元器件的互连封装技术-倒装芯片技术
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摘要:倒装芯片在产品成本,性能及满足高密度封装等方面体现出优势,它的应用也渐渐成为主流。
由于倒装芯片的尺寸小,要保证高精度高产量高重复性,这给我们传统的设备及工艺带来了挑战。
器件的小型化高密度封装形式越来越多,如多模块封装(MCM )、系统封装(SiP )、倒装芯片(FC ,Flip-Chip )等应用得越来越多。
这些技术的出现更加模糊了一级封装与二级装配之间的界线。
毋庸置疑,随着小型化高密度封装的出现,对高速与高精度装配的要求变得更加关键,相关的组装设备和工艺也更具先进性与高灵活性。
由于倒装芯片比BGA 或CSP 具有更小的外形尺寸、更小的球径和球间距、它对植球工艺、基板技术、材料的兼容性、制造工艺,以及检查设备和方法提出了前所未有的挑战。
倒装芯片的发展历史倒装芯片的定义什么器件被称为倒装芯片?一般来说,这类器件具备以下特点:1. 基材是硅;2. 电气面及焊凸在器件下表面;3. 球间距一般为4-14mil 、球径为2.5-8mil 、外形尺寸为1 -27mm ;4. 组装在基板上后需要做底部填充。
其实,倒装芯片之所以被称为“倒装”,是相对于传统的金属线键合连接方式(Wire Bonding)与植球后的工艺而言的。
传统的通过金属线键合与基板连接的芯片电气面朝上(图1),而倒装芯片的电气面朝下(图2),相当于将前者翻转过来,故称其为“倒装芯片”。
在圆片(Wafer)上芯片植完球后(图3),需要将其翻转,送入贴片机,便于贴装,也由于这一翻转过程,而被称为“倒装芯片”。
图1图2图3倒装芯片的历史及其应用倒装芯片在1964年开始出现,1969年由IBM发明了倒装芯片的C4工艺(Controlled Collap se Chip Connection,可控坍塌芯片联接)。
过去只是比较少量的特殊应用,近几年倒装芯片已经成为高性能封装的互连方法,它的应用得到比较广泛快速的发展。
目前倒装芯片主要应用在Wi- Fi、SiP、M CM、图像传感器、微处理器、硬盘驱动器、医用传感器,以及RFID等方面(图5)。
cob倒装标准
COB(Chip On Board,板上芯片)倒装技术是一种将集成电路芯片倒装焊接在电路板上的工艺。
COB倒装标准主要涉及到倒装芯片的封装、焊接、测试和质量评估等方面。
以下是一般COB倒装标准的主要内容:
1. 芯片封装:芯片封装是为了保护芯片免受外部环境的影响,提高芯片的可靠性和稳定性。
常见的COB封装类型包括塑料封装、金属封装和陶瓷封装等。
2. 倒装工艺:COB倒装工艺通常包括以下步骤:
- 芯片贴片:将封装好的芯片贴在预处理过的电路板上。
- 焊接:使用高温焊接设备将芯片与电路板焊接在一起。
焊接过程需要严格控制温度、时间和焊接压力,以保证焊接质量。
- 清洗:焊接完成后,对芯片和电路板进行清洗,去除残留的焊接剂和焊锡。
3. 测试:COB倒装后,需要对芯片进行功能测试和可靠性试验,确保芯片正常工作。
测试方法包括光学检查、电学测试和可靠性试验等。
4. 质量评估:根据测试结果,对COB倒装芯片的质量进行评估。
评估指标包括焊接强度、芯片性能、可靠性和寿命等。
5. 包装和存储:合格的COB倒装芯片需要进行包装和存储,以防止尘埃、潮湿等环境因素对芯片造成损害。
包装材料应具有防潮、防静电和抗冲击等特点。
需要注意的是,不同的应用场景和客户要求可能会有不同的COB倒装标准。
在实际操作过程中,应根据实际情况制定合适的倒装工艺和质量控制要求。
FC技术发明并发展的过程中,陶瓷基板一直在其中扮演着重要角色。
但是,陶瓷基板成本较高。
为了降低成本,近年来人们致力于提高传统低成本层压有机封装基板的性能,使用的方法包括研发多层层压基板、消除基板核心等。
在FC 的三维封装发展中,还应用到硅基板。
1、陶瓷基板陶瓷基板是指将Cu箔在高温下直接键合到陶瓷基片表面上的特殊工艺板,可像印制电路板(Printed Circuit Board,PCB)板一样能刻蚀出各种图形,而且所制成的超薄复合基板具有良好的电绝缘性能、高导热特性和高附着强度。
因此,陶瓷基板已成为大功率电子电路结构技术和互连技术的基础材料。
Al2O3是最常用的陶瓷基板材料,具有优良的机械、热、电性能和化学稳定性,而且原料来源丰富,适用于各种各样的制造技术及不同的形状。
随着元器件尺寸的减小、产品精度要求的提高,直接镀铜陶瓷基板(Direct Plated Ceramic,DPC)成为陶瓷基板发展的一个主要方向。
DPC技术采用薄膜工艺,利用真空溅射、光刻等工艺在陶瓷基底上制作线路,使基板线路更加精确。
DPC 制备工艺温度较低,一定程度上避免了高温对于材料所造成的破坏或尺寸变异等现象,也减小了基板的制备成本。
一般在金属线路深宽比为 1:1 的前提下,DPC金属线路的线径宽度能够达到10μm ~50μm。
图6展示了几种DPC陶瓷基板。
2、有机基板(1)表面层合电路在IBM公司发明SLC技术之前,FC工艺带来的互连密度只有多层陶瓷基板才能提供。
