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COB技術(shù)早已廣泛應(yīng)用于電子工業(yè)生產(chǎn)中,特別是在一些需要引線鍵合的混合電路及SMT組裝器件生產(chǎn)中。它的最大優(yōu)勢在于省去了一些后加工工序,從而降低了產(chǎn)品的成本。另外,它的封裝效率也較高(通常>0.27)。
在電子產(chǎn)品市場中,COB占有不小的市場份額。但在傳統(tǒng)的COB中,由于使用的是免測試或常規(guī)圓片測試的芯片,因而可靠性較低。在便攜式電子產(chǎn)品中,可以使用經(jīng)過嚴格測試和篩選的芯片級產(chǎn)品,從而可使產(chǎn)品的可靠性達到使用常規(guī)IC的水平。COB,這種傳統(tǒng)的封裝技術(shù)在便攜式產(chǎn)品的封裝中將發(fā)揮重要作用。
3.2 FC(倒裝片)封裝
利用集成電路的互連終端(I/O端口)與互連基板同時實現(xiàn)芯片粘附和電性能互連的方式稱為直接芯片安裝。進行安裝時,芯片面朝向(下)基板,這種安裝方式也稱之為FC(倒裝片)。一些新的和正在出現(xiàn)的FC安裝技術(shù)正在為封裝界提供良好的效益。
在進行FC安裝時,通過精密對位將芯片面朝下(基板)直接安裝在基板上。倒裝片現(xiàn)在主要分為回流焊FC和粘附FC兩類。
3.2.1 回流焊FC
在上世紀60年代,IBM公司就開始使用采用回流焊技術(shù)安裝的焊球凸點芯片。IBM公司的焊球凸點工藝稱作C4,它使用高熔點鉛錫焊球,因此不能用于與布線基板,如低玻璃轉(zhuǎn)化溫度FR4進行直接回流焊接。然而,這種凸點可作為一種固定支點,且可與互連基板焊盤表面的薄層共晶鉛焊料直接回流焊接。另外一種方式是在芯片上制作共晶焊球,再直接利用回流焊技術(shù)與基板焊盤互連。
3.2.2 粘附FC
常用粘附FC有如下幾種方式:①用絕緣的粘附薄膜將制作有焊球凸點的IC直接粘附在窄間距互連布線的印制線路板上。因為粘附薄膜具有良好的絕緣性能,因此適用于高密度I/O的互連。同時粘附薄膜也起到保護膜和密封或下填充材料的作用,并可緩解層間熱應(yīng)力,封裝產(chǎn)品的可靠性也隨之提高;②另一種粘附FC是使用各向異性的導(dǎo)電材料(粘附膜或膏)來實現(xiàn)芯片與基板之間的機械和電氣互連。各向異性導(dǎo)電薄膜(ACF)像紙(類似于雙面膠帶),它由熱固性粘附劑、導(dǎo)電粒子和釋放膜組成。各向異性導(dǎo)電粘附劑(ACA)像膏,它由熱固性粘附劑和導(dǎo)電粒子組成。各向異性導(dǎo)電材料粘附IC的示意圖如圖2。
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與回流焊FC相比,粘附FC更具有優(yōu)勢。首先粘附FC的焊盤間距可以比回流焊FC的小,其次免去了涂敷焊料或助焊劑的工藝過程。粘附FC的清洗工作也簡單多了,并且不使用鉛。在粘附FC中,芯片上的凸點可以是用熱聲金球鍵合形成的金球凸點,這樣FC中芯片凸點的制作就變得更加簡單了。
在FC中,由于在整個芯片表面都可以用于制作I/O端,而不象傳統(tǒng)的絲焊電路那樣只能使用芯片的周邊,因此倒裝芯片可提供更多的I/O端數(shù)(倒裝芯片通常以陣列方式排列I/O端)。它的芯片內(nèi)部到I/O端的互連布線較之于周邊I/O端的短,在組裝時芯片的I/O端到基板間的連線也短,從而可減小信號傳輸損耗,加快芯片的運行速度。另外,其相對寬松的焊腳間距,也有利于芯片的組裝。
FC的I/O端數(shù)和絲焊IC(周邊焊盤布置)的能力比較有如圖3。從圖3中我們可清晰地看出采用FC與傳統(tǒng)絲焊的IC芯片在相同的焊盤間距時,可利用I/O端數(shù)之間的巨大差異。還有一點我們也應(yīng)該看到:IC的特征尺寸依然遵循著摩爾定律在逐年減小。因此,芯片周邊長度與電路I/O端數(shù)的比也相應(yīng)會減小。對于一些IC芯片,采用周邊焊盤布置時就可能存在問題;而采用面陣列I/O結(jié)構(gòu),其I/O數(shù)就可能不會受到限制。
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在便攜式電子產(chǎn)品中,F(xiàn)C的府用已相當廣泛。由于FC具有很多優(yōu)點,封裝效率高(100%)、電性能好、可靠性高等,在便攜式電子產(chǎn)品中將會越來越多的使用到FC芯片。因此在未來的便攜式電子產(chǎn)品中,需要大量地使用到FC制作技術(shù)和安裝技術(shù)。
3.3 WLP(圓片級封裝)
WLP,它在圓片上完成測試(芯片級產(chǎn)品測試)和互連凸點的制造,然后進行圓片切割,將芯片分成獨立的小片。WLP的IC可直接應(yīng)用于表面組裝,從而降低了制造成本,也加快了產(chǎn)品的上市時間。與FC技術(shù)相比,WLP具有更寬的引腳間距和更大的焊球尺寸。間距大,更容易進行表面安裝;焊球大,焊接機械強度大,焊球單位面積受到的由于IC芯片和基板間熱膨脹系數(shù)失配產(chǎn)生的應(yīng)力就小;焊球高度高,可使互連結(jié)構(gòu)中的應(yīng)變減小,即焊球的變形減小,從而可進一步提高電路組裝的可靠性。表1對WLP與FC中一些關(guān)鍵參數(shù)進行了比較。








