裸芯片
發(fā)布時間:2012/10/3 18:14:26 訪問次數(shù):6287
由于LSI、VLSI的迅速發(fā)展,芯片的工藝AP62T03GH特征尺寸達(dá)到深亞微米級(0.15pm).芯片尺寸達(dá)到20mm×20mm以上,其I/O數(shù)已超過1000個,但是,芯片封裝卻成了一大難題,人們力圖將它直接封裝在PCB上。通常采用的封裝方法有兩種:一種是COB法;另一種是倒裝焊(C4)法。適用COB法的裸芯片(Bare Chip)又稱為COB芯片,后者則稱為FlipChip,簡稱為F.C,兩者的結(jié)構(gòu)有所不同,現(xiàn)介紹如下。
2.7.1 COB芯片
COB芯片的焊區(qū)與芯片體在同一平面上,焊區(qū)是周邊均勻分布,焊區(qū)最小面積為90ym×90ym,最小間距l(xiāng)OOpl,m。由于COB芯片焊區(qū)是周邊分布,所以I/O的增長受到一定的限制,特別是它在焊接時采用線焊,實現(xiàn)焊區(qū)與PCB焊盤相連接,因此,PCB焊盤應(yīng)有相應(yīng)的焊盤數(shù),并也是周邊排列,方能與之相適應(yīng)。由于幫定后芯片面是朝上的,通常又把COB技術(shù)稱為正裝技術(shù)。
COB幫定后需要包封絕緣環(huán)氧膠,散熱有一定困難,故COB通常只適用于低功耗的(0.5~1W)的IC芯片。目前,各種COB芯片均可以定做,價格僅為QFP封裝的一半,因此COB仍有廣泛的市場。
2.7.2 F-C
F.C芯片是20世紀(jì)60年代美國IBM首先研制成功的。它與COB的區(qū)別在于焊點(diǎn)是呈面陣列式排在芯片上,并且焊區(qū)做成凸點(diǎn)結(jié)構(gòu)。焊接時將F-C反置于PCB上,芯片面朝下與基板焊區(qū)互連,故這F-C芯片稱為倒裝芯片,焊接方法又稱為倒裝焊。
F-C技術(shù)屬于晶圓級的陣列封裝技術(shù),晶片上的I/0是以面陣列的凸點(diǎn)形式實現(xiàn)的,其封裝密度非常高,F(xiàn)-C技術(shù)具有封裝尺寸小、可靠性高、高頻特性及散熱特性好、成本低的優(yōu)勢,特別是倒裝焊能與SMT楣兼容,可同時完成貼裝與焊接,現(xiàn)已廣泛用于手機(jī)、計算機(jī)、電子表、MP3等各種電子產(chǎn)品中。早期F.C焊點(diǎn)間距為0.4mm或0.5mm,現(xiàn)在已做到O.lmm,最初凸點(diǎn)數(shù)為102個,目前已做到402個。早期的F-C芯片凸點(diǎn)材料儀為SnP料,并采用再流焊方式焊接,故這種焊接方法又稱為可控塌陷芯片連接( ControlledCollapsed Chip Connection, C4)。
凸點(diǎn)的制作是F-C技術(shù)的關(guān)鍵,現(xiàn)已出現(xiàn)了多種凸點(diǎn)制作技術(shù),成熟的制作技術(shù)有:化學(xué)鍍凸點(diǎn)、蒸發(fā)/濺射凸點(diǎn)、釘頭凸點(diǎn)、激光植球,最近隨著印刷機(jī)精度的提高又出現(xiàn)焊膏印制凸點(diǎn)。
在裝聯(lián)方法上隨著凸點(diǎn)制造方法不同而出現(xiàn)相應(yīng)的裝聯(lián)方法,對于焊料類凸頭的F-C可采用再流焊;而對于用非焊料形成的焊點(diǎn),如由電鍍、蒸發(fā)/濺射、金絲球所形成的金,、點(diǎn)、銅凸點(diǎn)、鎳/金凸點(diǎn)則可通過熱壓或熱聲整體鍵合實現(xiàn)互連。近年來由于各向異性導(dǎo)技術(shù)的成熟促成了F-C裝聯(lián)技術(shù)越來越普及,各向異性導(dǎo)電膠中含有極細(xì)的彈性體,彈性體外層先鍍有導(dǎo)電的金層,并又在金層外鍍一層鎳。最后在金屬外層再包裹一層絕緣層,異性導(dǎo)電膠使時,當(dāng)受正壓力后彈性體最外絕緣層破裂并裸露幽金屬層,故在z方向?qū)崿F(xiàn)導(dǎo)通,即在實施F-C裝聯(lián)時只要將各向異性導(dǎo)電膠涂布在F-C與PCB對應(yīng)的焊盤上,然后對正F-C施加一定壓力和溫度,此時z方向就會導(dǎo)通,隨著膠的固化,實現(xiàn)了F-C凸點(diǎn)與焊盤的連接,而在水平方向各向異性導(dǎo)電膠的金屬球未受壓力擠壓,金屬球互不接觸,仍保持在不導(dǎo)通的狀態(tài),仍有高的絕緣性能,并可以起到F-C封裝的機(jī)械支撐和散熱作用。