SLC基板不仅可以满足FC工艺的要求,而且成本比陶瓷基板便宜的多,还可以通过对Cu导体和低介电常数绝缘材料的使用来获得更好的电气性能。
SLC是当今非常流行的低成本有机封装基板的基础技术,如图7所示,基板上的叠层(Build-up Layer)通过微孔垂直连接以支持FC互连。
SLC技术有芯板和表面层合电路两个主要部分,芯板由普通环氧树脂玻璃板制成,而SLC层则是在芯板的外层逐次增加由光敏环氧树脂制成的介电层及镀Cu 的导体层,采用叠层法制成,最终实现多层结构的功能。
led倒装芯片封装技术英文回答:## Flip Chip LED Packaging Technology.Flip chip LED packaging technology is a method of mounting LED chips on a printed circuit board (PCB) with the active side of the chip facing down. This technology offers several advantages over traditional surface mount technology (SMT), including:Reduced package height: Flip chip LEDs are much thinner than SMT LEDs, allowing for the creation of thinner and more compact lighting fixtures.Improved thermal performance: The direct thermal contact between the LED chip and the PCB dissipates heat more efficiently, resulting in longer LED life and improved performance.Higher power density: Flip chip LEDs can be packed more densely than SMT LEDs, enabling the creation of high-power lighting fixtures with a smaller footprint.Lower cost: Flip chip LEDs are less expensive to manufacture than SMT LEDs, making them a more cost-effective option for large-scale lighting applications.Flip chip LED packaging technology is typically used in applications where high power density and thermal performance are critical, such as automotive lighting, street lighting, and commercial lighting.### Flip Chip LED Packaging Process.The flip chip LED packaging process involves the following steps:1. Die preparation: The LED chip is prepared by thinning the substrate and applying a solder mask to the active surface.2. Solder ball attachment: Solder balls are attached to the bottom surface of the LED chip using a solder paste.3. Chip placement: The LED chip is placed on the PCB with the solder balls facing down.4. Reflow soldering: The PCB is heated to melt the solder balls and form a permanent connection between the LED chip and the PCB.5. Encapsulation: The LED chip is encapsulated with a protective epoxy to protect it from the environment.