【正文】 的邊緣上或芯片的金屬布線上，則表現(xiàn)為短路。聲波顯微鏡很快被集成電路封裝研究和失效分析實驗室接受是因為它可提供封裝電路內(nèi)部損壞的非破壞性圖像，例如封裝開裂、空洞、分層等。光學顯微鏡的放大倍數(shù)從低倍、中倍到高倍都很有用，可以用于觀測開封后的封裝模塊芯片表面缺陷，如球焊的浮起，鈍化層開裂等。為了使剖面分析能真正反映失效的部位及失效模式，切割的位置和剖面制備的方法都很重要。因此，采用新 的互連方法是唯一的選擇。所以，倒扣芯片技術也因此可以劃分為 FCIP（ flip chip in packaging）及 FCOB（ flip chip on board）技術。 IBM 的基板是陶瓷基板，所以可以忍受超過 300℃ 的回流溫度。 拿我們常見的內(nèi)存來說，我們實際看到的體積和外觀并不是真正的內(nèi)存的大小和面貌．而是內(nèi)存芯片經(jīng)過打包即封裝后的產(chǎn)品。因此。 二、快過時的 PDIP/SOP/QFP 封裝 數(shù)十年來，芯片封裝技術一直追隨著 lC 的發(fā)展而發(fā)展，一代 IC 就有相 應一代的封裝技術相配合 .而 SMT(Surface Mount Tectlfqology，表面組裝技術 )的發(fā)展 .更加促進芯片封裝技術不斷達到新的水平。 QFP 的引腳間距目前已從 發(fā)展到了 O 3ram。 BGA 技術的優(yōu)點是可增加 I/O 數(shù)和間距，消除 QFP技術的高 I/0數(shù)帶來的生產(chǎn)成本和可靠性問題。 (5)有較好的電特性，由于引線短，導線的自感和導線間的互感很低，頻率特性好?？梢哉f CSP 是縮小了的 BGA。從 CSP近幾年的發(fā)展趨勢來 看， CSP 將取代 QFP 成為高 I／ O 引線 IC 封裝的主流。我們以 32引腳 QFN 與傳統(tǒng)的 28引腳 PLCC 封裝相比為例，面積 (5mm5mm)縮小了 84％，厚度 ()降低了 80％，重量 ()減輕了 95％，電子封裝寄生效應也降低了 50％。于是人們對傳統(tǒng)的混合集成電路 (HlC) 進行徹底的改變．提出了多芯片組件 (Multi Chip ModtJle，即 MCM)這種先進的封裝模式。 CSP 的出現(xiàn)解決了KGD 問題。 QFN 的主要特點有： 無引腳設計 QFN 導電焊盤有兩種類型：全引腳封裝 (Full Connecting Bar 簡稱 FCB)和引腳縮回封裝 (Half Etch Connecting Bar) 簡稱 HECB，也稱為 Lead PulIback packages)。例如，引腳中心距為 的 360 引腳 BGA 僅為 31mm 見方；而引腳中心距為 的 304 引腳 QFP 為 40mm 見方。 美國 Motorola 公司把用模壓樹脂密封的 封裝稱為 OMPAC，而把灌封方法密封的封裝稱為 GPAC(見 OMPAC 和 GPAC)。是在實際中經(jīng)常使用的記號。但封裝成本比塑料QFP 高 3～ 5 倍。此封裝也稱為 QFJ、 QFJ－ G(見 QFJ)。 1 DIP(dual inline package) 雙列直插式封裝。 1 DSO(dual small outlint) 雙側(cè)引腳小外形封裝。另外， 厚的存儲器 LSI 簿形封裝正處于開發(fā)階段。 1 Flipchip 倒焊芯片。支持最高 HyperTransport Technology，最高 2020MT/s MHz 的傳輸帶寬。此種封裝形式的芯片必須采用 SMT 技術（表面安裝設備）將芯片與電路板焊接起來。 CQFP 軍用晶片陶瓷平版封裝 (Ceramic Quad Flatpack Package) 右邊這顆晶片為一種軍用晶片封裝 (CQFP)，這是封裝還沒被放入晶體以前的樣子。通常 PGA 為 插裝型封裝 ，引腳長約 。部分半導體廠家采用的名稱。 LGA 與 QFP 相比，能夠以比較小的封裝容納更多的輸入輸出引腳。裝配時插入插座即可。 PGA 封裝 威剛迷你 DDR333本內(nèi)存 2 JLCC 封裝 (Jleaded chip carrier) J 形引腳芯片載體。例如， HSOP 表示 帶散熱器 的 SOP。 焊區(qū)中心距， 208根 I/O 引腳，外形尺寸 2828mm，芯片尺寸 1010mm，則芯片面積 /封裝面積 =1010/2828=1:，由此可見 QFP 比 DIP 的封裝尺寸大大減小了。其芯片引腳之間距離很小，引腳很細，很多大規(guī) ?；虺蠹呻娐范疾捎眠@種封裝形式，引腳數(shù)量一般都在 100個以上。 