裸芯片
发布时间:2012/10/3 18:14:26 访问次数:6342
由于LSI、VLSI的迅速发展,芯片的工艺AP62T03GH特征尺寸达到深亚微米级(0.15pm).芯片尺寸达到20mm×20mm以上,其I/O数已超过1000个,但是,芯片封装却成了一大难题,人们力图将它直接封装在PCB上。通常采用的封装方法有两种:一种是COB法;另一种是倒装焊(C4)法。适用COB法的裸芯片(Bare Chip)又称为COB芯片,后者则称为FlipChip,简称为F.C,两者的结构有所不同,现介绍如下。
2.7.1 COB芯片
COB芯片的焊区与芯片体在同一平面上,焊区是周边均匀分布,焊区最小面积为90ym×90ym,最小间距lOOpl,m。由于COB芯片焊区是周边分布,所以I/O的增长受到一定的限制,特别是它在焊接时采用线焊,实现焊区与PCB焊盘相连接,因此,PCB焊盘应有相应的焊盘数,并也是周边排列,方能与之相适应。由于帮定后芯片面是朝上的,通常又把COB技术称为正装技术。
COB帮定后需要包封绝缘环氧胶,散热有一定困难,故COB通常只适用于低功耗的(0.5~1W)的IC芯片。目前,各种COB芯片均可以定做,价格仅为QFP封装的一半,因此COB仍有广泛的市场。
2.7.2 F-C
F.C芯片是20世纪60年代美国IBM首先研制成功的。它与COB的区别在于焊点是呈面阵列式排在芯片上,并且焊区做成凸点结构。焊接时将F-C反置于PCB上,芯片面朝下与基板焊区互连,故这F-C芯片称为倒装芯片,焊接方法又称为倒装焊。
F-C技术属于晶圆级的阵列封装技术,晶片上的I/0是以面阵列的凸点形式实现的,其封装密度非常高,F-C技术具有封装尺寸小、可靠性高、高频特性及散热特性好、成本低的优势,特别是倒装焊能与SMT楣兼容,可同时完成贴装与焊接,现已广泛用于手机、计算机、电子表、MP3等各种电子产品中。早期F.C焊点间距为0.4mm或0.5mm,现在已做到O.lmm,最初凸点数为102个,目前已做到402个。早期的F-C芯片凸点材料仪为SnP料,并采用再流焊方式焊接,故这种焊接方法又称为可控塌陷芯片连接( ControlledCollapsed Chip Connection, C4)。
凸点的制作是F-C技术的关键,现已出现了多种凸点制作技术,成熟的制作技术有:化学镀凸点、蒸发/溅射凸点、钉头凸点、激光植球,最近随着印刷机精度的提高又出现焊膏印制凸点。
在装联方法上随着凸点制造方法不同而出现相应的装联方法,对于焊料类凸头的F-C可采用再流焊;而对于用非焊料形成的焊点,如由电镀、蒸发/溅射、金丝球所形成的金,、点、铜凸点、镍/金凸点则可通过热压或热声整体键合实现互连。近年来由于各向异性导技术的成熟促成了F-C装联技术越来越普及,各向异性导电胶中含有极细的弹性体,弹性体外层先镀有导电的金层,并又在金层外镀一层镍。最后在金属外层再包裹一层绝缘层,异性导电胶使时,当受正压力后弹性体最外绝缘层破裂并裸露幽金属层,故在z方向实现导通,即在实施F-C装联时只要将各向异性导电胶涂布在F-C与PCB对应的焊盘上,然后对正F-C施加一定压力和温度,此时z方向就会导通,随着胶的固化,实现了F-C凸点与焊盘的连接,而在水平方向各向异性导电胶的金属球未受压力挤压,金属球互不接触,仍保持在不导通的状态,仍有高的绝缘性能,并可以起到F-C封装的机械支撑和散热作用。
由于LSI、VLSI的迅速发展,芯片的工艺AP62T03GH特征尺寸达到深亚微米级(0.15pm).芯片尺寸达到20mm×20mm以上,其I/O数已超过1000个,但是,芯片封装却成了一大难题,人们力图将它直接封装在PCB上。通常采用的封装方法有两种:一种是COB法;另一种是倒装焊(C4)法。适用COB法的裸芯片(Bare Chip)又称为COB芯片,后者则称为FlipChip,简称为F.C,两者的结构有所不同,现介绍如下。
2.7.1 COB芯片
COB芯片的焊区与芯片体在同一平面上,焊区是周边均匀分布,焊区最小面积为90ym×90ym,最小间距lOOpl,m。由于COB芯片焊区是周边分布,所以I/O的增长受到一定的限制,特别是它在焊接时采用线焊,实现焊区与PCB焊盘相连接,因此,PCB焊盘应有相应的焊盘数,并也是周边排列,方能与之相适应。由于帮定后芯片面是朝上的,通常又把COB技术称为正装技术。
COB帮定后需要包封绝缘环氧胶,散热有一定困难,故COB通常只适用于低功耗的(0.5~1W)的IC芯片。目前,各种COB芯片均可以定做,价格仅为QFP封装的一半,因此COB仍有广泛的市场。
2.7.2 F-C
F.C芯片是20世纪60年代美国IBM首先研制成功的。它与COB的区别在于焊点是呈面阵列式排在芯片上,并且焊区做成凸点结构。焊接时将F-C反置于PCB上,芯片面朝下与基板焊区互连,故这F-C芯片称为倒装芯片,焊接方法又称为倒装焊。
F-C技术属于晶圆级的阵列封装技术,晶片上的I/0是以面阵列的凸点形式实现的,其封装密度非常高,F-C技术具有封装尺寸小、可靠性高、高频特性及散热特性好、成本低的优势,特别是倒装焊能与SMT楣兼容,可同时完成贴装与焊接,现已广泛用于手机、计算机、电子表、MP3等各种电子产品中。早期F.C焊点间距为0.4mm或0.5mm,现在已做到O.lmm,最初凸点数为102个,目前已做到402个。早期的F-C芯片凸点材料仪为SnP料,并采用再流焊方式焊接,故这种焊接方法又称为可控塌陷芯片连接( ControlledCollapsed Chip Connection, C4)。
凸点的制作是F-C技术的关键,现已出现了多种凸点制作技术,成熟的制作技术有:化学镀凸点、蒸发/溅射凸点、钉头凸点、激光植球,最近随着印刷机精度的提高又出现焊膏印制凸点。
在装联方法上随着凸点制造方法不同而出现相应的装联方法,对于焊料类凸头的F-C可采用再流焊;而对于用非焊料形成的焊点,如由电镀、蒸发/溅射、金丝球所形成的金,、点、铜凸点、镍/金凸点则可通过热压或热声整体键合实现互连。近年来由于各向异性导技术的成熟促成了F-C装联技术越来越普及,各向异性导电胶中含有极细的弹性体,弹性体外层先镀有导电的金层,并又在金层外镀一层镍。最后在金属外层再包裹一层绝缘层,异性导电胶使时,当受正压力后弹性体最外绝缘层破裂并裸露幽金属层,故在z方向实现导通,即在实施F-C装联时只要将各向异性导电胶涂布在F-C与PCB对应的焊盘上,然后对正F-C施加一定压力和温度,此时z方向就会导通,随着胶的固化,实现了F-C凸点与焊盘的连接,而在水平方向各向异性导电胶的金属球未受压力挤压,金属球互不接触,仍保持在不导通的状态,仍有高的绝缘性能,并可以起到F-C封装的机械支撑和散热作用。