集成电路芯片封装技术 第一章 绪论课件.ppt

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1、集成电路芯片封装技术1、集成电路芯片封装与微电子封装课程引入与主要内容2、芯片封装技术涉及领域及功能3、封装技术层次与分类微电子封装技术=集成电路芯片封装技术封装技术的概念微电子封装：ABridgefromICtoSystemBoardIC微电子封装的概念狭义：芯片级ICPackaging广义：芯片级+系统级：封装工程电子封装工程：将基板、芯片封装体和分立器件等要素，按电子整机要求进行连接和装配，实现一定电气、物理性能，转变为具有整机或系统形式的整机装置或设备。WaferPackageSingleICSMA/PCBAElectronicEquipment微

2、电子封装过程=电子整机制作流程芯片封装涉及的技术领域?芯片封装技术涉及物理、化学、化工、材料、机械、电气与自动化等学科。所涉及材料包括金属、陶瓷、玻璃和高分子材料等。芯片封装技术整合了电子产品的电气特性、热特性、可靠性、材料与工艺应用和成本价格等因素，是以获得综合性能最优化为目的的工程技术。封装涉及的技术领域设计检测环境制造业材料可靠性微电子封装的功能1、电源分配：传递电能-配给合理、减少电压损耗2、信号分配：减少信号延迟和串扰、缩短传递线路3、提供散热途径：散热材料与散热方式选择4、机械支撑：结构保护与支持5、环境保护：抵抗外界恶劣环境（例：军工产品）确

3、定封装要求的影响因素成本外形与结构产品可靠性性能沾污、潮气、温度、机械振动、人为使用微电子封装技术的技术层次第一层次：芯片互连级（CLP）形成Module第二层次：SCM与MCM组成Card第三层次：组装成SubsystemCOB（ChiponBoard）和元器件安装在基板上第四层次：电子整机系统构建第零层次：芯片上集成电路元器件间的连线工艺微电子封装技术分级三维（3D）封装技术传统二维封装基础上向三维z方向发展的封装技术。实现三维封装的方法：【1】埋置型元器件埋置或芯片嵌入【2】有源基板半导体材料做基板WaferScaleIntegration【3】叠层

4、法将多个裸芯片或封装芯片在垂直方向上互连抑或是MCM叠层：散热与基板选择封装的分类按封装中组合IC芯片数目分：SCP和MCP（包括MCM)按密封材料分：陶瓷封装和高分子材料封装（塑封）按器件与电路板互连方式分：引脚插入型（PTH）和表面贴装型（SMT）按引脚分布形态分：单边、双边、四边和底部引脚SIP、DIP、SOP、QFP、MCP、PGA封装型式的发展发展方向：轻、薄、短、小DIP—SPIP—SKDIPSOP—TSP—UTSOPPGA—BGALeadonChip：芯片上引线封装封装技术与封装材料例：陶瓷封装与塑料封装均可制作DIP与BGA类芯片，但两类芯

5、片的可靠性和成本不同。封装形态、封装工艺、封装材料由产品的电特性、导热性能、可靠性需求、材料工艺技术和成本价格等因素决定。封装形态与封装工艺技术、封装材料之间不是一一对应关系。封装材料芯片封装所采用的材料主要包括金属、陶瓷、高分子聚合物材料等。问题：如何进行材料选择？依据材料的电热性质、热-机械可靠性、技术和工艺成熟度、材料成本和供应等因素。表1.2-表1.4介电系数：表征材料绝缘程度的比例常数，相对值，通常介电系数大于1的材料通常认为是绝缘材料。热膨胀系数（CTECoefficientofexpansion）物体由于温度改变而有胀缩现象，等压条件下，单位

6、温度变所导致的体积变化，即热膨胀系数表示。介电强度：是一种材料作为绝缘体时的电强度的量度。定义为试样被击穿时，单位厚度承受的最大电压。物质的介电强度越大，它作为绝缘体的质量越好。封装材料性能参数1970198019902000100100010000100000Volume(cm3)W/SNotebookPCLaptopCellularSMART“Watch”&Bio-sensor电子整机的发展趋势微电子封装技术的演变微电子封装技术的演变CeramicorThinFilmonCeramic100508050603SingleChip:BoardMCM:Di

7、scretes:Package/Board:PWB-DPWB-DCeramicRedistributiontoAreaArrayWirebondChipConnector:PTHPeripheralSMTBoardConnector:1970s1980sDIPPGAQFPPASTThinFilmonPWB0402PWB-MicroViaFlipchipAreaArrayArea/BGASMT1990s2010sBGACSPPRESENT02012010sIntegrationtoBEOLIntegrationinPackagelevelIntegratio

8、natSystemlevelWLPSIPSOP2…s0105?In