微组装中的LTCC基板制造技术

微组装是指在高密度多层电路基板上,采用微焊接和封装工艺将构成电路的各种半导体集成电路芯片或微型器件组装起来,形成高密度、高可靠的立体结构.通过对微电子组装及LTCC基板制造技术国内外发展、应用概况介绍,分析了LTCC基板材料技术、低温共烧技术等关键技术的发展方向.     

氮化铝共烧基板金属化及其薄膜金属化特性研究

大规模集成电路的发展,对芯片之间的互连提出了更高的要求,高端电子系统中高密度封装技术逐渐成为发展的主流。多芯片组件(MCM)是微电子封装的高级形式,它是把裸芯片与微型元件组装在同一个高密度布线基板上,组成能够完成一定的功能的模块甚至子系统。MCM还能够实现电子系统的小型化、高密度化,是实现系统集成的重要途径,在MCM中高密度布线的多层基板技术是实现高密度封装的关键。     

MCM的工艺技术发展

一、引言多芯片模块MCM：（MultichipModule）的基本概念是：把多块裸露的IC芯片组装在同一块多层高密度互连基板上，并封装在同一管壳中，形成一个多芯片功能组件。MCM是一种先进的电子组装技术，与过去的混合IC概念的关键区别在于“多块”“裸露”芯片直接组装在多层高密度互连基板上，若把一些单片器件组装在PC板上，则不能叫做MCM。采用MCM技术，其芯片之间的节距可缩得极小，层与层间以通孔金属化导线互连，因此，其多层互连线比常规PC板或混合IC要缩短一个数量级，由此导致一系列引人注目的重大优点。国际上的研究开发结果…     

数模混合高速集成电路封装基板协同设计与验证

介绍了数模混合高速集成电路(IC)封装的特性以及该类封装协同设计的一般分析方法.合理有效的基板设计是实现可靠封装的重要保障,基于物理互连设计与电设计协同开展的思路,采用Cadence APD工具以及三维电磁场仿真工具实现了特定数模混合高速集成电路(一款探测器读出电路)的封装设计与仿真论证,芯片封装后组装测试,探测器系统性能良好,封装设计达到预期目标.封装电仿真主要包含:封装信号传输通道S参数提取、电源/地网络评估,探测器读出芯片封装体互连通道设计能满足信号带宽为350 MHz(或者信号上升时间大于1 ns)的高速信号的传输.封装基板布线设计与基板电设计协同分析是提高数模混合高速集成电路封装设计效率的有效途径.     

高密度集成技术与电子装备小型化

小型化和一体化是未来电子装备的主流发展方向。电子装备的小型化和一体化离不开高密度集成技术,三维芯片堆叠、芯片倒装焊接、高密度多层布线基板和SIP封装等高密度集成技术在国内的研究正在兴起。未来的电子装备不仅仅是由一个个元器件组装而成,而是电路和封装密不可分的一个3D互连系统。     

基于埋置式基板的3D-MCM封装结构的研制

研制一种用于无线传感网的多芯片组件（3D-MCM) . 采用层压、开槽等工艺获得埋置式高密度多层有机（FR-4）基板,通过板上芯片（COB) 、板上倒装芯片（FCOB) 、球栅阵列（BGA）等技术,并通过引线键合、倒装焊等多种互连方式将不同类型的半导体芯片三维封装于一种由叠层模块所形成的立体封装结构中;通过封装表层的植球工艺形成与表面组装技术（SMT）兼容的BGA器件输出端子;利用不同熔点焊球实现了工艺兼容的封装体内各级BGA的垂直互连,形成了融合多种互连方式3D-MCM封装结构. 埋置式基板的应用解决了BGA与引线键合芯片同面组装情况下芯片封装面高出焊球高度的关键问题. 对封装结构的散热特性进行了数值模拟和测试,结果表明组件具有高的热机械可靠性. 电学测试结果表明组件实现了电功能,从而满足了无线传感网小型化、高可靠性和低成本的设计要求.     