其中 SiS 756北橋芯片采用最新的 Flipchip封裝，全面支持 AMD Athlon 64/FX中央處理器。 QFP 或 SOP(見 QFP 和 SOP)的別稱。由于利用的是 TAB(自動帶載焊接 )技術，封裝外形非常薄。但多數(shù)情況下并不加區(qū)分，只簡單地統(tǒng)稱為 DIP。 DIC(dual inline ceramic package) 陶瓷 DIP(含玻璃密封 )的別稱 (見 DIP). 1 DIL(dual inline) DIP 的別稱 (見 DIP)。 CLCC 封裝 (ceramic leaded chip carrier) 帶引腳的陶瓷芯片載體，表面貼裝型封裝之一，引腳從封裝的四個側(cè)面引出，呈丁字形。帶有窗 口的 Cerquad 用于封裝 EPROM 電路。 C－ (ceramic) 封裝 表示陶瓷封裝的記號。現(xiàn)在尚不清楚是否有效的外觀檢查方法。引腳可超過200，是多引腳 LSI 用的一種封裝。重量輕。 QFN 的主要特點 QFN(Quad Flat No—lead Package，方形扁平無引腳封裝 )是一種焊盤尺寸小、體積小、以塑料作為密封材料的新興的表面貼裝芯片封裝技術。 對 MCM 發(fā)展影響最大的莫過于 lC 芯 片。 但是人們在應用中也發(fā)現(xiàn)。通常將 散熱焊盤直接焊接在電路板上，并且 PCB 中的散熱過孔有助于將多余的功耗擴散到銅接地板中，從而吸收多余的 熱量。目前日本有多家公司生產(chǎn) CSP。日本電子工業(yè)協(xié)會對 CSP 規(guī)定是芯片面積與封裝尺 寸面積之比大于 80％。 (3)管腳水平面同一性較 QFP 容易保證，因為焊錫球在 溶化以后可以自動補償芯片與 PCB 之間的平面誤差。 三、現(xiàn)在熱用的 BGA/CSP/QFN 封裝 技術的發(fā)展絕不會因為上述困難就停滯不前，于是一種先進的芯片封裝 BGA(Ball Grid )出現(xiàn)來應對上述挑戰(zhàn)。 QFP 四面有歐翹狀引腳， I/O 引線數(shù)要比兩面有歐翹狀引腳 SOP 多得多。適用頻率越來越 高，耐溫性能越來越好，以及引腳數(shù)增多。封裝也可以說是指安裝半導體集成電路芯片用的外殼，它不僅起著安放、固定、密封、保護芯片和 增強導熱性能的作用，而且還是溝通芯片內(nèi)部世界與外部電路的橋梁。對電路組裝技術提出了相應的要求：單位體積信息的 提 (高密度化 )單位時間處理速度的提高 (高速化 )為了滿足這些要求：勢必要提高電路組裝的功能密度，這就成為了促進蕊片封裝技術發(fā)展的最重要的因素。凸緣的成分是鉛錫合金，根據(jù)不同的應用要求可以選用低共熔化合物或其它的組分。另一方面，在一些可靠性要求并不那么高，芯片的輸入 /輸出端數(shù)目也并不太多，但特別強調(diào)器件尺寸大小的情況下，在印刷電路板上的直接芯片倒扣封裝技術，就顯得非常關鍵，例如在手提電腦、移動通訊等方面。由于封裝工藝的金屬互連直接與晶圓上的金屬互連相接觸，并通過它們形成了器件與系統(tǒng)的電通路，因此，晶圓布線材料的變化，將對封裝工藝產(chǎn)生深刻的影響。另外，一些表面分析儀器如 SIMS、 TOF－ SIMS、 AES、 XPS、 FTIR 等在封裝失效分析中也常常用到，由于在前面各章中已作了專門介紹，在這里就不再重復了。 顯微鏡：顯微鏡在封裝失效分析中十分有用，許多電路中的特征和缺陷度是通過顯微鏡確定的。檢測芯片焊盤位移更好的方法是用剖面法，這已是破壞性分析了。 器件失效的分析方法有許多，包括各種價格昂貴的專門設備，下面，將介紹一些常用的分析設備。所以，要了解器件失效的真正原因，必須有相應的分析手段。引起器件失效的機理有多種，但常與金屬部件的銹蝕聯(lián)系在一起， 造成銹蝕的原因包括機械、熱、電學、輻射、化學（ mechanical、thermal、 electrical、 radiation、 chemical）等誘導因素。加速試驗包括以下步驟：選擇加速力；確定加速力的強度；設計測試程序，確定單重加速還是多重加速；將測試數(shù)據(jù)外推到實際操作條件。在老化試驗中，電路插在電路板上，加上偏壓，并放置在高溫爐中。 封裝質(zhì)量必須是封裝設計和制造中壓倒一切的考慮因素。波峰焊主要用在插孔式 PTH 封裝類型器件的裝配，而表面貼裝式 SMT 及混合型器件裝配則大多使用回流焊。粗糙表面有助于加強油墨的粘結性。打碼的方法有多種，其中最常用的是印碼（ print）方法。