了使用脱模剂,这在传递模塑技术中绝对需要的,这些新的密封材料因此具有比较早期材料更简单的成分,同时,为芯片提供更好的保护,超级CSP的解决方法遵从同样的途径,涉及简单的生产方法和生产结构,在别的封装中使用的很多成分,在超级CSP材料中是不需要的。例如,超级CSP不使用插件。这表明它比使用插件的传统封装要求工作阶段较少,并形成较少的边界。表明较低的生产成本和出现有缺陷产品的可能性较少。 超级CSP还具有别的优点,虽然用户能够采用传统的表面安装技术装配超级CSP,但是作为面阵列封装,超级CSP不要求下填充树脂。超级CSP产生于2个关键技术工艺的研发,其一,晶圆片上表面密封工艺技术,包括金属端子,把这些金属端子的顶部裸露,进行彻底密封。其二,是合适的密封剂研发。
根据封装尺寸,传统的模塑封装需要不同的模塑模,要求制造商制作与封装尺寸一样多的模塑模。这使传统的模塑技术没有通常使用的液态密封技术方便,然而,超级CSP克服了这一缺陷,采用超级CSP技术,密封剂覆盖整个晶圆面积,应用于φ150、φ200、φ300mm的标准晶圆尺寸,因此超级CSP的用户不需要准确很多不同类型的模塑模。像由超级CSP使用的模塑成形密封剂是一种优良的密封工艺,原因在于几个方面,例如,模塑成型密封剂法提供的在高温和高压的状况,各种材料的塑流及硬化法,这意味着模塑成形密封法允许使用具有极高黏度的密封剂,包括在室温状况为固态的各种材料。
表1示出了采用液态树脂和传递模塑方法的滴涂法密封的DIP42 I/O管脚,间距1.27mm封装的可靠性试验结果范例,用于评定的液态树脂由a、b、c3个公司提供。如表1所示,通过传递模塑方法密封的密封式芯片特别坚固且可靠,相比较,在室温和标准压力状况下,滴涂方法使用流动的各种材料,其形成了没有传递模塑方法密封式坚固的封装形式。再者,在传递模塑方法中,硬化现象发生于高压状况之下,迫使密封剂与聚酰亚胺接触。在芯片和密封剂间,形成良好的界面。在新的密封技术工艺研发的早期,已探讨了使用传统传递模塑工艺技术的可能性,没有发现厚度小于100μm,大于φ200mm的填充空腔空间的合适的密封剂,在密封剂上设法安装20 000个端子,密封剂的厚度为100μm或比要求有增强型黏附性的密封剂更薄。

这意味着从用于传递模塑的高可靠密封剂中释放出脱模剂,超级CSP密封工艺方法,基本上由传递模塑过程和压缩模塑过程构成,显现为解决这些问题能够形成一层既薄又可靠的密封剂。
超级CSP封装技术(二)
【来源:《电子工业专用设备》】【作者:天水华天科技股份有限公司】【时间: 2006-10-14 8:37:43】【点击: 350】
4 密封结构对可靠性的影响
评定了该封装,并对装配可靠性进行了试验,采用球栅阵列封装(45个焊球,间距为0.75mm)履行该封装评定。设计两种焊盘栅阵列封装的试验。表2示出了用于评定封装的技术参数,封装体尺寸为4.5mm×9.00mm,单个封装元件通过温度循环、压力锅蒸煮试验、高温暴光试验和表3所示的湿敏性试验,再者,有关板级可靠性试验,安装在板上的封装通过温度循环试验、压力锅蒸煮试验,弯曲试验和自由落体试验,提供的可靠性如表4所示,尽管凸点支座的典型数值极低,还是不得不注意到没有失效现象发生。



以上表明了焊接互连的热疲劳寿命与凸点支座的平方成正比,至少与考虑塑料变形有关,把有同样技术规范(I/O数45,间距0.75mm,到中点距离=3.23mm)的芯片直接安装到木板上而不需要下填充树脂。若凸点支座高度不超过400μm,在第一次失效时循环数不大于1000个,即使适度的T/C试验条件为-40℃-125℃。
为什么超级CSP的板级可靠性试验结果是良好的,而不考虑极低的凹点支座高度?原因可能是:
(1)超级CSP封装密封剂的CTE接近于母板的CTE,因而该密封层有效地降低了在焊料互连部分发生的应力。
(2)具有高黏附强度的密封剂增强并固定芯片和端子精密的互连部分,并且也不允许其变形。
(3)焊球和端子的连接部分具有坚固的结构并能够承受应力,因为焊球占有整个金属端子的表面,从密封剂突起并拥有堆形结构。
通常,插件起着放松由于芯片和母板不匹配产生应力的重要作用,图5示出了IC封装端面图结构的照片,在此封装中IC芯片通过直接粘接技术与插件形成互连。插件是由FR-4基板芯构成的有机基板,并构成了作为表面层。插件的CTE几乎与母板一样,因为芯体的主要成分是由玻璃纤维编织而成且具有低CTE的环氧树脂的玻璃布的化合物。IC封装装配方法的特点是把先前准备的插件通过DCA方法与芯片互连。图6示出了超级CSP分成两组的断面图。有助于人们理解,上部分示出了有电极的正规芯片,下部分示出了"插件"。通过金属端子通路把在密封剂上形成的改线轨迹与焊球进行电连接,图7示出了超级CSP断面图结构的照片,在密封剂部分可观察到精细硅填充物,通过调整填充物含量,人们可以确定密封剂的CTE,从而灵活地降低在焊料互连部分出现的应力,硅填充物具有插件中存在的玻璃纤维同样的功能(=CTE匹配)。



