微电子封装技术的现状及发展

论述了微电子封装技术的发展状况，介绍了微电子封装的代表性技术，包括带载封装（TCP）、栅阵列封装（BGA）、倒装芯片（FCT）、芯片规模封装（CSP）、多芯片模式（MCM）、三维（3D）封装等，并概述了其发展趋势。     

高功率半导体激光器列阵封装引入应变的测量

考虑高功率半导体激光器列阵在封装过程中引入的封装应变会影响激光器的功率、波长和可靠性,对激光器封装应变的测量进行了研究。基于激光器输出光的偏振度变化可反映激光器有源区中量子阱的带隙变化,采用电致发光谱法推导了高功率半导体激光器输出的偏振度值与有源区应变值的关系。对800nmGaAsP/GaInP高功率半导体激光器列阵有源区的应变进行了测量,测量结果与有限元模拟计算结果吻合较好。与理论计算出的有源区固有应变的对比结果显示,激光器芯片在封装过程中受到铜热沉的压缩,会将封装应变引入到有源区中,并且激光器中间的封装应变大于边缘的封装应变。另外,激光器有源区的应变起伏比较明显,认为这是由于采用电镀方法制备的铟焊接层中存在缺陷。测量得到的最大封装应变为1.370×10-3,缺陷密度为40.8%。得到的结果表明,激光器偏振度的测量能够正确反映激光器的缺陷和封装应变值,进而可以有效衡量激光器封装质量的好坏。     

电子封装金属微凸点制备技术研究进展

起着电互连、热传递和机械支撑等重要作用的金属微凸点是基于面积阵列封装的关键。以球栅阵列封装（Ball Grid Array Packaging, BGA）、芯片尺度封装（Chip Scale Packaging, CSP）以及倒装芯片封装（Flip Chip Packaging, FCP）为代表的面积阵列封装形式凭借硅片利用率高、互连路径短、信号传输延时短以及寄生参数小等优点迅速成为当今中高端芯片封装领域的主流。然而,不同应用领域的微凸点具有尺寸跨度大、材料范围广的特点,很难有一种技术能实现全尺寸范围内不同材料金属微凸点的制备。文中综述了当前主流的微凸点制备技术,包括每种技术的优缺点及其适用范围、常见微凸点材料等,最后对当下微凸点制备技术的发展趋势进行了展望。     

新型可控坍塌芯片连接技术(C4)及芯下材料力学性能研究进展

可控坍塌芯片连接(C4)技术可以实现高速、高密度、小外形的封装，因此日渐得到关注和发展。然而，随着C4技术的普及，C4封装内由于芯片和基板间热膨胀系数(CTE)的不匹配而引起的可靠性问题将日益突出，为此研究者在C4封装中引入芯下材料来提高C4封装的可靠性。文中侧重于制造工艺、可靠性以及最新进展对C4技术进行介绍，并且对C4技术中所用的芯下材料的力学性能及其对C4封装可靠性影响的研究现状进行评述。     

芯片的制造过程

芯片制造已经成为国民经济发展的关键,我国的芯片产业已显示出设计、制造和封装三业并举的局面,集成电路技术已进入了同行业的国际主流技术领域。本文介绍了芯片从开始单晶制作到最后芯片封装的主要工艺过程。     

无引线封装的SOI压阻式压力传感器设计

在SOI晶圆材料的基础上,设计了压力敏感结构,提高了传感器的高温稳定性;采用敏感芯片背孔引线技术,将硅敏感芯片的正面和硼玻璃进行气密性阳极键合,通过在硼玻璃对应位置加工电极连接孔,实现芯片电极与外部管脚的电气连接,形成无引线封装结构;利用ANSYS软件对敏感芯片进行了力学仿真,对高温敏感芯体进行了热应力分析,完成了无引线封装结构的优化及制作。通过性能测试,该传感器测量范围为0~0.2 MPa,灵敏度为55.0 m V/MPa,非线性误差小于0.2%。     

封装热效应及粘结层对微芯片应力和应变的影响

针对不同的基板和粘结层,运用COMSOL Multiphysics软件分析了由封装引起的热失配对MEMS芯片的内部应力和应变的影响及其影响规律。分析不同基板对SiC芯片的应力和应变的影响,通过有限元计算分析得知,当基板的热膨胀系数跟芯片的热膨胀系数越接近,封装对芯片导致的应力应变和位移的影响越小。研究表明:粘结层的厚度对SiC芯片的应力等参数同样存在一定的影响,当粘结层的厚度增加时能够降低SiC芯片由封装引起的热应力,同时也会降低SiC芯片的第一主应变。基板厚度增加会增加SiC芯片由封装引起的热应力,温度场由高到低会增加SiC芯片由封装引起的热应力。     