为什么高密度多层互连能用于高级封装

<正> 高密度多层互连技术(HDMI)很有可能是未来的封装技术,利用这种技术可以在硅、陶瓷和玻璃基板上互连硅芯片。体积更小、速度更快、价格低廉和性能可靠的系统的广泛需求使许多电子产品封装都采用HDMI。 HDMI具有如下几方面优点:1.每平方英寸基板上能容纳更多的电路,HDMI的封装效率(基板面积和半导体所占据的面积的比)高于90％,这比人们普遍认为是最佳封装密度的圆片集成的封装效率还高40％;2.印脚减少给三维叠层HDMI晶片阵列带来可行性,这     

基于埋置式基板的3D-MCM封装结构的研制

研制一种用于无线传感网的多芯片组件(3D-MCM).采用层压、开槽等工艺获得埋置式高密度多层有机(FR-4)基板,通过板上芯片(COB)、板上倒装芯片(FCOB)、球栅阵列(BGA)等技术,并通过引线键合、倒装焊等多种互连方式将不同类型的半导体芯片三维封装于一种由叠层模块所形成的立体封装结构中;通过封装表层的植球工艺形成与表面组装技术(SMT)兼容的BGA器件输出端子;利用不同熔点焊球实现了工艺兼容的封装体内各级BGA的垂直互连,形成r融合多种互连方式3D-MCM封装结构.埋置式基板的应用解决了BGA与引线键合芯片同面组装情况下芯片封装面高出焊球高度的关键问题.对封装结构的散热特性进行了数值模拟和测试,结果表明组件具有高的热机械可靠性.电学测试结果表明组件实现了电功能,从而满足了无线传感网小型化、高可靠性和低成本的设计要求.     

低温共烧陶瓷多层基板精细互连技术

微电子技术和封装工艺的发展使超大规模集成电路(VLSI)的密度越来越高,而高密度低温共烧陶瓷(LTCC)基板的制作依赖于基板内部导体的精细互连技术.为了满足LTCC多层基板高密度互连的工艺要求,必须使基板微通孔的直径及导线线宽缩小到100 μm以内.基于此,首先介绍了LTCC生瓷带层的微通孔形成与填充工艺,以及所形成的微通孔的特点;利用厚膜丝网印刷技术形成精细导线,分析了影响印刷质量的工艺参数;最后简要介绍了薄膜光刻等新技术.通过应用上述几种先进的精细互连工艺技术,极大地提高了LTCC多层基板的互连密度.     

多芯片组件将铸就世界辉煌

自80年代中期以来,国际上有关多芯片组件(MCM)的报道日益增多。人们从整机、制造和应用的不同角度,对MCM的定义不尽相同,对MCM的技术内涵也有不同的认识和理解。综合分析近年来国内外专家对MCM较普遍的看法,对MCM作如下定义比较妥当:MCM是将2个以上的大规模集成电路裸芯片和其它微型元器件互连组装在同一块高密度、高层基板上,并封装在同一管壳内构成功能齐全、质量可靠的电子组件。MCM是实现电子装备小型化、轻量化、高速度、高可靠、低成本电路集成不可缺少的关键技术,它与传统的混合IC主要区别在于MCM是采用“多块裸芯片”与“多层布线基板”,并实现“高密度互连”。     

基于LTCC技术的SIP研究

SIP是继SOC后快速发展起来的,采用微组装和互连技术可以在单封装内实现子系统或系统功能.低温共烧陶瓷(LTCC)技术是实现SIP的重要途径.采用LTCC技术的SIP具备高集成度,方便集成无源元件无源功能器件,通过调整配料和多种不同介电常数基板混合共烧的方式提高电路设计灵活性等.对基于LTCC技术的SIP特点和优势进行了讨论,并根据需要结合实际工作给出了一个采用LTCC的X波段射频接收前端SIP的实例.     

基于SiP技术的胶囊内窥镜微型电路系统制造

胶囊内窥镜是近年发展起来的微型医疗仪器,其电路构造具有体积小、功能全等特点。文章提出用高密度封装SiP技术实现胶囊内窥镜的电路系统微型化。相对传统的芯片定制方式,采用堆叠式、表面贴装式或倒装焊式等组装方式具有成本低、难度低、开发周期短的优点。SiP封装、埋植式元件基板制造等高密度封装技术的不断发展,使得采用普通商用芯片实现胶囊内窥镜电路系统制造具有可行性。     

基于硅桥芯片互连的芯粒集成技术研究进展

在后摩尔时代,通过先进封装技术将具有不同功能、不同工艺节点的异构芯粒实现多功能、高密度、小型化集成是延长摩尔定律寿命的有效方案之一。在众多先进封装解决方案中,在基板或转接板中内嵌硅桥芯片不仅能解决芯粒间局域高密度信号互连问题,而且相较于TSV转接板方案,其成本相对较低。因此,基于硅桥芯片互连的异构芯粒集成技术被业内认为是性能和成本的折中。总结分析了目前业内典型的基于硅桥芯片互连的先进集成技术,介绍其工艺流程和工艺难点,最后展望了该类先进封装技术的发展。     