由于LSI、VLSI的迅速發(fā)展,芯片的工藝AP62T03GH特征尺寸達(dá)到深亞微米級(0.15pm).芯片尺寸達(dá)到20mm×20mm以上,其I/O數(shù)已超過1000個,但是,芯片封裝卻成了一大難題,人們力圖將它直接封裝在PCB上。通常采用的封裝方法有兩種:一種是COB法;另一種是倒裝焊(C4)法。適用COB法的裸芯片(Bare Chip)又稱為COB芯片,后者則稱為FlipChip,簡稱為F.C,兩者的結(jié)構(gòu)有所不同,現(xiàn)介紹如下。
2.7.1 COB芯片
COB芯片的焊區(qū)與芯片體在同一平面上,焊區(qū)是周邊均勻分布,焊區(qū)最小面積為90ym×90ym,最小間距l(xiāng)OOpl,m。由于COB芯片焊區(qū)是周邊分布,所以I/O的增長受到一定的限制,特別是它在焊接時采用線焊,實現(xiàn)焊區(qū)與PCB焊盤相連接,因此,PCB焊盤應(yīng)有相應(yīng)的焊盤數(shù),并也是周邊排列,方能與之相適應(yīng)。由于幫定后芯片面是朝上的,通常又把COB技術(shù)稱為正裝技術(shù)。
COB幫定后需要包封絕緣環(huán)氧膠,散熱有一定困難,故COB通常只適用于低功耗的(0.5~1W)的IC芯片。目前,各種COB芯片均可以定做,價格僅為QFP封裝的一半,因此COB仍有廣泛的市場。
2.7.2 F-C
F.C芯片是20世紀(jì)60年代美國IBM首先研制成功的。它與COB的區(qū)別在于焊點(diǎn)是呈面陣列式排在芯片上,并且焊區(qū)做成凸點(diǎn)結(jié)構(gòu)。焊接時將F-C反置于PCB上,芯片面朝下與基板焊區(qū)互連,故這F-C芯片稱為倒裝芯片,焊接方法又稱為倒裝焊。
F-C技術(shù)屬于晶圓級的陣列封裝技術(shù),晶片上的I/0是以面陣列的凸點(diǎn)形式實現(xiàn)的,其封裝密度非常高,F(xiàn)-C技術(shù)具有封裝尺寸小、可靠性高、高頻特性及散熱特性好、成本低的優(yōu)勢,特別是倒裝焊能與SMT楣兼容,可同時完成貼裝與焊接,現(xiàn)已廣泛用于手機(jī)、計算機(jī)、電子表、MP3等各種電子產(chǎn)品中。早期F.C焊點(diǎn)間距為0.4mm或0.5mm,現(xiàn)在已做到O.lmm,最初凸點(diǎn)數(shù)為102個,目前已做到402個。早期的F-C芯片凸點(diǎn)材料儀為SnP料,并采用再流焊方式焊接,故這種焊接方法又稱為可控塌陷芯片連接( ControlledCollapsed Chip Connection, C4)。
凸點(diǎn)的制作是F-C技術(shù)的關(guān)鍵,現(xiàn)已出現(xiàn)了多種凸點(diǎn)制作技術(shù),成熟的制作技術(shù)有:化學(xué)鍍凸點(diǎn)、蒸發(fā)/濺射凸點(diǎn)、釘頭凸點(diǎn)、激光植球,最近隨著印刷機(jī)精度的提高又出現(xiàn)焊膏印制凸點(diǎn)。
在裝聯(lián)方法上隨著凸點(diǎn)制造方法不同而出現(xiàn)相應(yīng)的裝聯(lián)方法,對于焊料類凸頭的F-C可采用再流焊;而對于用非焊料形成的焊點(diǎn),如由電鍍、蒸發(fā)/濺射、金絲球所形成的金,、點(diǎn)、銅凸點(diǎn)、鎳/金凸點(diǎn)則可通過熱壓或熱聲整體鍵合實現(xiàn)互連。近年來由于各向異性導(dǎo)技術(shù)的成熟促成了F-C裝聯(lián)技術(shù)越來越普及,各向異性導(dǎo)電膠中含有極細(xì)的彈性體,彈性體外層先鍍有導(dǎo)電的金層,并又在金層外鍍一層鎳。最后在金屬外層再包裹一層絕緣層,異性導(dǎo)電膠使時,當(dāng)受正壓力后彈性體最外絕緣層破裂并裸露幽金屬層,故在z方向?qū)崿F(xiàn)導(dǎo)通,即在實施F-C裝聯(lián)時只要將各向異性導(dǎo)電膠涂布在F-C與PCB對應(yīng)的焊盤上,然后對正F-C施加一定壓力和溫度,此時z方向就會導(dǎo)通,隨著膠的固化,實現(xiàn)了F-C凸點(diǎn)與焊盤的連接,而在水平方向各向異性導(dǎo)電膠的金屬球未受壓力擠壓,金屬球互不接觸,仍保持在不導(dǎo)通的狀態(tài),仍有高的絕緣性能,并可以起到F-C封裝的機(jī)械支撐和散熱作用。
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