金属端子的顶部具有像弯曲表面一样的堆形结构,并从密封剂表面突出。完成超级CSP的密封技术工艺。
金属端子的顶部表面贴上临时膜,这具有足够的柔性和厚度,结果,通过剥去临时膜,移去顶部表面附近的密封剂。脱模后,把临时膜从密封式晶圆片上剥掉,具有堆状结构的表面暴露出来,并且从密封剂突出,把焊球紧紧地连接到端子的整个顶部,如图8(a)所示,可推断出,这样的互连结构比如图8(a)所示的把平面焊盘连接到焊球的BGA普遍结构更牢固,相信超级CSP对具有大的DNP和细终端间距及多I/O管脚的器件而言,肯定是有效的选择,这类器件没有凸点支座充足的高度和焊料的连接的面积。

5 超级CSP与密封式芯片(ED)的发展
不管芯片尺寸如何,业界的一个目标就是创造匹配芯片尺寸的CSP,这就是所谓的任意尺寸型CSP,因为所有的尺寸都不是标准的,超级CSP接近获得了这一目标,通过划片分离密封式晶圆片,生产出真正的芯片尺寸封装,并且通过改变划片机的数值设置,可生产出任意的芯片尺寸。
然而,为了完全满足任意尺寸型CSP的要求,必须要解决两个问题即:装配厂家必须提供任意尺寸型的CSP和必须制定各种封装的标准,采用超级CSP的装配厂家要适合于所谓的通用体系,标准的晶圆尺寸为φ150、φ200、φ300mm,因此,对于适应超级CSP的工厂不需要做什么,因已推荐了超级CSP的实验和装运材料用的各种标准,在晶圆级状况下,要求工作尺寸和终端布局的标准,而不要求封装外部的标准,业界预计到制定任意尺寸型CSP实验和装配材料标准方面存在的一些困难,然而,具有晶圆加工基础设施的厂家,划片和粘片基础设施将适合于生产超级CSP,人们计划密封式芯片观念,至今为止,CSP已回应了对较小封装的需求,在现存的各类封装中,大部分CSP包括一个插件,然而,当封装尺寸接近芯片尺寸时,插件的重要性出现了问题,问题在于CSP中是否插件是必须的。超级CSP不包含插件,它是真实的密封式芯片,对封装要求的首要功能就是保护有密封剂的芯片,并提供有安装版的CTE匹配状况。
■ 2008年PC正式进入WiMAX时代
在2007年旧金山英特尔科技论坛上,英特尔宣布于2008年推出第五代迅驰平台Montevina,将整合WiMAX与Wi-Fi双模产品,正式将笔记本电脑带入WiMAX时代!
预计2008年电信业者美国的Sprint、Clearwire,与日本的KDDI都将完成WiMAX部署工作。此时,再搭配英特尔推出的WiMAX迅驰平台,将能够为笔记本电脑的销售带来很大的帮助!
在英特尔认为在微架构与WiMAX的带动下,2009年全球笔记本电脑出货量比例可望占整体PC出货量超过5成,正式取代桌面计算机长期在PC之地位。
基本上来说,Montevina同样是以Penryn处理器为基础,且可应用至各类笔记本电脑,从超行动型到大型尺寸机种都可适用。Montevina除了内建整合式Wi-Fi与WiMAX无线网络技术Echo Peak模块之外,还支持HD-DVD与Blu-ray Disc次世代光盘规格,以符合一般消费者对于高画质多媒体之需求。此外,也支持下一代数据管理与信息安全功能,以满足企业用户需求。
目前英特尔表示,包括了宏碁、华硕、联想、东芝、松下等共五家笔记本电脑业者,已经确定将在2008年同期推出内建WiMAX无线网络模块的机种。期待能够供应美国与日本市场之所需。至于其他亚洲地区,包含台湾与南韩,则于2009年才会陆续看到产品出现!至于欧洲,英特尔将摆在最后一个进攻的市场,因为其3G与HSDPA的普及率最高,也最具挑战性。
根据英特尔的目标,预计到了2010年,WiMAX的覆盖率将涵盖全球7亿5千万的人口;而到了2012年时,将提高至13亿人口的覆盖率。
其实,英特尔的WiMAX计划是全面的。除了陆续推出支持固定式WiMAX的Rosedale第一代芯片及同时支持行动式与固定式WiMAX下一代Rosedale 2芯片之外,计划在2008年年底发表名为Dana Point的内建式行动式WiMAX网络卡,以增加WiMAX的使用比例。(722字)
圖一、筆記型電腦出貨量與佔整體PC之比例
單位:億台 / %

Source :英特爾,科技政策研究與資訊中心(STPI)整理,2007年9月
关键词:IDF(Intel Developer Forum)、英特尔、WiMAX
(科技产业信息室-- Kyle 编撰 2007/09/28)