混合封装能实现最佳的电路保护

<正> 混合电路需要一个密封的管壳将电路保护起来,尤其是芯片与布线的混合更是如此。只要观察一下封装好的混合电路器件便可知道外部封装是总体组装的一个重要组成部分。据统计,这种封装约占混合电路器件总成本的14％,1990年将增加到16％。混合封装的作用是安装和保护陶瓷混合电路,即厚膜电路或薄膜电路,以便提供一个密封的环境。这种封装必须保证散热好、尺寸小以及为下步组装提供可靠的连接方法——通常是焊到一块印刷电路板上。电参数也可能是一     

光纤陀螺信号处理电路MCM-C的版图与工艺设计

介绍一种光纤陀螺信号处理电路MCM-C的版图设计与工艺设计,15层LTCC基板、效率达31.91%的高密度组装、基板与外壳的一体化封装。     

环保型高密度互连材料

对于移动电话、薄笔记本个人计算机和数字视频摄像机等设备来说,为使其体积微型化、重量轻型化和功能多样化,当前的解决办法,主要是依靠以芯片规模封装(CSP)为代表的先进封装技术的进展,而开发积层多层印制电路板技术将使这种高密度封装成为可能.但是,开发这种积层多层印制电路板需要高密度互连材料技术,以及精细间距电路形成技术和微导通孔形成技术的支持.从贮藏环境意识的观点看,在该领域中引入环境技术也是必要的.本文将介绍基于环境考虑而开发的不含卤/锑的高密度互连材料.     

芯片级封装与HDI/BUM板

芯片级封装是指芯片在PCB基板上安装尺寸等于或接近于芯片尺寸的、高密度组装技术,它是在表面安装技术上深入发展起来而成为新一代的电路组装技术。芯片级封装的优点使它成为当前和今后最具优势(选)的高密度封装方法之一。而HDI/BUM 板是受芯片级封装技术推动而发展起来新一代PCB产品。HDI/BUM 板将推动PCB全面走向高密度化(微导通孔、导线微细化、介质薄型化等),严格的 CTE匹配和紧密的板面高平整度化要求,最后介绍了 HDI/BUM的关键生产工艺。     

用面对面叠加法实现芯片的3D集成

面对面芯片叠加使一颗芯片置于另一颗芯片的倒装凸块阵列中,从而极大减小了封装厚度。POSSUMTM封装是指两颗或多颗芯片用面对面的方式叠加,其中较小的芯片置于较大芯片上没有互联倒装凸块的区域。较小的芯片在薄化后通过铜柱微块组装到较大的芯片上。因此,薄化了的较小芯片和它的铜柱微块的总体高度就比其附着的较大芯片的倒装凸块经回流后的高度要低很多。一旦组装完毕,较小芯片就被有效地夹在上面的较大芯片和下面的基板中,同时被一环或多环倒装锡凸块包围。底部填充剂的使用同时保证了铜柱和无铅锡凸块在测试和使用中的可靠性要求。因为信号在两颗芯片的表面运行,所以互连线极短,可以实现近距离信号匹配,和小电感的信号传输。这种面对面芯片叠加方式保证了很好的芯片间信号传输的完整性,是穿硅孔(TSV)封装技术的低成本的有效替代。     

大面积混合电路——一种先进的微电子组装概念

大面积混合电路(以下简称 LAH)是一种充分验证了的微电子组装概念,这种概念是把常规的混合电路技术发展到高一级即组件级的组装水平,并把混合微电路和印制电路板的设计和组装优点结合在一起。LAH 的特点是在一块大的陶瓷基片(典型的为4×4英寸)上沉积电阻器和多层厚膜导线。分立组装元件可以装接和互连到这种电路上。另外,为了给敏感器件和引线焊接提供保护性的措施,基片上的局部区域可以采用气密性封装(使用一种可维修的方法)。最后,基片粘接到一块合适的安装板上,并通过一个连接器,或硬线互连到外部线路上。本文敍述了 LAH 的优缺点,某些所碰到的问题、已实现的制造方法和设计研究。对 LAH 及相应的多层印制电路板组件做了对比。给出了试验工程组件的环境试验结果。由于 LAH 的一些优点及其研制的成功,从而得到休斯飞机公司的重视,并把 LAH 应用到先进系统中去,目前,正在计划或考虑在许多卫星和飞机系统上应用。     

一种低成本高密度的高速数模混合微系统集成

提出了一种全金属管壳封装、双面布局6层布线的叠层多芯片组件微系统结构,以实现500MHz高速数模混合微系统集成,并借助SpecctraQuest软件仿真了基板上关键互连线的传输特性.