跨世纪的微电子封装

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1、跨世纪的微电子封装当人类进入一个新千年的时候，蓬勃发展的计算机•通讯汽车电子和其它消费类系统对微电子封装提出了更高的要求，即高性能、高可靠、多功能、小型化、薄型化、便携式及低成本微电子封装面临着严峻的挑战。在迎接这一挑战中，世界的微电子封装得到了空前的发展本文将对国际和国内的微电子封装分别叙述2国际微电子封装情况国际上，近几年微电子封装得到了爆炸性的发展其中一个突出特点是从周边封装向面阵列封装发展据JapanAssemblyandPackagingRoadmap报道，一般地说，8(%的封装是常规的

2、封装，如DIP和QFP但预测表明，最近五年内，15%的封装是PGA，BGA和LGA;2物的封装是芯片尺寸封装(CSP)也就是说五年内，常规封装将减少到60%，而面阵列封装将増加到40%,这是一个突出的变化表1示出了各种封装的増长情况[1]。下面分别叙述近几年发展最快的几种新型的封装2.1焊球阵列封装焊球阵列封装(BGABallGridArray)是90年代初发展起来的一种新型封装由于这种BGA的电性能更好，管脚数更高，节距更小，组装面积更小，且组装定位方便和运输可靠，而得到爆炸性的发展基本种类有陶

3、瓷BGA(CBGA)、塑料BGA(PBGA)、金属BGA(MBGA)和载带式BGA(TBGA)随着焊球节距的逐渐减小，又发展出新的微型BGA屮BGA)和倒装焊BGA(FCBGA)例如IBM的一种高性能载体(HFCC)就是一种PBGA[1]，尺寸42.5mm2,有1657个焊球，焊球节距为1.0mm，日本NEC开发出1000只焊球的TBGA美国富士通微电子公司己开发出有2000I/O的FCBGA产品，46mm2,节距1mm，采用玻璃陶瓷衬底。美国Intel奔腾机己用PBGA取代CPGA，韩国三星电子

4、公司把TBGA用于8MbSRAM而且，值得注意的是，其它一些主要的封装如倒装焊(FC)•芯片尺寸封装(CSP)和多芯片组件(MCM)等大都采取BGA的引出形式，因此使BGA的应用十分广泛。从表1也可以看出，近五年，CBGA年均増长24.5%，PBGA年均増长21%。图1示出了2.2芯片尺寸封装芯片尺寸封装(CSPChipScalePackage)和BGA是同一时代的产物，是整机小型化便携化的结果由于它具有更突出的优点：①近似芯片尺寸的超小型封装;②保护裸芯片;③便于焊接、安装和修整更换;④便于测试

5、和老化;⑤电热性优良。因此，90年代中期得到大跨度的发展从表1可以看出，1997~2002年，CSP的年増长率达102.%，是发展最快的封装会议的热点开始，它的定义为芯片面积与封装面积之比大于80%的封装由于许多CSP采用BGA的形式，所以最近有权威人士认为[2]，焊球节距大于等于1mm的为BGA，小于1mm的为CSP例如日本新光和美国Tessera共冋开发的iuBGA~CSP，Motorola公司的SLICC(SlightlyLargerThanICCarrier)，Amkor/Anam的Fle

6、xBGA，Toshiba的P-FBGA等都是CSP不同类型。美国富士通微电子公司己把CSP用于各种DRAM封装[3]，外型尺寸为6.4mm10.1mnK1mm，焊球节距为0.65mm，分别有60，74和85只焊球，从而使存储器进一步小型化日本松下公司把169只焊球的CSP用于电子笔记本，并形成规模生产。目前一些著名公司如Tessrea正大力从事芯片级的CSP研究和生产，以进一步降低CSP的成本而且，为进一步提高密度，CSP也在向迭层CSP发展■德国夏普公司最近研制成功第一个三片迭层的CSP，采用特

7、别薄的Si晶片和引线键合工艺，1998年8月开始批量生产，预计2000年有望达到100万件月。图2示出了几种CSP封装2.3微电子机械系统封装微电子机械系统(MEMS)类似微电子，是一门崭新的技术，它研究的主要内容是微结构微型传感器微型执行器微型机器和系统近些年来得到迅速发展，广泛用于航天、汽车电子、生物和机械工业，其发展势头不亚于当年的微电子。与之相配套的封装当然也发展较快MEMS涉及领域很广，如微压力传感器微加速度计、压敏、气敏、光敏、热敏、磁敏等传感器，以及陀螺仪、显微机械和微型马达等等因此

8、封装也是五花八门封装的作用在于充分免不必要的外部干扰，能将器件与环境隔开，封装的体积应当越小越好。目前封装还没有现行的工业标准一种封装的开发往往需要系统设计、MEMS设计、电路设计和封装设计的密切合作方能成功。封装方法主要有两种：一种是将传感器执行器及外围元件集成在同一Si片上，类似ASIC;另一种是将执行器等外围元件做成一个ASIC，再与传感器组装在一起由于MEMS—般都是和集成电路一起应用，因此现在一般是在原来集成电路封装形式如陶瓷封装(DIEFPLCCC)•金属封装、金属陶瓷