【正文】 華中科技大學(xué) 機(jī)械學(xué)院 機(jī)械電子信息工程系 芯片規(guī)模封裝與芯片尺寸封裝 (ＣＳＰ ) 芯片規(guī)模封裝與芯片尺寸封裝統(tǒng)稱為ＣＳＰ ,它被認(rèn)為是本世紀(jì)先進(jìn)封裝的主流技術(shù)?？煞譃樗芰希拢牵?(ＰＢＧＡ )、陶瓷ＢＧＡ (ＣＢＧＡ )或載帶ＢＧＡ (ＴＢＧＡ )。采用ＢＧＡ技術(shù)容易獲得Ｉ /Ｏ數(shù)超過 60 0個的封裝體。而且 ,新的塑料封裝形式層出不窮 ,目前以ＰＱＦＰ和ＰＢＧＡ為主 ,全部用于表面安裝 ,這些塑料封裝占領(lǐng)著 90 %以上的市場 華中科技大學(xué) 機(jī)械學(xué)院 機(jī)械電子信息工程系 高密度封裝中的關(guān)鍵技術(shù) 從技術(shù)發(fā)展觀點來看 ,作為高密度封裝的關(guān)鍵技術(shù)主要有 :ＴＣＰ , ＢＧＡ , ＦＣＴ ,ＣＳＰ ,ＭＣＭ和三維封裝 載帶封裝 它可以提供超窄的引線間距和很薄的封裝外形 ,且在ＰＣＢ板上占據(jù)很小的面積 ,可用于高Ｉ /Ｏ數(shù)的ＡＳＩＣ和微處理器 ,東芝公司 1 996年問世的筆記本電腦中就使用了ＴＣＰ承載ＣＰＵ ,其引線間距 5ｍｍ ,焊接精度為177。受到世界各國的極大關(guān)注 ,紛紛投入巨額資金 ,如美國政府 3年投入 5億美元 ,ＩＢＭ在 1 0年投入 1 0億美元來發(fā)展ＭＣＭ ,據(jù)預(yù)測 , 1 999年全球ＭＣＭ產(chǎn)品銷售額將達(dá) 2 0 0億美元。傳統(tǒng)的雙列直插封裝所占份額越來越小 ,取而代之的是表面安裝類型的封裝 ,如有引線塑料片式載體 ,無引線陶瓷片式載體 ,四邊引線塑料扁平封裝 ,塑料球柵陣列封裝 (ＰＢＧＡ )和陶瓷球柵陣列封裝 (ＣＢＧＡ )等 ,尤其是ＰＱＦＰ和ＢＧＡ兩種類型最具典型 . 華中科技大學(xué) 機(jī)械學(xué)院 機(jī)械電子信息工程系 向高密度發(fā)展 目前 ,陶瓷外殼 (ＣＣＧＡ )已達(dá) 1089只管腳、ＣＢＧＡ達(dá) 625只管腳、間距達(dá) 、ＰＱＦＰ達(dá) 376只管腳、ＴＢＧＡ達(dá) 1 0 0 0只管腳。 ?第五代 ：這是 90年代顯露頭角的微封裝技術(shù) ,是上一代封裝技術(shù)的發(fā)展和延伸 ,是將多層ＰＣＢ技術(shù)、高密度互連技術(shù)、ＳＭＴ、微型元器件封裝技術(shù)綜合并發(fā)展 ,其代表性技術(shù)就是金屬陶瓷封裝 (ＭＣＰ ),典型產(chǎn)品是ＭＣ M。 ?第四代 ：從 80年代開始 ,采用ＳＭＴ將表面安裝元件 (ＳＭＣ )和表面安裝器件 (ＳＭＤ )安裝在ＰＣＢ表面上。 ?第二代 ： 60年代采用穿孔式印刷電路板 (ＰＣＢ )封裝 ,主要元件是晶體管和柱型元件。華中科技大學(xué) 機(jī)械學(xué)院 機(jī)械電子信息工程系 先進(jìn)制造技術(shù) 半導(dǎo)體制造裝備 華中科技大學(xué) 機(jī)械學(xué)院 機(jī)械電子信息工程系 華中科技大學(xué) 機(jī)械學(xué)院 機(jī)械電子信息工程系 華中科技大學(xué) 機(jī)械學(xué)院 機(jī)械電子信息工程系 華中科技大學(xué) 機(jī)械學(xué)院 機(jī)械電子信息工程系 微電子封裝一般可分為 4級 ,如圖 所示 ,即 : 0級封裝 ——— 芯片上器件本體的互連 1級封裝 ——— 芯片 (1個或多個 )上的輸入 /輸出與基板互連 2級封裝 ——— 將封裝好的元器件或多芯片組件用多層互連布線板 (ＰＷＢ )組裝成電子部件 ,插件或小整機(jī) 3級封裝 ——— 用插件或小整機(jī)組裝成機(jī)柜整機(jī)系統(tǒng) 華中科技大學(xué) 機(jī)械學(xué)院 機(jī)械電子信息工程系 華中科技大學(xué) 機(jī)械學(xué)院 機(jī)械電子信息工程系 半導(dǎo)體制造裝備概述 ? 