FCOS技术在智能卡中的应用与研究

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1、FCOS技术在Chipcard中的应用与研究作者：崔建指导老师：赵霞第一章引言1.1选题背景由于新型封装技术和工艺不断以惊人的速度涌现，因此完成具有数千个凸点的芯片设计目前已不存在大的技术障碍小封装技术工程师可以运用新型模拟软件轻易地完成各种电、热、机械与数学模拟。以前一些世界知名公司专为内部使用而设计的专用工具目前已得到广泛应用。为此设计人员完全可以利用这些新工具和新工艺最大限度地提高设计性，最大限度地缩短面市的时间。最近5年由于对提高性能，增加凸点数量和降低成本等方面不断提出新的要求。为了满足这些要求，许多知名大公司已对倒装芯片技术做了许多改进。由于芯片尺寸已经增加，凸点节距已

2、经减小，促进新型基板材料不断问世，芯片凸点制作工艺和底部填充技术不断改善，环保型无铅焊料逐步得到广泛应用，致使互连的选择越来越广泛。1.2IC封装当前的现状最近几年由于应用领域不断对工艺提出新的要求，世界各国，尤其是美国从事封装技术研究的机构和公司都纷纷推出其新的工艺和技术。这些新的工艺可省去以往那些价格昂贵的基板和工艺步骤，直接在PCB上安装更小的芯片。这些工艺尤其适用于低成本的消费类产品。1.3IC封装发展趋势IC封装将向着更高层次的更轻、更薄、更短、更小、更紧凑、更多功能、更低成本、高密度、高速度、高频率、高性能、高可靠、高精细、高难度、高热传导、高集成度的方向发展。随着CP

3、U和ULSI技术的进步，IC产品的应用以惊人的速度增长，支持各种产品的封装形式不断涌现，毫无疑问，IC封装的进步又将反过来促进IC技术快速地向前发展。本文将着重解读英飞凌公司这几年新推出的倒装技术（FCOS技术）在生产中的应用与失效分析等。第二章FCOS技术FCOS技术定义FCOS=FlipChipOnSubstrateFCOS技术是与传统的用金线键合技术不同的一种新工艺。它先是在芯片正面的焊盘上植金球，然后在把芯片从晶圆上拾起后倒转180度，让植好的金球直接与引线框或载带焊接，从而省去了金线键合的步骤。FCOS技术的优点：降低了模块化过程中的材料成本。减小IC卡的厚度提高产品可靠

4、性抗动态弯曲应力的强度和耐静态实验的机械可靠性也得到了提高。采用卷到卷的生产方式。FCOS技术的缺点：芯片裸露于外容易造成芯片产生机械性撞伤导致产品失效。预防措施：在生产中用保护带保护芯片。轻拿轻放；每一个小时清理一次机器轨道等第三章FCOS技术在智能卡中的应用3.1能满足第三代智能卡尺寸要求的FCOS封装FCOS封装可满足新型第三代智能卡对尺寸的要求。FCOS模块的厚度不大于500µm，整个模块的金融点位于芯片卡的左侧。图3.1：FCOS封装（上）与金线焊接（下）的对比FCOS模块中芯片的功能衬面直接通过导电触点与模块连接，不再需要传统的金丝和合成树脂封装。由于封装中省去了金属线

5、，大大节约了模块空间，一方面可以在模块尺寸不变的情况下安置更大的芯片，使芯片卡具有更多的功能一方面也可以使芯片卡的模块尺寸更小第三代智能卡的尺寸是目前SIM卡的一半。第四章FCOS生产流程DATACON机器平面图：Datacon机器主要有8800FC双头倒装芯片键合机，固化系统、在线测试和打孔器等组成。*（键合机主要有点胶机，WAFER收放器和装片模块组成。）(8800FC双头倒装芯片键合机）固化系统优点：可对单个模块调节温度图4.2-2：固化系统测试由于fcos产品载带不是相连的，不需要断线，可以在线测试冲孔和光学模块把测试发现的失效打掉和光学模块发现的失效打掉FCOS产线产

6、品失效1.ISOSide接触面2.AssemblySide封装面3.Punching/冲孔4.其它失效测试对于FCOS产品的测试分为在线测试和最终则试，若FCOS产品在线生产过程中无异常并且相关指标没有超标，通过VI后最终测试只需要计数即可；而若相反则需要最终测试测试。测试发现的产品失效大致可分为：电参数失效Bin5，Bin6；芯片功能失效Bin7；特殊定义失效Bin8，Bin9；第五章结论本文主要对FCOS技术在生产过程的阐述及其工艺的简单介绍，产品失效的简单分析等。使的本人对FCOS产品有了更多的了解。随着科技的不断发展，人们的生活水平的不断提高，智能卡将在人们的生产生活中的到

7、广泛的应用。目前我国正在大力推进第3代移动通信的发展，这将给FCOS产品带来更多的机会。具本人了解中国联通的WCDMA的手机卡已经使用英飞凌生产的FCOSMFC5.877X系列的产品了。由于本人对FCOS产品了解有限以及知识结构等的差距，未能对FCOS技术做更多更深入的阐述和分析，给本文在写作时带来了很多的遗憾。本文存在的缺点：由于在测试处发现的部分芯片失效需要做X-RAY检测，受到条件限制，本文未能对芯片功能失效进行过多的分析。谢谢大家