埋置型叠层微系统封装技术

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《电子工业专用设备》第40卷(2011)目次总汇编

Ｉ制造技术与设备Ｃ
大角度离子注入机的束纯度控制 …………………………………………………………… 王迪平，孙勇１１．２
集成电路塑封模具错位、偏心问题探讨 …… ……… …… ……… …… …… ……… ．． …… …… ． …… ．魏存晶１４ — ２多晶制绒工艺与设备的研究 … ……… ……… …… …… ……… …… …… ……… … 于皓洁，立，林姚雁林１７．２光纤拉丝机一机两炉的设计改造 … ……… …… ……… …… …… ……… …… ……… ……… …… 一立起２２刘．４
清洗技术与设备
单晶圆兆声清洗技术研究及兆声喷头方案优化 … ……… …… ……… …… …… 刘永进，杜建科，小强１１冯．５气动增压泵在单片晶圆清洗过程中的应用 … …… ……… …… ……… …… …… 杜建科，刘永进，小强１１冯．８
一
种ＬＤ环形照明的设计方法 ……… …… ……… …… …… ……… …… …… ……… …… ………于丽娜１．６Ｅ１２
Ｘ— ｙ检测技术在ＰＢ组装领域中的应用 … …… ……… …… …… ……… …… ……… …… …… … 飞ｌ一ｒａＣ鲜ｌ３１大直径探针台的晶圆自动传输系统 …… …… ……… …… …… ……… …… …… 谭立杰，洪宇，王王文举１．６１３
固晶机整机布局与效率研究 ………………………………………………………… 周庆亚，静，郝石艺楠２２．７
－
电子工业苣用设备

系统级封装技术及其应用

▪ SiP技术与传统封装的设计灵活性对比
1. SiP技术提供了更高的设计灵活性，可以在封装内部灵活配置各种功能模块，并且可以根据需求进行定制化设计。 2. 传统封装的设计相对固定，难以根据市场需求进行快速调整和更新。 3. SiP技术的设计灵活性有助于电子产品更好地适应市场变化和用户需求。
SiP技术与传统封装对比
▪ SiP技术与传统封装的成本对比
1. SiP技术可以降低系统级封装的成本，因为其能够在单个封装内集成多个功能模块，减少了组件数量和组装步骤。 2. 传统封装需要分别制造和装配各个独立的功能模块，导致成本较高。 3. 随着SiP技术的发展和应用规模的扩大，预计其成本优势将更加明显。
SiP技术与传统封装对比
▪ SiP技术的基本原理
1. SiP技术的核心思想是在一个小巧的封装内整合多种功能部件，如处理器、存储器和传感器等。 2. 通过精细的布线和堆叠设计，实现各组件之间的高效通信和协同工作。 3. SiP封装可以采用不同的制造工艺和技术，如倒装芯片、晶圆级封装和硅穿孔等。
系统级封装技术原理
▪ 封装材料的选择
系统级封装技术概述
▪ 系统级封装的优势和挑战
1. SiP技术的主要优势包括更高的电路密度、更好的热管理、更快的数据传输速度以及更低的生产成本。 2. SiP技术也面临一些挑战，如设计复杂度增加、散热问题加剧、可靠性验证困难等。 3. 解决这些挑战的关键在于采用先进的设计工具、改进封装材料和工艺，以及加强测试和验证方法的研究。
#. 封装技术发展历程
,
1. 随着纳米技术和微电子技术的发展，各种先进的封装技术不断涌现。 2. 这些技术包括扇出型封装（Fan-out）、嵌入式封装（Embedded）、异构集成（ Heterogeneous Integration）等。 3. 先进封装技术旨在提高封装效率、降低成本并优化系统性能。, 【封装技术的未来趋势】：

