基于埋置式基板的3D-MCM封装结构的研制

研制一种用于无线传感网的多芯片组件(3D-MCM).采用层压、开槽等工艺获得埋置式高密度多层有机(FR-4)基板,通过板上芯片(COB)、板上倒装芯片(FCOB)、球栅阵列(BGA)等技术,并通过引线键合、倒装焊等多种互连方式将不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;通过封装表层的植球工艺形成与表面组装技术(SMT)兼容的BGA器件输出端子;利用不同熔点焊球实现了工艺兼容的封装体内各级BGA的垂直互连,形成r融合多种互连方式3D-MCM封装结构.埋置式基板的应用解决了BGA与引线键合芯片同面组装情况下芯片封装面高出焊球高度的关键问题.对封装结构的散热特性进行了数值模拟和测试,结果表明组件具有高的热机械可靠性.电学测试结果表明组件实现了电功能,从而满足了无线传感网小型化、高可靠性和低成本的设计要求.     

超高速光互连系统级封装技术前沿研究

光互连系统级封装技术是用光互连在封装尺度上代替铜互连,以突破目前芯片间通信低速度瓶颈。超高速光互连系统级封装的目标是开发出可集成光子收发器,并嵌入到现代尖端的系统级封装中(SiP)中,以提高并行计算系统的数据传输效率或速度。文章介绍了超高速光互连系统级封装关键技术及前沿研究情况,通过分析IMEC、Intel、BAE系统公司等研究机构的开发现状和技术发展路线,论述了光互连SiP关键技术的发展趋势。     

基于埋置式基板的3D-MCM封装结构的研制

研制一种用于无线传感网的多芯片组件（3D-MCM) . 采用层压、开槽等工艺获得埋置式高密度多层有机（FR-4）基板,通过板上芯片（COB) 、板上倒装芯片（FCOB) 、球栅阵列（BGA）等技术,并通过引线键合、倒装焊等多种互连方式将不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;通过封装表层的植球工艺形成与表面组装技术（SMT）兼容的BGA器件输出端子;利用不同熔点焊球实现了工艺兼容的封装体内各级BGA的垂直互连,形成了融合多种互连方式3D-MCM封装结构. 埋置式基板的应用解决了BGA与引线键合芯片同面组装情况下芯片封装面高出焊球高度的关键问题. 对封装结构的散热特性进行了数值模拟和测试,结果表明组件具有高的热机械可靠性. 电学测试结果表明组件实现了电功能,从而满足了无线传感网小型化、高可靠性和低成本的设计要求.     

45 nm芯片铜互连结构低k介质层热应力分析

采用铜互连工艺的先进芯片在封装过程中,铜互连结构中比较脆弱的低介电常数(k)介质层,容易因受到较高的热机械应力而发生失效破坏,出现芯片封装交互作用(CPI)影响问题.采用有限元子模型的方法,整体模型中引入等效层简化微小结构,对45 nm工艺芯片进行三维热应力分析.用该方法研究了芯片在倒装回流焊过程中,聚酰亚胺(PI)开口、铜柱直径、焊料高度和Ni层厚度对芯片Cu/低κ互连结构低κ介质层应力的影响.分析结果显示,互连结构中间层中低κ介质受到的应力较大,易出现失效,与报道的实验结果一致;上述四个因素对芯片低κ介质中应力影响程度的排序为:焊料高度＞PI开口＞铜柱直径＞Ni层厚度.     

一种低成本的硅垂直互连技术

1引言 近年来，随着三维叠层封装技术和MEMS封装技术的发展，硅垂直互连技术正在受到越来越多的重视【1】。这一技术通过在硅片上制作出垂直电互连来实现芯片正面与背面或上下芯片之间的互连，从而缩短了互连线的长度并为芯片提供更为优异的电性能。其应用包括：台面MOS功率器件的倒装芯片封装【2】、垂直集成传感器阵列的制造【3】、RF-MEMS器件的封装【4】、高性能硅基板的开发【5】和芯片的三维叠层封装【6】。     