基于源牵引的射频识别芯片的阻抗及灵敏度测量

针对超高频射频识别(RFID)芯片在实际工作状态下的参数难以直接测量的问题,提出了一种基于源牵引技术测量RFID芯片阻抗及灵敏度的新方法。该方法用阅读器确定芯片工作所需最小输入功率和对应的整流器输出电压,以整流器输出电压标识芯片阻抗状态,进而通过网络分析仪测量该芯片状态下对应的源牵引调配器的双端口S参数,可方便地计算出芯片阻抗和灵敏度。使用该方法测量一款兼容ISO/IEC 18000-6C协议的RFID芯片的结果与仿真结果一致性良好,利用所测芯片阻抗数据设计的标签其识别距离可达6.8m。该方法同样适用于其他封装形式的RFID芯片的测量。     

PCBA 板载 DDR 芯片焊点缺陷检测研究

板载芯片朝着小尺寸高密度方向发展,隐藏于芯片封装内部的微焊球缺陷检测愈发困难。针对工业高密度集成印刷电路板组件(PCBA)板载集成电路(IC)内部故障定位难、效率低的问题,提出一种芯片功能测试过程中采用红外热成像检测结合深度学习的多类型缺陷识别方法。以现场可编程门阵列(FPGA)单板双倍数据速率(DDR)存储芯片为对象,建立了芯片缺陷检测模型,搭建检测平台开展芯片内部焊点故障检测试验研究。设计程序实现芯片的数据存储与读出,同步采集红外图像序列,分析存储芯片读写过程中温度变化,并提取不同敏感测量区域热信号。构建卷积神经网络(CNN)分类模型,并进行超参数调优,实现了内部隐藏缺陷包括不同地址、数据、地址空间焊点故障的高效准确识别。引入迁移学习拓展应用于芯片其他9种不同焊点缺陷的检测,在10、20 dB高斯白噪声条件下分别达到95%、92%以上的准确率,从而为实际工业高密度集成PCBA板载微电子封装及可靠性分析提供了一种快速、有效的方法。     

采用芯片直接安装技术封装的风速风向传感器

提出一种采用芯片直接安装(Direct chip attach,DCA)技术封装的风速风向传感器的设计,制备和测试结果.该传感器采用圆形结构,利用热温差的方法测量二维风速和风向.其利用两步金属剥离工艺直接将在感风陶瓷基板上芯片制作出传感器芯片,利用封装胶将优质芯片倒贴在打孔印制电路板上并进行引线键合,用绝热封装胶对芯片进行封包,形成最终的封装.对封装后的传感器芯片进行风洞测试,传感器可以完成360o风向检测,风速量程为6 m/s.     

射频识别(RFID)芯片封装与电子标签制作技术

在促进和推动物联网的应用中,需要广泛使用射频识别(RFID)的技术和产品,包括通过电子标签等以实现智能化识别。文章重点阐述用于电子标签的射频识别(RFID)芯片封装与电子标签制作技术。     

芯片制造工厂MES实施及与其他系统的集成

安靠技术公司(Amkor Technology Inc．)于1968年成立于美国．是目前世界上最大的专注于芯片封装测试的独立供应商之一．专门为半导体企业和电子产品OEM厂商提供完备的微电子设计和制造服务．项目包括深层微微米晶片加工、晶片探测、晶片绘图、特性和性能测试、IC封装设计和组装、多芯片模块设计和组装以及后期测试等工程。     

联合电子首款功率模块批产

正功率模块PM4产品批产采用最新的IGBT芯片技术和先进的模块封装技术2020年7月,联合电子首款功率模块产品PM4在联合电子太仓厂正式下线。该功率模块采用最新的IGBT芯片技术和先进的模块封装技术,最大功率输出能力可达200 kW。同时,与市面上主流的框架模块相比,功率密度提高50%以上,具有高性能、高功率密度、高可靠性及高安全性等特点。功率模块是新能源汽车电驱系统的心脏,应用在电力电子控制器和电桥中,它的主要功能是将电池中储存的直流电与驱     