系统级封装(SiP)集成技术的发展与挑战

系统级封装（ＳｉＰ）集成技术的发展与挑战小型化和多功能化是电子产品，特别是如计算机、通讯等便携式产品的持续不断的要求，这对集成电路不断提出了新的要求。

过去一段时间以来，从设计的角度出发，研究和技术人员提出对这些要求的一个主要的解决方案是芯片系统（SOC）的方法，希望在芯片上实现系统的功能。

在理想的情况下，SOC可以实现最低的成本、最小的尺寸和最优的性能。

但是到目前为止，采用SOC的方案还无法解决非硅芯片（如GaAs、GeSi芯片）和微机电系统（MEMS）芯片的集成。

从封装的角度出发，作为一种另外的解决方案，系统级封装（SiP）得到了越来越多的关注。

2021年国际半导体技术发展路线图（ITRS 2005）在组装与封装（Assembly and Packaging）中已经就SiP的发展和技术路线进行了相当多的描述，而许多研究机构甚至代工企业也开始进行基于SiP模块和产品的开发。

在ITRS 2005中对SiP的定义是：“系统级封装是采用任何组合，将多个具有不同功能的有源电子器件与可选择性的无源元件以及诸如MEMS或者光学器件等其他器件首先组装成为可以提供多种功能的单个标准封装件，形成一个系统或者子系统” 。

对于SiP而言，在单一的模块内需要集成不同的有源芯片和无源元件、非硅器件、MEMS元件甚至光电芯片等，更加长远的目标则考虑在其中集成生物芯片等等。

目前在无线通讯领域，SiP是非常有潜力的技术。

相对于SOC，SiP具有提供高密度封装、多功能化设计、较短的市场进入时间以及更低的开发成本等优势。

通常对于SiP的技术平台，存在一些关键的集成技术，包括窄节距的倒装芯片技术、窄节距的组装、无源器件的集成、基板的设计和制作、新型介质材料的应用等。

在未来的新型SiP解决方案中，利用非常窄节距的倒装芯片凸点以及穿透硅片的互连（Through Wafer Electrical Interconnection，TWEI）作为新的一级互连技术、利用薄膜互连技术实现集成的无源器件、三维芯片堆叠和封装堆叠技术、高性能的高密度有机基板技术以及包含芯片、封装和基板SiP共同设计与测试方法显得非常重要。

埋置型叠层微系统封装技术

封装的挠曲基板上芯片（Ｏ）－ＣＦ３艺的衍生物。ＣＦ是一种高性能、－Ｏ多芯片封装工艺技术，此封在
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ＣＯＦ工艺的融除程序进行分析和特征描述，以便设计一种新的对裸露的ＭＥＭＳ器件热损坏的潜
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埋置型叠层微系统封装技术
杨建生（水华天科技股份有天限公司发展规划部，肃天水７１０）天甘４００
摘要：包含微机电系统（ＭＳ混合元器件的埋置型叠层封装，ＭＥ）此封装工艺为目前用于微电子

基于埋置式基板的3D-MCM封装结构的研制

键合和倒装焊互连工艺，并采用多层有机基板双面组装
度平面的情况，响３ＭＣＭ实装ＰＢ的焊脚可靠影Ｄ．Ｃ性．克服上述问题，文在该工作基础上采用了埋置为本构．献［］究了基于ＬＣ文４研ＴＣ技术的三维集成微波组式有机多层基板来埋置组装芯片．而基于这种埋置式基件的高密度组装和互连技术．ａｇ对ＭＣ积层式基板，ＺｈｎＭ融合了多种互连技术的３ＭＣＭ的研究国内尚未Ｄ．板进行了热机械有限元分析［；ａｇＸｕｒｎ等人见过相关报道．５Ｚｈｎｅｅ］利用有限元方法对层叠ＢＧＡ组装的翘曲进行了深入的
板，过板上芯片（ＯＢ、上倒装芯片（ＣＯＢ、栅阵列（ＧＡ）技术，通过引线键合、装焊等多种互连方式将不通Ｃ）板Ｆ）球Ｂ等并倒同类型的半导体芯片三维封装于一种由叠层模块所形成的立体封装结构中；过封装表层的植球工艺形成与表面组装技通术（ＭＴ兼容的ＢＳ）ＧＡ器件输出端子；用不同熔点焊球实现了工艺兼容的封装体内各级ＢＡ的垂直互连，成了融合多利Ｇ形种互连方式３．Ｍ封装结构．置式基板的应用解决了ＢＡ与引线键合芯片同面组装情况下芯片封装面高出焊球高ＤＭＣ埋Ｇ