### Advantages of Flip Chip LED Packaging Technology.The advantages of flip chip LED packaging technology include:Reduced package height: Flip chip LEDs are muchthinner than SMT LEDs, allowing for the creation of thinner and more compact lighting fixtures.Improved thermal performance: The direct thermal contact between the LED chip and the PCB dissipates heat more efficiently, resulting in longer LED life and improved performance.Higher power density: Flip chip LEDs can be packedmore densely than SMT LEDs, enabling the creation of high-power lighting fixtures with a smaller footprint.Lower cost: Flip chip LEDs are less expensive to manufacture than SMT LEDs, making them a more cost-effective option for large-scale lighting applications.### Disadvantages of Flip Chip LED Packaging Technology.The disadvantages of flip chip LED packaging technology include:Higher assembly cost: The flip chip LED packaging process is more complex than the SMT process, resulting in higher assembly costs.Limited design flexibility: The rigid nature of the flip chip LED package limits design flexibility, making it difficult to create custom lighting fixtures.Reliability concerns: The flip chip LED package is more susceptible to mechanical stress than the SMT package, raising reliability concerns for applications where vibration or shock is a factor.### Conclusion.Flip chip LED packaging technology offers several advantages over traditional SMT, including reduced package height, improved thermal performance, higher power density, and lower cost. However, this technology also has some disadvantages, including higher assembly cost, limited design flexibility, and reliability concerns. Overall, flip chip LED packaging technology is a valuable option for applications where high power density and thermal performance are critical.中文回答:## 倒装芯片LED封装技术。
倒装芯片封装技术详解倒装芯片封装技术详解芯片封装是电子元器件制造过程中非常关键的一环。
随着科技的不断进步和需求的增长,人们对芯片封装技术的要求也越来越高。
在众多芯片封装技术中,倒装芯片封装技术因其独特的优势而备受关注。
倒装芯片封装技术是一种将芯片颠倒安装于封装基板上的技术。
与传统的芯片封装技术不同,倒装芯片封装技术将芯片反过来安装在基板上,使芯片的焊盘直接与封装基板的焊盘相连。
通过这种方式,可以实现更紧凑、更高性能的封装结构。
使用倒装芯片封装技术有许多优势。
首先,倒装芯片封装技术可以显著减小封装的尺寸。
由于芯片直接安装在基板上,而不需要通过线材等额外的连接结构,因此可以节省空间,使整个封装更为紧凑。
这在如今追求更小型化、轻薄化的电子产品中尤为重要。
其次,倒装芯片封装技术可以提高电子产品的性能。
由于芯片与基板之间的连接更加紧密,电信号的传输速度更快,信号损耗更低。