后摩尔时代的封装技术

介绍了在高性能的互连和高速互连芯片(如微处理器)封装方面发挥其巨大优势的TSV互连和3D堆叠的三维封装技术。采用系统级封装(SiP)嵌入无源和有源元件的技术,有助于动态实现高度的3D-SiP尺寸缩减。将多层芯片嵌入在内核基板的腔体中;采用硅的后端工艺将无源元件集成到硅衬底上,与有源元件芯片、MEMS芯片一起形成一个混合集成的器件平台。在追求具有更高性能的未来器件的过程中,业界最为关注的是采用硅通孔(TSV)技术的3D封装、堆叠式封装以及类似在3D上具有优势的技术,并且正悄悄在技术和市场上取得实实在在的进步。随着这些创新技术在更高系统集成中的应用,为系统提供更多的附加功能和特性,推动封装技术进入后摩尔时代。     

芯片倒装封装中焊球及铜互连对高速差分信号传输特性影响的仿真研究

焊球与铜互连是芯片倒装封装中两种主要的互连结构,而随着数字电路时钟频率的不断提升,差分信号已成为高速数字电路中最常用的信号形式。采用HFSS全波仿真方法对芯片倒装封装中高速差分信号在差分对焊球和铜互连结构中的传输特性进行了研究。首先在理想情况下对差分对焊球结构进行了建模,分析了焊球阵列中焊球的尺寸和节距参数对差分信号传输特性的影响,发现在假定焊球节距为焊球直径2倍的情况下,现阶段常用的直径为0.1~1.27 mm的焊球中焊球尺寸和节距越小越能在宽频段内实现更好的传输性能。其次对平行式和内弯式、外弯式非平行差分铜互连结构进行了对比研究,发现平行式结构优于内弯式非平行结构,内弯式非平行结构优于外弯式非平行结构。     

倒装芯片的底部填充材料和涂布

倒装芯片是当今半导体封装领域的一大热点,它既是一种芯片互连技术,更是一种理想的芯片粘接技术。以往后级封装技术都是将芯片的有源区面朝上,背对基板粘贴后键合(如引线键合和载带自动键合TAB)。而倒装芯片则是将芯片有源区面对基板,通过芯片上呈阵列排列的焊料凸点来实现芯片与衬底的互连。显然,这种芯片互连的方式能够提供更高的I/O密度。     

氮化铝共烧基板金属化及其薄膜金属化特性研究

大规模集成电路的发展,对芯片之间的互连提出了更高的要求,高端电子系统中高密度封装技术逐渐成为发展的主流。多芯片组件(MCM)是微电子封装的高级形式,它是把裸芯片与微型元件组装在同一个高密度布线基板上,组成能够完成一定的功能的模块甚至子系统。MCM还能够实现电子系统的小型化、高密度化,是实现系统集成的重要途径,在MCM中高密度布线的多层基板技术是实现高密度封装的关键。     

电子封装微互连中的电迁移

 随着电子产品不断向微型化和多功能化发展,电子封装微互连中的电迁移问题日益突出,已成为影响产品可靠性和耐久性的重要因素.本文在回顾铝、铜及其合金互连引线中电迁移问题的基础上,对目前微电子封装领域广泛采用的倒装芯片互连焊点结构中电迁移问题的几个方面进行了阐述和评价,其中包括电流拥挤效应、焦耳热效应、极化效应、金属间化合物、多种负载交替或耦合作用下的电迁移以及电迁移寿命预测等.     

系统级封装（SIP）的优势以及在射频领域的应用

SIP（Systemin Package）,指系统级封装。它强调的是将一个尽可能完整的电子系统或子系统高密度地集成于一个封装体内。它与系统芯片（SOC）互补,实现一种新的更高层次的混合集成,具有设计灵活、相对成本低、周期短等优势,其优势使之更加适合于未来电子整机系统。文中分析了RFSIP在无源元件集成、高密度互连、微磁电结构和可靠性等方面的关键技术,介绍了SIP技术在射频领域的典型应用实例。     

3-D MCM 的种类

介绍了3-D MCM封装的种类,其中包括芯片垂直互连和2-D MCM的垂直互连。芯片的垂直互连,包括芯片之间通过周边进行互连,以及芯片之间通过贯穿芯片进行垂直互连(面互连);2-D MCM模块垂直互连,包括2-D MCM之间通过周边进行互连,以及面互连的模式。     