MCM,SIP和SOC

MCM封装分类
按照工艺方法及基板使用材料的不同可分为：
MCM-C：ceramics （共烧陶瓷多芯片组件）； MCM-D：Deposition （淀积多芯片组件）； MCM-L：Laminate (叠层多芯片组件）；
MCM-C
MCM-D
MCM-L
MCM的关键技术
MCM发展的障碍
机遇与挑战
未来的CPU封装（ BBUL内建非凹凸层）
BBUL的特点
芯片的埋置
BBUL中的互连
系统封装
IC芯片的埋置与系统封装
新型的互连
SOC的优缺点
SOC的优点：体积最小、性能可能更好，大批量生产时能提供所实现功能的最低成本。
SOC的缺点：技术上把数字、模拟、RF、微波信号、MEMS等集成在同一芯片上的工艺兼容问题。
系统复杂：因此设计错误、产品延迟和芯片制造反复导致成本增加的风险很高。上市时间长。生产的成品率低时, 产品的成本高
新技术推动SiP的发展
SIP的技术基础
输入/输出（I/O）端口的再分布凸点（Bumping）技术倒装焊（Flip chip）组装高密度互连基板
Amkor公司的MCM（SiP）
SiP的优势
SOC定义
1995年Dataquest对SOC的定义是：包括一个或多个计算“引擎”（微处理器/微控制器或数字信号处理器）、至少10万门的用户门以及相当数量的存储器。要在芯片上整体实现 CPU、DSP、数字电路、模拟电路、存储器等多种电路；综合实现图像处理、语音处理、通信规约、通信机能和数据处理等各种功能。作为一个“系统”，应该包括数字的、模拟的、射频的、宽带通讯的、甚至把微机电和光电器件或包括从传感器接受、控制到驱动输出执行全过程。如果把它们都集成在一个芯片上，就ystem in-a-package）是指将不同种类的元件．通

微电子封装技术论文范文（2）

微电子封装技术论文范文(2)微电子封装技术论文范文篇二埋置型叠层微系统封装技术摘要：包含微机电系统(MEMs)混合元器件的埋置型叠层封装，此封装工艺为目前用于微电子封装的挠曲基板上芯片(c0F)工艺的衍生物。

cOF是一种高性能、多芯片封装工艺技术，在此封装中把芯片包入模塑塑料基板中，通过在元器件上形成的薄膜结构构成互连。

研究的激光融除工艺能够使所选择的cOF叠层区域有效融除，而对封装的MBMs器件影响最小。

对用于标准的c0F工艺的融除程序进行分析和特征描述，以便设计一种新的对裸露的MEMs器件热损坏的潜在性最小的程序。

cOF/MEMs封装技术非常适合于诸如微光学及无线射频器件等很多微系统封装的应用。

关键词：挠曲基板上芯片;微电子机械系统：微系统封装1、引言微电子机械系统(MEMS)从航空体系到家用电器提供了非常有潜在性的广阔的应用范围，与功能等效的宏观级系统相比，在微米级构建电子机械系统的能力形成了在尺寸、重量和功耗方面极度地缩小。

保持MEMS微型化的潜在性的关键之一就是高级封装技术。

如果微系统封装不好或不能有效地与微电子集成化，那么MEMS的很多优点就会丧失。

采用功能上和物理上集成MEMS与微电子学的方法有效地封装微系统是一种具有挑战性的任务。

由于MEMS和传统的微电子工艺处理存在差异，在相同的工艺中装配MEMS和微电子是复杂的。

例如，大多数MEMS器件需要移除淀积层以便释放或形成机械结构，通常用于移除淀积材料的这些工艺对互补金属氧化物半导体(CMOS)或别的微电子工艺来说是具有破坏性的。