所謂的切筋工藝，是指切除框架外引腳之間的堤壩（ dam bar）以及在框架帶上連在一起的地方；所謂的打彎工藝則是將引腳彎成一定的形狀，以適合裝配（ assembly）的需要。也有用成分為 85Sn/15Pb、 90Sn/10Pb、 95Sn/5Pb 的，有 的日本公司甚至用 98Sn/2Pb 的焊料。用水去飛邊毛刺工藝是利用高壓的水流來沖擊模塊，有時也會將研磨料和高壓水流一起使用。因此，在切筋打彎工序之前，要進行去飛邊毛刺工序（ deflash）。 對于大多數(shù)塑封料來說，在模具中保壓幾分鐘后，模塊的硬度足可以達到允許頂出，但是，聚合物的固化（聚合）并未全部完成。所謂的熱固性聚合物是指在低溫時，聚合物是塑性的或流動的，但當將其加熱到一定溫度時，即發(fā)生所謂的交聯(lián)反應 (crosslinking)，形成剛性固體。它的優(yōu)點是焊接面積與引線面積相差不大，可以用于微細間距 (fine pitch)的鍵合。熱壓焊的條件是二種金屬表面緊緊接觸，控制時間、溫度、壓力，使得二種 金屬發(fā)生連接。聚酰亞胺的固化溫度要更高一些，時間也更長。常用的聚合物是環(huán)氧 (epoxy)或聚酰亞胺（ polyimide），以 Ag（顆?；虮∑┗?Al2O3 作為填充料（ filler），填充量一般在 75％到 80％之間，其目的是改善粘結劑的導熱性，因為在塑料封裝中，電路運行過程中產(chǎn)生的絕大部分熱量將通過芯片粘結劑 ——框架散發(fā)出去。 晶圓減薄后，可以進行劃片 (saw ing or dicing)。一般來講 ，隨著硅芯片越來越復雜和日益趨向微型化，將使更多的裝配和成型工序在粉塵得到控 制的環(huán)境下進行。目前用于 BGA 封裝的基板有 BT 樹脂、柔性帶、陶瓷、 FR5等等。在正方形結構中，并非所有模塊 下的通孔均可以插入，必須有一些芯片的連接要轉(zhuǎn)換到模塊外形的外面，提高其有效互連面積。 QFP 可以是塑料封裝，可以是陶瓷封裝，塑料QFP 通常稱為 PQFP。小外形封裝通常稱為 SO， SOP 或 SOI C。之所 以稱之為芯片載體，可能是由于早期為保護多引腳封裝的四邊引腳，絕大多數(shù)模塊是封 裝在預成型載體中。這樣，在一個給定的長度范圍內(nèi)，提高了管腳密度。它的散熱 性也很好。金屬封裝的優(yōu)點是氣密性好，不受外界環(huán)境因素的影響。通常認為，封裝主要有四大功能，即功 率分配、信號分配、散熱及包裝保護，它的作用是從集成電路器件到系統(tǒng)之間的連接，包括電學連接和物理連接。 集 成電路封裝工藝介紹 (上 ) 電子封裝是一個富于挑戰(zhàn)、引人入勝的領域。具體選用何種引腳系統(tǒng)可根據(jù)實際情況來定。下面我們就這四方面做一個簡單描述。應用領域的不同，對于芯 片封裝的等級要求也不盡相同，當然，消費類產(chǎn)品要求最低。按目前國際上流行的看法認為，在微電子器件的總體成本中，設計占了三分之一，芯片生產(chǎn)占了三分之一，而封裝和測試也占了三分之一，真可謂三分天下有其一。從使用的包裝材料來分，我們可以將封裝劃分為金屬封裝、陶瓷封裝和塑料封裝；從成型工藝來分，我們又可以將封裝劃分為預成型封裝 (premold)和后成型封裝（ postmold）；至于從封裝外型來講，則有SIP(single inline package)、 DIP(dual inline package)、 PLCC(plasticleaded chip carrier)、 PQFP(plastic quad flat pack)、SOP(smalloutline package)、 TSOP(thin smalloutline package)、 PPGA(plastic pin grid array)、 PBGA(plastic ball grid array) 、 CSP (chip scale package) 等等；若按第一級連接到第二級連接的方式來分，則可以劃分為 PTH (pinthroughhole)和 SMT（ surfacemounttechnology）二大類，即通常所稱的插孔式（或通孔式）和表面貼裝式。少量產(chǎn)品用于特殊性能要求的軍事或航空航天技術中。塑料封裝最大的優(yōu)點是價格便宜，其性能價格比十分優(yōu)越。 DIP 的外形通常是長方形的，管腳從長的一邊伸出。諸如 LLC(lead chip carrier)， LLCC(leadless chip carrier)用 于區(qū)分管腳類型。在 SO 封裝結構中，兩邊或四邊引腳設計都有。日本電子工業(yè)協(xié)