PSGA封装

西门于半导体制造系统公司最近与比利时IMEC公司联合开发了一种聚合物质柱栅阵列（ISGA）的封装形式。这种封装形式使用聚合物材料作封装体和拄头,互连图形则采用激光制图法。能应用于倒装芯片、芯片朝上、腔陷式和热增强腔陷式结构。封装体和所有连接柱都是一模注塑而成,然后在封装体上淀积生成粘结支持层和无电解铜层,再在上面涂覆铜。然后浸入锡。在锡中进行激光成像,以形成连图形,下面的铜层被刻蚀。去除剩余的锡后,涂覆无电解镍和金,完成互连金属化。焊球、金属柱和电导聚合物凸台都用作I／O连接,均为物理连接和电连接。对…     

基于MCM-D工艺的3D-MCM工艺技术研究

基于MCM-D薄膜工艺,开展了3D-MCM相关的无源元件内埋置、芯片减薄、芯片叠层组装、低弧度金丝键合、芯片凸点,以及板级叠层互连装配等工艺技术研究。通过埋置型基板、叠层芯片组装、板级叠层互连,实现了3D-MCM结构,制作出薄膜3D-MCM样品;探索出主要的工艺流程及关键工序控制方法,实现了薄膜3D-MCM封装。     

三维封装中引线键合技术的实现与可靠性

结合半导体封装的发展,研究了低线弧、叠层键合、引线上芯片、外悬芯片、长距离键合和双面键合6种引线互连封装技术;分析了各种引线键合的技术特点和可靠性.传统的引线键合技术通过不断地改进,成为三维高密度封装中的通用互连技术,新技术的出现随之会产生一些新的可靠性问题;同时,对相应的失效分析技术也提出了更高的要求.多种互连引线键合技术的综合应用,满足了半导体封装的发展需求;可靠性是技术应用后的首要技术问题.     

基于SOP生产工艺的系统级封装

提出了一种基于SOP24基板及生产工艺,利用空余的管脚焊盘放置被动元件实现内部互连,制作SiP封装集成电路的封装工艺。选择红外发射电路,使用HT6221红外编码器芯片、电阻、三极管等无源元件,制造出集成了驱动电路的红外发射芯片。建立开发平台对内部器件的布置进行优化,最终制作出工艺简单、性能可靠的SiP封装器件。用一个标准的SOP24封装组件实现了完整的系统功能,面积比系统级封装前减少50％,可靠性大幅度提高,用户使用该芯片开发产品的难度大大降低。     

多芯片机械电子功率封装用的倒装芯片焊接

为满足汽车市场的下一代系统要求，需要新的封装技术。半导体元器件的系统功能性的增强和对减少总成本的需要促成了多芯片封装的解决方案。使用半导体器件开关、控制和监测大电流负载将把逻辑和功率器件集成到一块共用基板上，要求这个基板具有功率耗散和载流能力，带有控制器件和互连所用的细线导体。为了实现这些目标，摩托罗拉公司的先进互连系统实验室(慕尼黑)研究出了一种新的封装概念，一种采用倒装芯片焊接技术和电镀共晶SnPb焊料凸点的多芯片机械电子功率封装。为了提供一个能覆盖系统结构中不同功率等级的先进封装乎台，评价了几种基板技术。     

高密度三维封装技术

简要介绍为满足日益增长的低功耗、轻重量、小体积系统的应用需求而涌现出的多种裸芯片封装一多芯片叠层封装技术。详细讨论三维封装的垂直互连工艺。主要分析三维封装技术的硅效率、复杂程度、热处理、互连密度、系统功率与速度等问题。     

高密度三维封装技术

简要介绍为满足日益增长的低功耗、轻重量、小体积系统的应用需求而涌现出的多种裸芯片封装与多芯片叠层封装技术。详细讨论三维封装的垂直互连工艺。主要分析三维封装技术的硅效率、复杂程度、热处理、互连密度、系统功率与速度等问题。     

硅基微波毫米波收发芯片封装结构研究

借助硅基转接板来实现芯片互连的2.5D/3D封装技术是目前广泛应用的一种封装方式,其电磁损耗是影响系统集成的关键问题.以一种基于硅基转接板的封装结构为对象,根据理论分析对硅基转接板进行挖腔预处理.通过对该结构进行建模仿真,得出封装结构的电性能指标.最后利用该结构分别封装一个微带直通线和一款收发芯片,并对实际的电性能进行...