很多MEMS工艺也采用高温退火以便降低结构层中的残余材料应力。

典型状况下退火温度大约为1000℃，这在CMOS器件中导致不受欢迎的残余物扩散，并可熔化低温导体诸如通常用于微电子处理中的铝。

缓和这些MEMS微电子集成及封装问题的一种选择方案就是使用封装叠层理念。

叠层或埋置芯片工艺已成功地应用于微电子封装。

在基板中埋置芯片考虑当高性能的内芯片互连提供等同于单片集成的电连接时，保护微电子芯片免受MEMS环境影响。

微系统三维（3D）封装技术

微系统三维（3D）封装技术杨建生【摘要】文章论述塑料三维（3D）结构微系统封装技术相关问题，描述了把微电机硅膜泵与3D塑料密封垂直多芯片模块封装（MCM-V）相结合的微系统集成化。

采用有限元技术分析封装结构中的封装应力，根据有限元设计研究结果，改变芯片载体结构，降低其发生裂纹的危险。

计划采用板上芯片和塑料无引线芯片载体的替代低应力和低成本的3D封装技术方案。

%Issues associated with the packaging of microsystems in plastic and three-dimensional （3D） body styles are discussed. The integration of a microsystem incorporating a micromachined silicon membrane pump into a 3D plastic encapsulated vertical multichip module package （MCM-V） is described. Finite element techniques are used to analyze the encapsulation stress in the structure of the package. Cracks develop in the chip carrier due to thermornechanical stress. Based on the results of a finite element design study, the structures of the chip carriers are modified to reduce their risk of cracking. Alternative low stress 3D packaging methodologies based on chip on board and plastic leadless chip carriers are discussed.【期刊名称】《电子与封装》【年(卷),期】2011(011)010【总页数】6页(P1-6)【关键词】有限元;微系统;封装技术;塑料无引线芯片载体;热机械应力;三维【作者】杨建生【作者单位】天水华天科技股份有限公司,甘肃天水741000【正文语种】中文【中图分类】TN305.941 引言微系统是一种微型化的材料诸如硅、金属和塑料的阵列。

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叠层区域有效融除，而对封装的ＭＭ器件影响最小。对用于标准的ＣＦＥＳＯ工艺的融除程序进行分析和特
征描述，以便设计一种新的对裸露的ＭＭ器件热损坏的潜在性最小的程序。Ｏ／ＥＳＥＳＣＦＭＭ封装技术非常适
合于诸如微光学及无线射频器件等很多微系统封装的应用。
关键词：曲基板上芯片；电子机械系统；系统封装挠微微
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摘要：包含微机电系统（ＥＳ混合元器件的埋置型叠层封装，ＭＭ）此封装工艺为目前用于微电子封装的挠曲基板上芯片（Ｏ）艺的衍生物。ＣＦ一种高性能、ＣＦ工Ｏ是多芯片封装工艺技术，在此封装中把芯片包入模塑塑料基板中，过在元器件上形成的薄膜结构构成互连。究的激光融除工艺能够使所选择的ＣＦ通研Ｏ
ｓｓｅｙｔｍｓ（ＭＥＭＳ）ｉｄｓｒｅ．ｈｓａｋｇｎｒｃｓｓｅｖｔｅｏｅｃｉ— ｎｆｘ（ＯＦ）ｐｏｅｓｕｅｄｓｅｃｂｄＴｉｐｃａｉｇｐｏｅｓｉａｄｒａｉｆｈｈｐｏ — ｅＣｉｉｖｔｌｒｃｓ￣ｎｙｃ
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ｒ笔１期１０４
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ＣｅｒｔｄＣｉｉ ■● — ● ｈｉａＩｔｇａｅｒｕｔ ■ ｎｎｃ