这对于高频、高速的应用场景尤为重要。
此外,倒装芯片封装技术还可以减小封装与散热介质之间的热阻,提高散热效果,保证芯片的稳定运行。
然而,倒装芯片封装技术也存在一些挑战。
首先,芯片在倒装封装过程中容易受到机械应力的影响,容易出现变形、开裂等问题。
因此,在设计封装结构时需要考虑合理的机械支撑,以保证芯片的安全性。
其次,倒装芯片封装技术的工艺复杂,要求生产线具备高精度的设备和工艺控制能力。
这对于一些中小型企业来说可能是一个挑战。
尽管如此,倒装芯片封装技术的优势依然使其成为电子制造业中的热门技术。
它不仅可以满足产品小型化、高性能化的需求,还能够为电子产品的可靠性和稳定性提供有力保障。
因此,倒装芯片封装技术在移动通信、计算机、消费电子等领域得到了广泛应用。
总的来说,倒装芯片封装技术是一种高级封装技术,具有紧凑、高性能等优势。
尽管面临一些挑战,但随着科技的不断进步,相信倒装芯片封装技术在未来会得到更广泛的应用和发展。
倒装芯片封装技术倒装芯片封装技术:将芯片翻转封装的革命性进展引言:随着电子科技的迅猛发展,芯片封装技术也在不断创新。
其中,倒装芯片封装技术作为一项重要的进展,在电子产品设计与制造方面发挥着重要作用。
本文将以倒装芯片封装技术为中心,探讨其原理、发展历程以及在电子领域中的广泛应用。
一、倒装芯片封装技术的原理倒装芯片封装技术,顾名思义,即将芯片翻转后进行封装。
传统的封装方式是将芯片正面朝上,通过焊接或粘接等方式固定在基板上,然后进行封装。
而倒装芯片封装技术则是将芯片翻转180度,使其背面朝上,并通过金线或导电胶等方式与基板连接。
倒装芯片封装技术的核心在于解决芯片尺寸不断减小和功耗不断增加的矛盾。
芯片尺寸的不断缩小使得传统封装方式难以满足对电路布局的要求,而倒装技术使得芯片尺寸最小化,并且能够更好地进行布局,提高电路的性能。
此外,倒装芯片封装技术还能够提高散热效果,减少功耗,提高芯片的可靠性。
二、倒装芯片封装技术的发展历程倒装芯片封装技术起源于1960年代,当时主要用于高可靠性的军事和航天设备中。
随着电子产品的普及和成本的降低,倒装芯片封装技术逐渐应用于民用产品中。
在过去的几十年中,倒装芯片封装技术经历了多次的改进和创新,使得其在电子领域中得到了广泛应用。
在倒装芯片封装技术的发展历程中,主要有以下三个阶段:1.金线倒装封装技术:最早的倒装封装技术采用金线进行芯片与基板之间的连接,这种方式简单、可靠,但是金线间距有限,不适用于高密度集成电路的封装。
2.焊接倒装封装技术:为了解决金线倒装封装技术的局限性,人们引入了焊接倒装封装技术。
这种技术采用焊料将芯片与基板焊接在一起,相比金线倒装技术,焊接倒装技术能够实现更高的密度和更好的散热效果。
3.导电胶倒装封装技术:近年来,随着导电胶技术的成熟,导电胶倒装封装技术成为了倒装芯片封装的主流技术。
导电胶能够实现更高的密度、更低的电阻和更好的散热性能,同时还能够简化制造工艺和降低成本。
1.引言任何一个电子元件,不论是一个三极管还是一个集成电路(Integrated Circuit, IC),想要使用它,都需要把它连入电路里。
一个三极管,只需要在源极、漏极、栅极引出三根线就可以了,然而对于拥有上百或上千个引脚的超大规模集成电路(Very Large Scale Integration Circuit, VLSI)来说,靠这种类似于手动把连线插到面包板的过程是不可能的。
直接把IC连接到(未经封装的集成电路本体,裸片,Die)电路中也是不可能实现的,因为裸片极容易收到外界的温度、杂质和外力的影响,非常容易遭到破坏而失效。
所以电子封装的主要目的就是提供芯片与其他电子元器件的互连以实现电信号的传输,同时提供保护,以便于将芯片安装在电路系统中。
一般的半导体封装都类似于下面的结构,将裸片安装到某个基板上,裸片的引脚通过内部连接路径与基板相连,通过塑封将内部封装好后,基板再通过封装提供的外部连接路径与外部电路相连,实现内部芯片与外界的连接,就像上面两个图一样,裸Die和封装内部复杂的连接等都埋在里面,封装好后就是对外就是一些规整的引脚了。
不论是多复杂的封装,从黑盒的角度来看其实现的基本功能都是一样的,最简单的就是封装一个分立器件,给出几个引脚;复杂一点想要封装具有多个I/O 接口的IC,以及多个IC一起封装,在封装的发展过程中也发展出了很多封装类型和很多技术,比如扇出技术、扇入技术这些。
这些概念和缩写非常多,尤其是当谈到先进封装(Advanced Packaging)的时候,为了实现高密度集成以及快速信号传输这些需求,不得不在每一个地方都发展一些新的技术,很多情况下会把它们都并入到先进封装技术里来介绍,这有时候会引起一些困惑,这里主要整理一下IC封装里的互连技术。
在IC封装种几种典型的互连技术包括引线键合(Wire Bonding,WB)、载带自动焊(Tape-automated Bonding,TAB)、倒装芯片(Flip Chip,FC)、晶圆级封装(Wafer-Level Packaging,WLP)、以及硅通孔(Through Silicon Via,TSV)。