芯片制造（前道） 單晶硅拉制、切片、表面處理、光刻、減薄、劃片 ? 芯片封裝（后道） 測試、 滴膠、 Die bonding、 Wire bonding、壓模 華中科技大學(xué) 機(jī)械學(xué)院 機(jī)械電子信息工程系 半導(dǎo)體封裝的基本形式 按其外部封裝型式分： 雙列直插式封裝 (ＤＩＰ ) 表面安裝技術(shù) (ＳＭＴ ) 無引線陶瓷片式載體 (ＬＣＣＣ ) 塑料有引線片式載體 (ＰＬＣＣ ) 四邊引線扁平封裝 (ＱＦＰ ) 四邊引線塑料扁平封裝 (ＰＱＦＰ ) 平面陣列型 (ＰＧＡ） 球柵陣列封裝 (ＢＧＡ ) 華中科技大學(xué) 機(jī)械學(xué)院 機(jī)械電子信息工程系 華中科技大學(xué) 機(jī)械學(xué)院 機(jī)械電子信息工程系 華中科技大學(xué) 機(jī)械學(xué)院 機(jī)械電子信息工程系 Chip to substrate interconnect technologies 按芯片的內(nèi)部連接方式來分 華中科技大學(xué) 機(jī)械學(xué)院 機(jī)械電子信息工程系 外引線鍵合 外引線鍵合過程示意圖 將帶引線的芯片從載帶上切下的示意圖 華中科技大學(xué) 機(jī)械學(xué)院 機(jī)械電子信息工程系 ＴＡＢ技術(shù)中的載帶 華中科技大學(xué) 機(jī)械學(xué)院 機(jī)械電子信息工程系 概括而言 ,電子封裝技術(shù)已經(jīng)歷了四代 ,現(xiàn)正在進(jìn)入第五代 。 ?第一代 ： 60年代前采用的是接線板焊接的方式 ,框架為電路板 ,主要插裝元件是電子管。 ?第三代 ： 70年代用自動插裝方式將ＤＩＰ為代表的集成電路封裝在ＰＣＢ板上 ,這是穿孔式封裝技術(shù)的全盛時期。這一封裝技術(shù)的革命改變了元器件和電子產(chǎn)品的面貌。最近由于系統(tǒng)級芯片 (ＳＯＣ )和全片規(guī)模集成 (ＷＳＩ )技術(shù)的發(fā)展 ,微電子封裝技術(shù)正孕育著重大的突破 華中科技大學(xué) 機(jī)械學(xué)院 機(jī)械電子信息工程系 半導(dǎo)體后封裝的發(fā)展趨勢 向表面安裝技術(shù) (ＳＭＴ )發(fā)展 1988年ＳＭＴ技術(shù)約占封裝市場份額的 % , 1 993年占 44% , 1 998年占 75%。 根據(jù)美國ＳＩＡ發(fā)展規(guī)劃 ,到 2 0 0 7年 ,最大芯片尺寸將增大到 1 0 0 0ｍｍ *2 ,同時每枚芯片上的輸入 /輸出數(shù)最多將達(dá)到 50 0 0個 ,焊點尺寸將縮小到 以下 華中科技大學(xué) 機(jī)械學(xué)院 機(jī)械電子信息工程系 從單芯片封裝向多芯片封裝發(fā)展 ＭＣＭ起步于 90年代初 ,由于ＭＣＭ的高密度、高性能和高可靠性而倍受青睞。目前最高水平的ＭＣＭ — Ｃ是ＩＢＭ的產(chǎn)品 ,2 0 0ｍｍ *2 、 78層、 3 0 0多萬個通孔 , 1 40 0ｍ互連線 , 1 80 0只管腳 , 2 0 0Ｗ功耗 華中科技大學(xué) 機(jī)械學(xué)院 機(jī)械電子信息工程系 由陶瓷封裝向塑料封裝發(fā)展 在陶瓷封裝向高密度 ,多引線和低功耗展的同時 ,越來越多的領(lǐng)域正在由塑料封裝所取代。 3 0 μｍ ,據(jù)報道 ,最小間距可達(dá) 5ｍｍ 華中科技大學(xué) 機(jī)械學(xué)院 機(jī)械電子信息工程系 球柵陣列封裝 (BGA) ＢＧＡ技術(shù)的最大特點是器件與ＰＣＢ板之間的互連由引線改為小球 ,制作小球的材料通常采用合金焊料或有機(jī)導(dǎo)電樹脂。由于ＢＧＡ完全采用與ＱＦＰ相同的ＳＭＴ回流焊工藝 ,避免了ＱＦＰ中的超窄間距 ,可以提供較大的焊盤區(qū) ,因此使焊接工藝更加簡單 ,強度大大提高 ,可靠性明顯改善 華中科技大學(xué) 機(jī)械學(xué)院 機(jī)械電子信息工程系 ＢＧＡ的尺寸通常大于ＣＳＰ (芯片規(guī)模封