用于纳秒级窄脉冲工作的大功率半导体激光器模块

介绍了一种将脉冲半导体激光器发射应用系统中脉冲整形电路、驱动电路、激光器保护电路、激光器集成封装成一个激光器模块的方式。当激光器工作于纳秒级窄脉冲状态下时,激光器封装引腿所产生电抗会使得耦合进激光器的脉冲波形劣化,能量损失。为得到上升时间短,波形半宽窄,峰值功率大的光输出,改进激光器管芯的结构并采用混合光电子集成的方式将驱动电路和激光器管芯封装在一个模块内,使得窄脉冲电信号高效地耦合进半导体管芯。分析验证了改进后的激光器模块的各项输出参数均得到改善。同等条件下,改进后的模块在光脉冲宽度为4.5ns时,峰值功率比单独封装激光器提高6倍多。此激光器模块可以得到宽度7ns左右,峰值光功率176W的光脉冲输出。测试了该模块在脉冲宽度为7ns左右的U-P曲线。     

5G高速通信光模块快速耦合算法研究

通过对高密度,高耦合效率产品的耦合技术的研究,突破高精度侧发光芯片的微组装技术、亚微米级的半导体激光芯片和光学元件的耦合集成封装技术以及多维度高精度单模耦合平台设计技术,并成功研制组装芯片数量大于4颗、相对精度小于10μm、单通道速率达10/25/50Gb/s、单通道耦合入纤功率大于20mW、耦合效率大于65%的光模块。在耦合精度满足的情况还需要对透镜及光纤的固定技术进行研究分析,选择低收缩比例的胶水,耦合过程中还必须考虑胶水的收缩比,做参数补偿。同时,还需要优化光路结构和光波导耦合微结构设计,提高光的耦合效率,并且在设备的稳定性和一致性上提出更高设计要求,保证设计合理,操作简便,整个使用过程中能够精确对准,减少反复调整次数,提高工作效率,这是一个创新点。     

毫米波有源相控阵射频前端集成制造技术

毫米波有源相控阵射频前端工艺集成度高,立体组装、先进封装材料、TR组件热路设计和芯片技术是实现有源相控阵射频前端集成制造的关键技术.综合国内外研究发展现状,系统封装、综合集成以及多功能芯片技术是有源相控阵射频前端集成制造技术的未来发展趋势.     

半导体激光器列阵的smile效应与封装技术

为了减小半导体激光器列阵在封装过程中引入热应力而产生的smile效应,提高半导体激光器列阵光束质量,利用对半导体激光器列阵发光点成像放大的方法,准确测量了半导体激光器列阵的smile效应,测量误差为±0.1μm。由于smile效应的准确测量能客观地比较减小smile效应的各种技术与方法,本文根据分析测量结果,提出了通过优化封装半导体激光器列阵焊接回流曲线的方法,使smile效应值控制在±0.5μm内。该方法减小了半导体激光器列阵的smile效应值,提高了激光器列阵光束质量,为下一步研制小芯径、高光束质量半导体激光器列阵光纤耦合模块提供了基础条件。     

胶水封装新技术

IBM苏黎世实验室日前研发出一种新的胶水封装技术，可以使芯片的散热性能提升3倍。据networkworld网站报道，胶水在半导体封装时用于固定微处理器和芯片组，并能够对芯片产生冷却作用。通常，胶水内部含有金属或陶瓷微粒，因此可以将芯片所产生的热量散发出去。[第一段]     

电磁MEMS微镜贴片封装残余应力测试与特性研究北大核心CSCD

针对在MEMS微镜贴片封装过程中引入残余应力的问题,文中基于层合梁理论,研究了MEMS微镜芯片贴片热变形的影响因素及其变化规律;此外,基于欧拉-伯努利梁模型和有限元分析,建立了轴向应力与微镜Piston模态的谐振频率间的解析关系;实验验证了不同封装参数影响下微镜样品的Piston模态频率偏移程度,评估了影响样品中残余应力水平的因素及其变化趋势,结果与理论分析、有限元仿真一致,为MEMS微镜贴片封装优化设计提供了技术支撑。     

基于模糊灰色理论的芯片封装质量评价

在芯片封装质量评价过程中,由于存在着很多模糊灰色不确定因素,因此,采用传统方法很难对其进行正确的评价。通过研究,首先构建了基于模糊灰色理论芯片封装质量评价模型,然后,又分别构建了芯片的标准数据库和故障库,通过比较待识芯片关联度的计算对芯片封装质量进行评价。并在理论研究的基础上,对芯片封装质量进行评价实验。证明该方法的先进性与可行性。